组合消能减震医疗建筑框架结构体系及设计、施工与应用

本发明属于建筑结构，具体属于医疗建筑的工程结构，涉及一种组合消能减震医疗建筑框架结构体系及设计、施工方法与应用。

背景技术：

1、根据《建筑工程抗震设防分类标准》(gb50223)，大部分的医疗建筑均需按照重点设防类进行考虑设防，同时由于医疗建筑其自身的重要性，需要有更高的抗震性能要求，应按照建设工程抗震管理条例(国令第744号)，对于位于高烈度设防地区、地震重点监视防御区的新建医院、养老机构等建筑应当按照国家有关规定采用隔震减震等技术，保证发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求。

2、因此，提供一种适用于医疗建筑框架结构的组合消能减震体系及设计方法具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的就是提供一种组合消能减震医疗建筑框架结构体系及设计、施工方法与应用。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种组合消能减震结构，包括：多个纵横交错连接形成多个框架网格的横向梁与纵向柱、沿对角线方向设于框架网格内的防屈曲约束支撑，以及设于框架网格内的黏滞阻尼组件；

4、所述黏滞阻尼组件包括一上一下分别设于相邻横向梁上的连接件，以及平行于横向梁且两端分别与在上连接件、在下连接件相连接的黏滞阻尼器。

5、进一步地，所述防屈曲约束支撑、黏滞阻尼组件分别设于横向排布的相应框架网格内。

6、进一步地，多个黏滞阻尼组件沿纵向依次排布于多个框架网格内；多个防屈曲约束支撑沿纵向依次排布于多个框架网格内。

7、进一步地，横向相邻设置的防屈曲约束支撑、黏滞阻尼组件记为消能减震组合，多个消能减震组合均衡设置。

8、进一步地，所述防屈曲约束支撑两端设有钢节点板，并通过钢节点板与框架网格相连接；

9、所述钢节点板包括设于框架网格角部的节点板、分别埋设于横向梁与纵向柱相对侧面的预埋件、设于预埋件之间且贯穿横向梁与或纵向柱的对拉锚栓；相对设于节点板侧面的加劲肋；

