[发明专利]相邻框架结构倒塌碰撞的刚-柔结合的多防线控制方法及控制结构

说明书

本发明公开了一种相邻框架结构倒塌碰撞的刚‑柔结合的多防线控制方法及控制结构，控制方法包括以下步骤：在框架结构梁柱节点设置预埋件，在相邻建筑框架结构的临近两榀框架中沿竖向布设只能轴心受力的钢索；将钢索与预埋件进行连接；在相邻框架结构之间沿高度方向交替布置水平软钢阻尼器和粘滞阻尼器。该方法得到的多防线控制结构取材容易、施工简便，能够实现组件的优势互补，具有可更换性，利于工程应用，通过将相邻框架结构之间布设的竖向柔性钢索‑水平向刚性阻尼器相结合，能消耗一部分地震等外力载荷的能量，直接减小结构的动力响应，同时能够减小地震作用下相邻建筑结构发生倒塌的概率，提升城镇房屋建筑的防灾减灾能力。

技术领域

本发明属于建筑框架结构控制技术领域，尤其涉及一种相邻框架结构倒塌碰撞的刚-柔结合的多防线控制方法及控制结构。

背景技术

由于城镇土地资源使用紧张以及建设节约型社会的要求，相邻建筑的间距往往较小，若发生地震等使建筑承受一定的外界荷载，一旦相邻建筑中的一幢由于柱子失效发生倒塌破坏，则很可能会撞击到周围的建筑，在撞击的瞬间相邻建筑的动力响应都会被显著放大，进而使其地震等外界的破坏概率随之增加，加之已有后震害表明相邻建筑发生碰撞后，碰撞位置的构件极易发生局部破坏，且结构整体响应被放大很多倍，极易造成相邻建筑碰撞后发生倒塌现象。为了减轻地震等造成的相邻建筑碰撞倒塌的灾害，提升城镇的防灾减灾能力，对相邻建筑进行倒塌碰撞控制具有重要的现实意义。虽然目前对相邻建筑的碰撞问题开展了一些研究，但仍然存在以下问题：

(1)相邻建筑的碰撞问题中未考虑倒塌；

(2)倒塌将对相邻建筑的动力响应会产生极不利的影响，但是缺少相邻建筑的倒塌控制研究。

(3)在相邻建筑的倒塌碰撞控制中缺少多防线的措施。

发明内容

针对上述背景技术中指出的现有技术存在的不足，本发明提供了一种相邻框架结构倒塌碰撞的刚-柔结合的多防线控制方法及控制结构，通过竖向柔性钢索和水平向刚性阻尼器相结合，现实了相邻建筑抗倒塌防碰撞的多防线控制，大大减小了地震作用下相邻建筑结构碰撞的破坏概率。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种相邻框架结构倒塌碰撞的刚-柔结合的多防线控制方法，包括以下步骤：

(1)在框架结构梁柱节点设置预埋件；

(2)在相邻建筑框架结构的临近两榀框架中竖向布设只能轴心受力的钢索，所述钢索的容许拉力和横截面尺寸由下式计算得到，进而确定钢索的直径：

式中：T为钢索容许拉力；S_μ为钢索的破断拉力；η为钢索的安全系数；K 为某一指定结构钢索的最小破断拉力系数，简称最小破断拉力系数，其值等于 0.356；D为钢索公称直径，单位取mm；f_μ为钢索公称抗拉强度，取1670MPa。

(3)将钢索与预埋件进行连接；

(4)由于相邻框架结构在地震作用的前期相对位移较小，随着地震强度增大等因素的影响，在地震作用的后续阶段会出现较大的相对位移，为了充分利用不同阻尼器的性能，在相邻框架结构之间沿高度方向交替布置水平软钢阻尼器和粘滞阻尼器，阻尼器的布置起到消耗地震作用目的的同时可减小相邻框架结构在地震作用下的碰撞概率。

优选地，所述预埋件采用开孔的钢制连接件，所述钢索与预埋件采用螺栓连接。

优选地，所述钢索与预埋件连接时进行紧固处理，以消除钢索松弛对抗倒塌的不利影响。

优选地，为了实现震后阻尼器的可更换性，在相邻框架结构之间布置的所述阻尼器的连接位置处预埋钢构件，采用螺栓将阻尼器和相邻框架结构进行连接。