[发明专利]一种双消能机制体系

说明书

一种双消能机制体系，包括消能支撑和消能框架。消能支撑包括消能器与支撑。消能框架包括梁、柱和消能梁段。双消能机制包括第一级消能机制和第二级消能机制。小震下，两级抗震机制不工作，消能支撑框架相当于普通支撑框架，提供侧向刚度；中震下，达到消能器的工作荷载后，消能器开始消耗能量，第一级消能机制工作；大震下，随着层间位移角的增大，消能梁段开始耗能，第二级消能机制工作。在两级消能机制正常工作下，梁、柱主体结构保持弹性状态，不发生损坏，震后只需更换非结构构件即可。本发明的双消能机制将损伤集中于可更换构件，保护主体结构，提高了框架的安全性，具有施工简单、更换方便、震后修复费用低、极大限度保证结构安全性的特点。

技术领域

本发明属于土木工程消能减震技术领域，具体涉及一种双消能机制体系和震后可快速修复性能。

背景技术

框架-支撑体系是高层建筑钢结构中最常用的结构形式之一。在地震作用下，结构通过消耗能量停止地震作用。根据震后灾害调查结果显示：框架-支撑结构易发生支撑的屈曲变形、梁与柱产生较大的塑性变形，这些变形均为不可修复的损伤。传统的做法是通过加强结构提高抗震性能。在相关技术中，有的将普通支撑换成防屈曲支撑避免屈曲的发生，但是防屈曲支撑震后的检测困难。有的采用加强梁、柱截面面积，不光造价提高，同时地震作用也越大。

在罕遇地震下，支撑框架的梁会经历较为严重的塑性变形，塑性变形不可恢复，震后需对梁进行修复。若将整根梁进行更换，不光施工难度大，而且会造成极大的经济浪费。

较大地震发生后，结构常常伴随有残余变形。最近研究表明，当残余层间侧移>0.5％时，直接和间接修复成本在经济上是不可行的。

随着消能减震技术的发展，国内外学者建议将损伤集中于可更换构件，不光达到保护主体结构，提高了结构抗震性能的目的，而且具有施工简单、更换方便、震后修复费用低、极大限度保证结构安全的特点。

发明内容

根据上述问题，本发明提出了一种双消能机制体系，以达到减少残余变形、保护主体结构、抗倒塌、震后可快速修复、修复费用低的目的。

本发明的技术方案：

一种双消能机制体系，包括第一级消能机制：消能支撑4和第二级消能机制：消能框架中的消能梁3；

所述的双消能机制体系包括消能支撑4与消能框架；通过将损伤集中于可更换构件-消能器支撑与消能框架中的消能梁，从而达到保护主体结构，提高体系减震性能的目的。

所述的消能框架主要由梁1、柱2和消能梁3组成，消能梁3对称设置在梁 1上，二者通过第一端板6和9实现连接，形成消能框架的上下框架；柱2作为消能框架的左右框架，上下框架和左右框架共同组成消能框架；

所述的梁1与柱2通过焊接连接；

所述的消能梁3的第一端板9与其邻近梁1的第一端板6通过螺栓连接以实现震后快速修复。

所述的梁1与第一端板6焊接。

所述的消能梁3与第一端板9焊接。

所述的梁1的第一端板6厚度大于消能梁3的第一端板9厚度，以满足震中梁1的第一端板6不发生损坏，震后无需更换的目标。

所述的梁1的第一端板6与消能梁3的第一端板9开有大小和位置一致的圆形螺栓孔。

所述的消能支撑4包括摩擦消能器5、消能支撑4及节点板7，消能支撑4 一端固定连接在一个节点板7上，另一端通过第二端板8与摩擦消能器5固定连接；摩擦消能器5安装在另一节点板7与消能支撑4的中间，摩擦消能器5 上端与消能支撑4焊接，下端与节点板7焊接连接。

所述的摩擦消能器5的连接除了本发明所述的焊接连接，还可使用螺栓连接、销轴连接。