10、位于所述横向梁与纵向柱一侧的预埋件与节点板相连接；

11、所述加劲肋的延伸方向与防屈曲约束支撑相一致。

12、进一步地，所述连接件为与横向梁相适配的连接墙。

13、进一步地，所述黏滞阻尼器两端铰接有锚栓座，所述锚栓座的底部埋设于连接墙内。

14、作为具体的技术方案，所述横向梁与纵向柱为混凝土梁或钢筋梁。

15、一种组合消能减震结构的设计方法，包括以下步骤：

16、s1：根据组合耗能减震总体设计目标，评估在多遇地震作用下主体结构需要的总抗侧刚度；

17、s2：根据主体结构的总抗侧刚度，确定屈曲约束耗能支撑的抗侧刚度；

18、s3：根据屈曲约束耗能支撑的抗侧刚度，确定屈曲约束耗能支撑的布置方案；

19、s4：核算屈曲约束耗能支撑的抗侧刚度与布置方案是否满足主体结构的总抗侧刚度；

20、若否，则执行步骤s2～s4，并在步骤s2中重新确定屈曲约束耗能支撑的抗侧刚度；

21、若是，则执行步骤s5；

22、s5：确定设防地震下的主体结构的减震目标；

23、s6：根据设防地震下的主体结构的减震目标，确定黏滞阻尼器需要的附加阻尼比和数量；

24、s7：根据黏滞阻尼器需要的附加阻尼比和数量，确定黏滞阻尼器的布置方案；

25、s8：核算黏滞阻尼器需要的附加阻尼比、数量以及布置方案是否满足设防地震下的主体结构的减震目标；

26、若否，则执行步骤s6～s8，并在步骤s6中重新确定黏滞阻尼器的附加阻尼比和数量；或者执行步骤s2～s8，并在步骤s2中重新确定屈曲约束耗能支撑的抗侧刚度；

27、若是，则执行步骤s9；

28、s9：根据规范进行减震结构的验算，通过微调屈曲约束耗能支撑和黏滞阻尼器，复核多遇地震、设防地震、罕遇地震的构件的强度、稳定性和结构整体刚度是否符合要求；

29、若否，则执行步骤s6～s9，并在步骤s6中重新确定黏滞阻尼器的附加阻尼比和数量；或者执行步骤s2～s9，并在步骤s2中重新确定屈曲约束耗能支撑的抗侧刚度；

30、若是，则确定组合消能减震结构方案。

31、一种组合消能减震结构的施工方法，包括以下步骤：

32、s1：预加工屈曲约束耗能支撑，以及屈曲约束耗能支撑与框架网格之间的连接结构；预加工黏滞阻尼器，以及黏滞阻尼器与横向梁之间的连接结构；

33、s2：现场施工或安装主体框架结构体系，即横向梁与纵向柱；

34、s3：将加工好的屈曲约束耗能支撑、黏滞阻尼器及相应的连接结构运至施工现场，并进行现场安装。

35、一种组合消能减震结构的应用，包括将所述组合消能减震结构用于医疗建筑。

36、本发明通过对结构在设防烈度作用下的弹性时程分析以及罕遇地震动力弹塑性分析，结果表明，设防地震与罕遇地震作用下，结构的计算指标均能符合规范要求，设防地震下，结构梁柱未进入塑性状态，够满足正常使用要求，即中震下可以立即使用。本发明结构具有较好的抗震性能和结构韧性，同时墙式连接的黏滞阻尼器和防屈曲约束支撑可作为可更换结构构件，形成可恢复功能结构体系。

37、与现有技术相比，本发明具有以下特点：

38、1)屈曲约束耗能支撑可以为框架结构在多遇地震和设防地震作用下提供一定的抗侧刚度。

39、2)黏滞阻尼器的设置，满足了建设工程抗震管理条例规定对于位于高烈度设防地区、地震重点监视防御区的新建医院等建筑应当采用隔震减震等技术的要求。

40、3)黏滞阻尼器的设置，可在设防地震和罕遇地震作用下耗能，给结构提供附加阻尼比，明显降低框架结构的地震反应。

41、4)组合消能减震技术的应用，可以起到保护主体框架结构的作用，结构的抗震性能会得到显著提高。

42、5)采用该体系的医疗建筑，结构具有明显的两道抗震设防体系，大大提高了结构的抗震韧性。

43、6)采用该体系的医疗建筑，设计方法简洁适用，优化了结构设计的流程。

44、7)组合消能减震技术体系现场安装方便，均为干作业方式，有较好的经济、环境效益。

技术特征：

1.一种组合消能减震结构，其特征在于，包括：多个纵横交错连接形成多个框架网格(1)的横向梁(2)与纵向柱(3)、沿对角线方向设于框架网格(1)内的防屈曲约束支撑(4)，以及设于框架网格(1)内的黏滞阻尼组件；

2.根据权利要求1所述组合消能减震结构，其特征在于，所述防屈曲约束支撑(4)、黏滞阻尼组件分别设于横向排布的相应框架网格(1)内。

3.根据权利要求1所述组合消能减震结构，其特征在于，多个黏滞阻尼组件沿纵向依次排布于多个框架网格(1)内；多个防屈曲约束支撑(4)沿纵向依次排布于多个框架网格(1)内。

4.根据权利要求1所述组合消能减震结构，其特征在于，横向相邻设置的防屈曲约束支撑(4)、黏滞阻尼组件记为消能减震组合，多个消能减震组合均衡设置。

5.根据权利要求1所述组合消能减震结构，其特征在于，所述防屈曲约束支撑(4)两端设有钢节点板(7)，并通过钢节点板(7)与框架网格(1)相连接；

6.根据权利要求1所述组合消能减震结构，其特征在于，所述连接件(5)为与横向梁(2)相适配的连接墙。

7.根据权利要求6所述组合消能减震结构，其特征在于，所述黏滞阻尼器(6)两端铰接有锚栓座(8)，所述锚栓座(8)的底部埋设于连接墙()内。

8.一种如权利要求1至7任一项所述组合消能减震结构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.一种如权利要求1至7任一项所述组合消能减震结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种如权利要求1至7任一项所述组合消能减震结构的应用，其特征在于，所述组合消能减震结构用于医疗建筑。

技术总结
本发明涉及组合消能减震医疗建筑框架结构体系及设计、施工与应用，包括：多个纵横交错连接形成多个框架网格的横向梁与纵向柱、沿对角线方向设于框架网格内的防屈曲约束支撑，以及设于框架网格内的黏滞阻尼组件；其中黏滞阻尼组件包括一上一下分别设于相邻横向梁上的连接件，以及平行于横向梁且两端分别与在上连接件、在下连接件相连接的黏滞阻尼器。与现有技术相比，本发明结合采用墙式连接的黏滞阻尼器和防屈曲约束支撑的组合消能减震技术方案，大大提高了结构的抗震性能，同时响应重点设防类抗震设防和建筑工程抗震管理条例的要求，保证发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求，即中震下可以立即使用，提高了结构的抗震韧性。

技术研发人员：何天森,胡仁茂,周余娟,官学良,张锦骁,刘纪坤
受保护的技术使用者：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15