[发明专利]具有双重调谐质量减振功能的施工钢平台模架体系

说明书

具有双重调谐质量减振功能的施工钢平台模架体系，是将传统整体爬升钢平台模架体系与结构主体的固接形式改为由摩擦支座连接的底部可滑动形式，利用钢平台模架体系质量进行调谐减振控制，同时减小由地震或风荷载产生的结构主体和模架体系的振动。材料堆放区平台也安有摩擦摆支座，并采用调谐质量减振的方式进一步降低结构主体和模架体系的振动，从而使整个平台系统成为双重调谐质量阻尼器，实现双重调谐质量减振。通过改变支座刚度和材料堆放区平台质量等参数实时适应不同施工过程时的结构频率，从而达到更佳的减振效果。该钢平台模架体系的调谐质量减振功能和正常使用功能可以随时切换，使用灵活。本发明属于土木工程的抗风、抗震和减震技术领域。

技术领域

具有双重调谐质量减振功能的施工钢平台模架体系，本发明属于土木工程抗风、抗震和减震技术领域。

背景技术

近年来国内国外高层、超高层建筑的高度不断攀升，而且建筑的体型越来越复杂，不规则结构越来越多，这对于结构的抗震都是十分不利的。我国处于地震多发区，高层建筑抗震设防和抗风减振更是工程设计面临的迫切任务。为保证高层结构的抗震和抗风安全，达到安全和经济的统一，有必要提高高层结构的抗振能力。超高层建筑施工工期较长，有的建筑工期长达四五年，因此在施工期间是很可能遭遇到较强烈的地震作用或强风的。然而我国现行结构设计规范在施工过程中是不考虑地震作用的，若在施工过程中遭遇到地震作用，结构安全性很难保证。由于其恶劣的施工环境和封闭的操作空间，逃生通道也尚未建成，正在高空施工作业的建筑工人多达数百人，单不考虑其经济损失，就工作人员的生命安全造成了巨大的威胁。目前针对施工过程中结构减震控制的研究和应用均较少，因此亟需重视施工过程中的建筑遭遇地震或强风时的减振问题和技术研发。

耗能减振结构体系是建筑主体结构通过附加子结构，通过子结构耗散动能，使结构的振动能量在原结构与子结构之间重新分配，从而达到减小结构振动的目的。在耗能减振技术中，调谐质量减振技术具有机理明确和简便易行等特点，其基本原理是结构在外激励作用下产生振动时，带动具有相近振动周期的子结构系统共同振动，子结构的系统相对运动产生的惯性力反作用到结构上，并进行调谐控制，对结构的振动产生抑制，从而可以减小结构的地震反应。调谐质量阻尼器是高层建筑结构振动控制中应用最早的结构被动控制装置之一。调谐质量阻尼器系统由弹簧、阻尼器和质量块组成的振动控制系统，一般支撑或悬挂在结构上。当调谐质量阻尼器的自振频率与结构某一振型自振频率一致时，对此振型的振动反应控制效果最佳。但是传统的调谐质量阻尼器存在着对主结构的固有频率摄动十分敏感的缺点，为了改善调谐质量阻尼器的稳定性，众多学者提出并研究了具有分布频率的多重调谐质量阻尼器。也有部分研究者建议将两个调谐质量阻尼器上下串联形成双重调谐质量阻尼器。改进之后的调谐质量阻尼器减振性能和稳定性都得到了提高。

基于以上原理，在高层建筑施工过程中可以将施工设备或平台作为临时的调谐质量阻尼器，通过合理的设置，使结构主体和调谐质量阻尼器的动力响应同时降低，从而提升结构的减震能力和施工安全。

超高层建筑的迅速发展，与先进的施工技术密不可分。整体顶升钢平台模架体系是我国为了满足超高层建筑施工效率和降低施工安全隐患自主研制的施工模板技术。该模架体系由钢平台系统、支撑系统和顶升系统组成。钢平台体系由支撑系统和顶升系统支撑，位于建筑结构核心筒的顶部，钢平台体系顶部除作为材料堆场外，也是各种施工机械的附着体，同时还设置一些生活及消防设施。电梯可直达钢平台的顶部，实现了快速高空运输材料。支撑与顶升系统为主要受力构件，将钢平台上所有荷载通过支撑与顶升系统传递至剪力墙上。支撑系统包括格构式支撑立柱、上下支撑箱梁以及箱梁上的伸缩牛腿。钢平台系统随着建筑物的增高而不断爬升，提升过程是上支撑梁的牛腿收回，液压动力系统工作，将钢平台模架体系进行顶升。顶升到目标位置后，上支撑梁的牛腿伸出至核心筒的预留孔内。然后将下支撑梁牛腿收回，提升下梁，完成一次提升。