[发明专利]一种局部摇晃柱自减振结构

说明书

技术领域

本发明涉及结构工程抗震技术领域，特别是涉及一种局部摇晃柱自减振结构。

背景技术

房屋建筑结构抗震设计技术的发展大致经历两个途径，一是提高结构自身抵抗地震的能力途径，如发展高性能材料、构件和结构体系等；二是振动控制减小结构地震激励响应途径，如设置消能阻尼器耗能减振，及基础隔振等。耗能减振和隔振等在实践中并不一定泾渭分明，工程中的振动控制往往同时蕴含这两个概念和技术措施。

现有技术出现一种针对性放松结构内外约束弱化某些特定部位，以达到结构振动控制的效果。例如天然橡胶支座隔振基础、框架-摇摆核心筒等，此时结构或内部常呈现接近刚体模态的变形，低阶阶自振周期较大幅度变大，通常这类结构称为摇摆结构。进一步地，可在弱化部位附设耗能元件，实践隔振与耗能减振联合应用，同时减小弱化部位地震变形；或在构件连接部位用施加无粘结后张拉预应力替代刚性连接，既放松约束又在结构变形过程中产生滞回耗能，同时增强结构稳定性和使结构具有一定的自复位能力。

相比于传统结构，摇摆结构较大幅度减少地震对结构的能量输入，具有自减振和自复位能力等；另一方面，摇摆结构刚度弱化部位的地震变形较大，往往包含结构或非结构附件，如橡胶支座隔振基础、耗能元件或施加无粘结预应力等，要更精心设计、施工和维护。

发明内容

本发明的目的是提出一种局部摇晃柱自减振结构，使体系具备自减振功能、自抑制刚度弱化部位地震变形及增强结构稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种局部摇晃柱自减振结构，该结构局部布有摇晃构件，该摇晃构件左部和右部分别支撑上部的支撑柱或墙，和/或，该摇晃构件前部和后部分别支撑上部的支撑柱或墙；该摇晃构件铰接有活动块，该活动块搁置于基础或楼层梁顶上，且约束活动块与基础或楼层梁顶相对滑移，使结构该楼层刚度弱化并形成可局部摇晃的结构体系；所述活动块受周围结构推动时发生滚动，并牵连摇晃构件及其所支撑的各支撑柱或墙水平侧移、抬起、落下和上下相对运动等。

进一步的，所述摇晃构件呈V字形，其两上端部分别支撑上部的支撑柱或墙，且其两上端部之间连接有第一横梁；所述摇晃构件下端铰接有所述活动块。

进一步的，所述摇晃构件顶部与其与所在层的楼盖通过第二横梁连接。

进一步的，所述支撑柱或墙与周围各层楼盖之间分别通过第三横梁连接。

进一步的，所述支撑柱或墙与周围各层楼盖之间分别采用弹簧和/或阻尼器连接。

进一步的，所述支撑柱和/或墙之间在各层楼盖处分别连接有第四横梁。

进一步的，所述活动块底面为柱面或凸曲面。

进一步的，所述活动块底面与基础或楼层梁顶的接触面为相互啮合的齿状面。

进一步的，所述摇晃构件为V形柱或倒三角形墙或倒梯形墙。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明在结构基础或楼层梁上局部布置所述摇晃构件，且摇晃构件铰接活动块，使结构该楼层刚度弱化并形成可局部摇晃的结构体系，以利于减小地震能量输入；活动块受周围结构水平推动发生纯滚动，并牵连摇晃构件及其所支撑的支撑柱或墙等水平侧移、抬起、落下和分别上下相对运动等，且与体系的水平振动相适应，相当于增大体系水平振动质量，使体系水平振动的低阶频率变小，部分水平振动能量转化为垂直振动能量，均有利于进一步减小体系水平振动位移。

特别地，体系水平位移增大，活动块纯滚动与基础或楼层顶接触处的偏移也增大，摇晃构件承载重力对该接触处的力矩也增大；活动块、摇晃构件及其上的支撑柱或墙等抬起和上下相对运动的加速度越大，与之对应的惯性力矩也越大，这两种力矩均反作用于周围结构，可减小楼层刚度弱化的不利影响并增强结构稳定性。

相比现有技术，本发明可不需另附设其它耗能附件或施加无粘结预应力，使结构自抑制楼层刚度弱化的不利影响，并增强结构稳定性。本发明所述的活动块及摇晃构件可局部布置在结构任意层。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种局部摇晃柱自减振结构不局限于实施例。

附图说明

图1是实施例一本发明的结构模型示意图；

图2是实施例一本发明的结构模型侧移变形示意图；

图3是实施例一本发明的活动块与基础或楼层梁顶的结构配合示意图；

图4是实施例一本发明的活动块纯滚动及牵连V形柱平面运动示意图；

图5是实施例二本发明的结构模型示意图；

图6是实施例三本发明的结构模型示意图；