[发明专利]极震下三维多阶退让阻挡建筑不倒结构

说明书

本发明提供极震下三维多阶退让阻挡建筑不倒结构，属于减震、抗震技术领域。包括用于房屋的隔震柱、用于房屋的阻尼柱、用于房屋减震的复合阻尼柱、用于房屋减震的结构、用于房屋减震的地下室结构，其中，用于房屋的隔震柱设置于建筑物底层，钢管混凝土柱包括用于隔震和/或减震的钢管和起固定、支撑作用的混凝土，钢管选用高强度Q₂₃₅以上的材料或低强度材料，混凝土选用C₆₀以上的混凝土。本发明通过利用隔震柱和/或阻尼柱的高强度和/或低强度用于抗震或耗能，并通过组合布置的方式将其安装于建筑物的底层，实现减震和耗能，达到地震发生时建筑物不倒的目的。

技术领域

本发明属于防震技术领域，尤其涉及极震下三维多阶退让阻挡建筑不倒结构。

背景技术

我国是个地震灾害多发的国家，随着我国经济建设的发展，国家抗震设防标准不断提高，大量既有建筑物的抗震能力都不满足现有的抗震设防水准，亟待进行抗震加固。

与一般载荷作用效应与结构物特性基本无关的特征相比，地震作用效应与结构自身的动力特性显著相关。另一方面，地震具有极大不确定性，就目前人们的知识水平，无法准确预测未来地震作用的大小。为避免过于浪费，现有技术中提出有结构抗震理论：

结构抗震加固主要有如下方法：

(1)提高结构抗侧力构件的承载力，如增加剪力墙、增设支撑、增大构件截面尺寸等，但是这种方法往往同时也增加了结构刚度，地震作用也相应的增大。

(2)增加结构构件延性，如包裹FRP布约束混凝土柱，在构件间设置分离缝改变构件的受力破坏形态等。

有些加固方法可同时提高结构抗震承载力和延性，如增大构件截面和包钢板加固，这种加固方法通常对框架柱加固应用角度，另外，改变构件破坏模式的加固方法也具有这种效果，如对构件的抗剪承载力进行加固，使之转化为延性较好的受弯破坏模式，一方面提高了构件的承载力，另一方面由于破坏模式的改变，构件的延性得到显著改善。

现有的结构消能减震加固主要是通过增加结构阻尼器来达到减小结构地震响应的目的，属于一种间接抗震加固方法，这种方法通常不需要对原结构构件进行较多的加固处理，具有较大适用性，但是这种增设阻尼器的方式必然带来成本的增加。

另外现有的隔震加固方法，是在结构基础部位设置专门的隔离层，阻止地面运动向上部结构传递。从抗震原理来看，实际上是增大结构周期，减小上部结构地震响应，这是一种间接抗震加固方法。隔震层具有两个功能：(1)具有较大的竖向承载力，以承受上部结构的重量；(2)具有较小的水平刚度，以使上部结构产生的水平地震力足够小。

现有的隔震器有夹层橡胶隔震垫、滑移隔震、滚珠或辊轴隔震、悬吊隔震、摆动隔震以及弹簧隔震。

此外，专利文献一种房屋减震装置，申请号为201620600541.2公开了一种通过横向设置复位弹簧、纵向设置高强弹簧的装置来减震的装置，这种结构可以缓冲墙体受到的竖直作用力，也可缓冲墙体受到的水平作用力，但是这种方式的结构过于复杂，造成不能大规模使用。

专利文献一种钢管柱隔震减震装置，申请号201110030213.5公开了设置钢管柱作为隔震弹簧又起到柱的作用，采用常规建筑材料，在竖向不占用空间，并且具有良好的抗压性能、抗弯性能和抗剪性能，但是钢管柱起隔震弹簧的作用不能在一定程度上消能。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供极震下三维多阶退让阻挡建筑不倒结构，其包括用于房屋的隔震柱、用于房屋的阻尼柱、用于房屋减震的复合阻尼柱、用于房屋减震的结构、用于房屋减震的地下室的结构，能够仅使用钢管混凝土柱的弹性变位，实现隔震和/或减震的目的。

本发明采用如下技术方案：