[发明专利]一种刚度-损伤-倒塌可控型单榀框架和框架结构

说明书

本发明公开了一种刚度‑损伤‑倒塌可控型单榀框架和框架结构，单榀框架包括：基础、两个抗弯框架、铰支刚架、至少一个屈曲约束支撑和两组限位件组。铰支刚架设在两个抗弯框架之间，第一刚架梁、第二刚架梁分别与抗弯框架的连梁对应铰接；屈曲约束支撑的一端与多个第一刚架梁或多个第二刚架梁中最下侧的一个铰接，屈曲约束支撑的另一端与基础铰接；每组限位件组包括至少一个限位件，每个限位件的一端与基础相连，每个限位件的另一端设有限位块，限位块与对应第一刚架梁或第二刚架梁间隔设置以限定第一刚架梁或第一刚架梁相对于对应限位件的运动。该单榀框架保持了框架空间灵活性的优点，同时具有优异的抗震性能和震后修复性能。

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其是涉及一种刚度-损伤-倒塌可控型单榀框架和框架结构。

背景技术

地震是人类历史上主要的自然灾害之一，给人类社会带来了巨大的人员伤亡和经济损失。地震产生的巨大能量会使地面上的结构产生较大的侧向位移响应，致使结构局部破坏或整体倒塌，这成为地震致灾的最主要因素。如何降低地震对建筑物产生的局部损伤，防止地震下建筑物的倒塌破坏，从而保护人类的生命和财产安全，成为工程结构抗震研究的主要目标之一。

损伤可控型抗震结构是指在地震等灾害作用下结构损伤不会过度发展，结构损伤模式可以预设，灾后能在合理的技术条件和经济条件下经过修复即可恢复其预期功能的结构。目前，损伤可控型抗震结构体系的发展为减轻地震对建筑结构的损伤和破坏提供了新的思路和方向，这种结构体系主要从预设结构发生破坏的位置和控制结构破坏的程度两方面入手，为整体结构的安全提供保障。

传统框架结构是由钢框架柱、框架梁通过刚接而成，与基础之间一般也为刚性连接，由于刚接节点可以承担和传递弯矩，因此，传统框架结构也称为抗弯框架结构。这种结构有质量和刚度分布均匀、结构的整体性较强、质量轻、施工速度快、结构内部空间大等优势，因而广泛用于建造厂房，住宅等建筑。然而，传统框架结构在地震等水平荷载作用下的水平位移较大并且容易在结构的某一层产生较大的层间位移角突变，在层间位移角突变处易形成薄弱层，其刚接节点容易损伤且损伤后修复较为困难。因此，较大的水平位移以及薄弱层会致使整体结构发生层间倒塌和产生较大的安全隐患，同时，传统框架中产生严重分散的损伤会致使震后修复代价较大。

相关技术中，将屈曲约束支撑应用于传统框架结构体系，但屈曲约束支撑仍然不能保证结构的层间位移角均匀分布，而且屈曲约束支撑布置的数量较多、设计参数较多，而设计参数对钢框架结构体系的抗震性能影响较大，使得设计工作量较大，经济性差，同时在建筑内布置屈曲约束支撑可能会影响建筑的使用功能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种刚度-损伤-倒塌多维可控型单榀框架，所述单榀框架具有良好的、可以调控的抗侧刚度；在设防和罕遇地震下，具有较好的耗能能力，其层间变形分布均匀，使得其损伤程度与模式可控，方便了震后修复；在极大地震下，限位件组可为结构提供最后一道倒塌防线。

本发明还提出一种具有上述刚度-损伤-倒塌可控型单榀框架的框架结构。