一種功能分離型雙重子系統協同減震結構體系技術方案

本發明專利技術公開了一種功能分離型雙重子系統協同減震結構體系，包括抗重力子系統、抗側力子系統以及連接在兩個子系統間的阻尼器。其中抗重力子系統和抗側力子系統采用彼此分離布置，連接在二者之間的阻尼器為主要振動耗能部件。本裝置結構形式簡單可靠，通過阻尼器將抗重力子系統和抗側力子系統兩種動力特性迥異、功能互補的子結構系統連接在一起形成一種性能優異的子結構協同減震結構體系。

Functional separation type dual subsystem synergistic shock absorption structure system

The invention discloses a functional separation type dual subsystem synergistic shock absorption structural system, comprising an anti gravity subsystem, an anti lateral force subsystem and a damper connected between the two subsystems. Among them, the anti gravity subsystem and the anti lateral force subsystem are separated from each other, and the dampers connected between the two are the main vibration energy dissipation components. The device structure is simple and reliable, connected together to form a sub structure of a kind of excellent collaborative structure system by the anti gravity damper subsystem and the lateral force resisting system of two kinds of dynamic characteristics of different and complementary sub structure system.

【技術實現步驟摘要】
一種功能分離型雙重子系統協同減震結構體系
本專利技術屬于結構工程抗震領域，具體地說，涉及一種功能分離型雙重子系統協同減震結構體系。
技術介紹
我國是一個破壞性地震多發的國家，國內外震害經驗表明，房屋建筑的倒塌或損壞是造成人員傷亡和財產損失的主要原因。重要建筑(如醫院、學校、人員密集場所等)在地震中的破壞或中斷使用則可能引發更加嚴重的此生災害。因此，針對重要建筑和大型商業建筑，通過新材料和消能減震技術，實現建筑在大震下不損傷或使用功能不中斷，對提高社會抗震、減災能力具有重要意義。地震中經常發生相鄰建筑碰撞的現象，不僅可導致建筑局部破壞，還可能導致其整體倒塌。國內外學者根據這個問題，嘗試在振動特性差異較大的相鄰建筑之間布置阻尼器，不僅可以避免建筑之間發生碰撞、倒塌，而且可有效降低建筑的地震響應和損傷程度。本專利技術基于該發現，結合建筑的受力特點和新型高強鋼材料的應用，提出將單體建筑結構分解成兩個受力功能不同、振動特性迥異的子系統，并通過阻尼器將二者連接起來，實現重要單體建筑高效耗能、在大震下主體結構不受損傷的目的。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術針對上述的問題，提供了一種功能分離型雙重子系統協同減震結構體系。為了解決上述技術問題，本專利技術公開了一種功能分離型雙重子系統協同減震結構體系，包括阻尼器、抗重力子系統和抗側力子系統；抗重力子系統包括豎直設置的若干根內框架柱和若干層水平設置的內框架梁層，內框架梁層的形狀為十字架型，每層內框架梁層包括相互垂直設置的第一內框架梁機構和第二內框架梁機構，每層內框架梁層上鋪設有樓板；所述第一內框架梁機構包括N根依次水平設置的第一一內框架梁、第一二內框架梁、第一三內框架梁、……、第一N-1內框架梁、第一N內框架梁,其中，N為正整數；第二內框架梁機構包括M根依次水平設置的第二一內框架梁、第二二內框架梁、第二三內框架梁、……、第二M-1內框架梁、第二M內框架梁，其中，M為正整數；第一二內框架梁、第一三內框架梁、……、第一N-1內框架梁、第二二內框架梁、第二三內框架梁、……、第二M-1內框架梁的連接處均設置有內框架柱；抗側力子系統為中空的長方體框架，抗側力子系統設置在抗重力子系統的外側，所述抗重力子系統和抗側力子系統通過阻尼器相連接。進一步地，抗側力子系統包括豎直設置的若干根外框架柱和若干層水平設置的長方形外框架梁層，外框架梁層由若干根首尾依次相連接的第三框架梁構成，每層外框架梁層內側對應設置一個內框架梁層；外框架梁層與該內框架梁層在同一水平面上；若干層水平設置的外框架梁層通過外框架柱連接在一起；若干層外框架梁層構成一個中空的長方體外框架梁層單體，外框架梁層單體的每個側面上設置有兩根外框架支撐，兩根外框架支撐分別設置在外框架梁層單體的每個側面的的位置對角線上。進一步地，每兩層內框架梁層對應設置一層外框架梁層；每四層外框架梁層構成一個中空的長方體外框架梁層單體。進一步地，阻尼器包括第一阻尼器和第二阻尼器，與外框架梁層高度相同的內框架梁層中的第一一內框架梁、第一N內框架梁與第二三內框架梁、……、第二M-2內框架梁的連接處均設置有第二阻尼器；第二一內框架梁、第二M內框架梁與第一三內框架梁、……、第一N-2內框架梁的連接處均設置有第二阻尼器；第二阻尼器的另一端分別與該層外框架梁層的第三框架梁相連接。