[发明专利]变刚度放大阻尼耗能支撑体系

说明书

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体而言，涉及一种变刚度放大阻尼耗能支撑体系。

背景技术

随着《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)的实施，标志着我国对抗震设计的要求越来越高，对建筑结构的安全越来越重视。为了满足规范的要求，不得不加大结构构件的尺寸，增加材料的强度，甚至很多建筑结构按照常规设计已难以满足，鉴于此，减隔震技术被越来越广泛地应用到建筑结构设计当中。

减隔震技术主要采用隔震支座、阻尼器和屈曲约束支撑等。隔震支座通过增加结构周期，降低地震输入，同时增加结构阻尼，增加阻尼耗能，降低结构的损伤。阻尼器通过加大结构阻尼，增加阻尼耗能，降低结构损伤。屈曲约束支撑通过支撑屈曲耗能，降低结构损伤。

减隔震技术发挥效应的基础是结构本身产生较大变形，一般设置在结构变形较大的位置处或在减隔震位置处采取适当措施对变形进行放大，但相关技术中的减隔震技术无法在大变形作用下同时满足刚度的放大和阻尼耗能能力的增强，仍然存在安全隐患。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种变刚度放大阻尼耗能支撑体系，该变刚度放大阻尼耗能支撑体系能够在大变形作用下同时满足刚度的放大和阻尼耗能能力的增强，从而提高安全性。

为实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种变刚度放大阻尼耗能支撑体系，所述变刚度放大阻尼耗能支撑体系包括：建筑主体，所述建筑主体具有在水平方向上相对的第一侧壁和第二侧壁；第一放大阻尼斜支撑，所述第一放大阻尼斜支撑包括第一上支撑杆和第一下支撑杆，所述第一上支撑杆、所述第一下支撑杆和所述第一侧壁呈三角形连接；第二放大阻尼斜支撑，所述第二放大阻尼斜支撑包括第二上支撑杆和第二下支撑杆，所述第二上支撑杆、所述第二下支撑杆和所述第二侧壁呈三角形连接；阻尼器，所述阻尼器具有剪切耗能和轴向刚度，所述阻尼器的一端与所述第一上支撑杆和所述第一下支撑杆刚性连接，所述阻尼器的另一端与所述第二上支撑杆和所述第二下支撑杆刚性连接，其中，所述建筑主体未变形时，所述阻尼器的轴向与所述第一上支撑杆、所述第一下支撑杆、所述第二上支撑杆和所述第二下支撑杆中的每一个的轴向均具有大于0°的预定夹角；随着所述建筑主体的变形逐渐增大，所述阻尼器的轴向与所述第一上支撑杆、所述第一下支撑杆、所述第二上支撑杆和所述第二下支撑杆中的至少一个的轴向逐渐重合。

根据本发明实施例的变刚度放大阻尼耗能支撑体系能够在大变形作用下同时满足刚度的放大和阻尼耗能能力的增强，从而提高安全性。

另外，根据本发明实施例的变刚度放大阻尼耗能支撑体系还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述建筑主体未变形时，所述阻尼器的轴向沿水平方向定向。

根据本发明的一个实施例，所述建筑主体未变形时，所述第一放大阻尼斜支撑和所述第二放大阻尼斜支撑关于所述阻尼器的横向中心轴线对称设置。

根据本发明的一个实施例，随着所述建筑主体的变形逐渐增大，所述阻尼器的轴向与所述第一上支撑杆的轴向和所述第二下支撑杆的轴向逐渐重合；或所述阻尼器的轴向与所述第二上支撑杆的轴向和所述第一下支撑杆的轴向逐渐重合。

根据本发明的一个实施例，所述阻尼器进一步具有轴向耗能。

根据本发明的一个实施例，所述第一放大阻尼斜支撑和所述第二放大阻尼斜支撑中的每一个的刚度均大于所述阻尼器的轴向刚度。

根据本发明的一个实施例，所述第一放大阻尼斜支撑的刚度与所述第二放大阻尼斜支撑的刚度相等。

根据本发明的一个实施例，所述第一上支撑杆的长度与所述第一下支撑杆的长度相等，所述第二上支撑杆的长度与所述第二下支撑杆的长度相等。

根据本发明的一个实施例，所述第一上支撑杆的长度、所述第一下支撑杆的长度、所述第二上支撑杆的长度与所述第二下支撑杆的长度相等。

根据本发明的一个实施例，所述建筑主体的竖向截面为矩形，所述第一上支撑杆、所述第一下支撑杆、所述第二上支撑杆和所述第二下支撑杆分别连接在所述建筑主体的竖向截面的四个拐角处。

附图说明

图1是建筑主体未变形时根据本发明实施例的变刚度放大阻尼耗能支撑体系的结构示意图。

图2是建筑主体变形时根据本发明实施例的变刚度放大阻尼耗能支撑体系的结构示意图。

图3是根据本发明实施例的变刚度放大阻尼耗能支撑体系在上部水平荷载作用下的荷载-位移关系曲线图。