進一步地，內框架柱、第一內框架梁機構和第二內框架梁機構采用Q390鋼、Q460鋼或Q690鋼。進一步地，第一阻尼器采用桿狀拉壓型阻尼器，第二阻尼器采用平板式剪切型阻尼器。與現有技術相比，本專利技術可以獲得包括以下技術效果：1)本專利技術的功能分離型雙重子系統協同減震結構體系，結構形式簡單可靠，通過阻尼器將抗重力子系統和抗側力子系統兩種動力特性迥異、功能互補的子結構系統連接在一起形成一種性能優異的子結構協同減震結構體系。2)布置在子系統間的阻尼器可有效耗散地震中輸入結構的能量，降低結構體系在地震下的振動。結構遭受罕遇地震后，抗重力子系統和抗側力子系統均保持彈性，僅需對受損的部分阻尼器進行修復或更換，確保建筑在震后的連續使用。當然，實施本專利技術的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有技術效果。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本專利技術的一部分，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1是本專利技術功能分離型雙重子系統協同減震結構體系的結構示意圖；圖2是本專利技術功能分離型雙重子系統協同減震結構體系的不帶樓板的抗重力子系統的結構示意圖；圖3是本專利技術功能分離型雙重子系統協同減震結構體系的帶樓板的抗重力子系統的結構示意圖；圖4本專利技術功能分離型雙重子系統協同減震結構體系的平面布置圖；圖5本專利技術功能分離型雙重子系統協同減震結構體系的抗側力子系統的結構示意圖；圖6是本專利技術功能分離型雙重子系統協同減震結構體系的側視圖。其中，1.內框架柱，2.內框架梁層，3.外框架柱，4.外框架梁層，5.外框架支撐，7.抗重力子系統，8.抗側力子系統，9.第一阻尼器，10.第一內框架梁，10-1.第一一內框架梁，10-2.第一二內框架梁，10-3.第一三內框架梁，……，10-N-2.第一N-2內框架梁，10-N-1.第一N-1內框架梁，10-N.第一N內框架梁，11.第二內框架梁，11-1.第二一內框架梁，11-2.第二二內框架梁，11-3.第二三內框架梁，……，11-M-2.第二M-2內框架梁，11-M-1.第二M-1內框架梁，11-M.第二M內框架梁，12.樓板，13.第三框架梁，14.外框架梁層單體，15.第二阻尼器。具體實施方式以下將配合實施例來詳細說明本專利技術的實施方式，藉此對本專利技術如何應用技術手段來解決技術問題并達成技術功效的實現過程能充分理解并據以實施。本專利技術公開了一種功能分離型雙重子系統協同減震結構體系，如圖1所示，包括阻尼器、抗重力子系統7和抗側力子系統8；如圖2、圖3和圖4所示，所述抗重力子系統7包括豎直設置的若干根內框架柱1和若干層水平設置的內框架梁層2，內框架梁層2的形狀為十字架型，每層內框架梁層2包括相互垂直設置的第一內框架梁機構10和第二內框架梁機構11，每層內框架梁層2上鋪設有樓板12；第一內框架梁機構10包括依次水平設置的第一一內框架梁10-1、第一二內框架梁10-2、第一三內框架梁10-3、……、第一N-1內框架梁10-N-1、第一N內框架梁10-N,其中，N為正整數；第二內框架梁機構11包括依次水平設置的第二一內框架梁11-1、第二二內框架梁11-2、第二三內框架梁11-3、……、第二M-1內框架梁11-M-1、第二M內框架梁11-M，其中，M為正整數；第一二內框架梁10-2、第一三內框架梁10-3、……、第一N-1內框架梁10-N-1、第二二內框架梁11-2、第二三內框架梁11-3、……、第二M-1內框架梁11-M-1的連接處均設置有內框架柱1；抗側力子系統8為中空的長方體框架，抗側力子系統8設置在抗重力子系統7的外側，抗重力子系統7和抗側力子系統8通過阻尼器相連接。如圖5和圖6所示，抗側力子系統8包括豎直設置的若干根外框架柱3和若干層水平設置的長方形外框架梁層4，外框架梁層4由若干根首尾依次相連接的第三框架梁13構成，每層外框架梁層4內側對應本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種功能分離型雙重子系統協同減震結構體系，其特征在于，包括阻尼器、抗重力子系統(7)和抗側力子系統(8)；所述抗重力子系統(7)包括豎直設置的若干根內框架柱(1)和若干層水平設置的內框架梁層(2)，內框架梁層(2)的形狀為十字架型，每層內框架梁層(2)包括相互垂直設置的第一內框架梁機構(10)和第二內框架梁機構(11)，每層內框架梁層(2)上鋪設有樓板(12)；所述第一內框架梁機構(10)包括N根依次水平設置的第一一內框架梁(10?1)、第一二內框架梁(10?2)、第一三內框架梁(10?3)、……、第一N?1內框架梁(10?N?1)、第一N內框架梁(10?N),其中，N為正整數；所述第二內框架梁機構(11)包括M根依次水平設置的第二一內框架梁(11?1)、第二二內框架梁(11?2)、第二三內框架梁(11?3)、……、第二M?1內框架梁(11?M?1)、第二M內框架梁(11?M)，其中，M為正整數；第一二內框架梁(10?2)、第一三內框架梁(10?3)、……、第一N?1內框架梁(10?N?1)、第二二內框架梁(11?2)、第二三內框架梁(11?3)、……、第二M?1內框架梁(11?M?1)的連接處均設置有內框架柱(1)；所述抗側力子系統(8)為中空的長方體框架，抗側力子系統(8)設置在抗重力子系統(7)的外側，所述抗重力子系統(7)和抗側力子系統(8)通過阻尼器相連接。...

【技術特征摘要】
1.一種功能分離型雙重子系統協同減震結構體系，其特征在于，包括阻尼器、抗重力子系統(7)和抗側力子系統(8)；所述抗重力子系統(7)包括豎直設置的若干根內框架柱(1)和若干層水平設置的內框架梁層(2)，內框架梁層(2)的形狀為十字架型，每層內框架梁層(2)包括相互垂直設置的第一內框架梁機構(10)和第二內框架梁機構(11)，每層內框架梁層(2)上鋪設有樓板(12)；所述第一內框架梁機構(10)包括N根依次水平設置的第一一內框架梁(10-1)、第一二內框架梁(10-2)、第一三內框架梁(10-3)、……、第一N-1內框架梁(10-N-1)、第一N內框架梁(10-N),其中，N為正整數；所述第二內框架梁機構(11)包括M根依次水平設置的第二一內框架梁(11-1)、第二二內框架梁(11-2)、第二三內框架梁(11-3)、……、第二M-1內框架梁(11-M-1)、第二M內框架梁(11-M)，其中，M為正整數；第一二內框架梁(10-2)、第一三內框架梁(10-3)、……、第一N-1內框架梁(10-N-1)、第二二內框架梁(11-2)、第二三內框架梁(11-3)、……、第二M-1內框架梁(11-M-1)的連接處均設置有內框架柱(1)；所述抗側力子系統(8)為中空的長方體框架，抗側力子系統(8)設置在抗重力子系統(7)的外側，所述抗重力子系統(7)和抗側力子系統(8)通過阻尼器相連接。2.根據權利要求1所述的功能分離型雙重子系統協同減震結構體系，其特征在于，所述抗側力子系統(8)包括豎直設置的若干根外框架柱(3)和若干層水平設置的長方形外框架梁層(4)，外框架梁層(4)由若干根首尾依次相連接的第三框架梁(13)構成，每層外框架梁層(4)內側對應設置一個內框架梁層(2)；外框架梁層(4)與該內框架梁層(2)在同一水平面上；若干層水平設置的外框架梁層(4)通過外框架柱(3)連接在一起；若干層外框...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林旭川，胡陽陽，白涌滔，牟犇，王濤，趙森林，王宇航，
申請(專利權)人：中國地震局工程力學研究所，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23