[实用新型]一种新型受控摇摆减震结构体系

说明书

一种新型受控摇摆减震结构体系，其包括结构、基础、填充墙、防屈曲支撑、半自动电磁阻尼器。其中所述结构上安装有所述防屈曲支撑，所述填充墙上安装有所述半自动电磁阻尼器，结构通过固定端和嵌固端方式固定在基础上。主要特点为将支撑框架柱与基础的固定端放松约束，在竖向设置有耗能元件的嵌固端，且在结构四周的各层填充墙内布置有半自动电磁阻尼器。该体系在地震作用下形成摇摆行为，层间位移小，刚度大，耗能减震，震后易修复。

技术领域：

本实用新型涉及结构领域，具体是一种新型受控摇摆减震结构体系。

背景技术：

新型减震结构体系有自复位结构、摇摆结构、可恢复功能结构等。自复位结构通过放松一定的节点约束，在结构中加入预应力筋来减少结构地震响应和提供自复位能力，其震后残余位移小，强度和刚度降低少，便于修复和快速重新投入使用，可以大幅减少地震造成的经济损失。

后张法自定心(post-tensioned self-centering)结构体系是为了减少残余变形而提出。此结构体系是由自定心体系和耗能体系组成。自定心体系是由后张钢筋或钢绞线组成的以提供自定心功能。耗能体系是由支撑或者阻尼器通过屈服、粘结、摩擦来提供耗能功能。后张法自定心结构体系具有减少最大变形和减少残余变形、减少结构构件损坏的优点。

摇摆结构通过使结构摇摆来减少或避免结构构件的损坏、提供回复功能、限制对非结构构件的要求。摇摆结构中的摇摆行为可以通过自定心结构(后张钢绞线提供自定心功能)或者结构本身重力作用(柱脚抬升和落下)来提供。摇摆结构中的耗能能力是由钢屈服装置与放置于柱脚的粘滞阻尼装置(可替换的角钢等)提供，以控制结构的反应。柱脚设计要允许柱脚抬升。

其中，预应力筋提供回复力的这种方式中，其在经历地震作用时提供的回复力会因为预应力筋的损坏而降低其特定功能，并因此影响对建筑结构变形与破坏的控制。高层建筑结构中，柱中累积的由上部结构传递下来的轴向拉、压力传递到基础中时，结构自重将不足以抵消全部轴向拉力，柱中累积的轴向拉力克服结构自重后，难以保证框架柱和结构基础的安全性、稳定性以及整体结构的有效传力路径。

因此提出一种新型受控摇摆减震结构体系，基于位移传感器与数据采集系统所采集的位移数据，预测地震动的输入方向，由此控制半自动电磁阻尼器的相对运动方向，进而给结构提供与其运动方向相反的弯矩，使结构产生摇摆行为，从而使得结构的层间位移减小，结构损伤减少。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种摇摆结构中摇摆行为的提供方式，扩大了摇摆结构的摇摆行为的提供途径，提出了一种新型受控摇摆减震结构体系。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种新型受控摇摆减震结构体系，其包括结构、基础、填充墙、防屈曲支撑、半自动电磁阻尼器。其中所述结构上安装有所述防屈曲支撑，所述填充墙上安装有所述半自动电磁阻尼器，结构通过固定端和嵌固端方式固定在基础上。主要特点为将支撑框架柱与基础的固定端放松约束，在竖向设置有耗能元件的嵌固端，且在结构四周的各层填充墙上布置有半自动电磁阻尼器。该体系主要基于以下考虑：在强烈地震中，基于每层角柱或每层角柱和每层边柱的位移传感器所测得的各层层间位移响应，预测地震动的输入方向，由此来控制每层边跨的填充墙内的半自动电磁阻尼器的作用方式，进而给结构提供了一个与结构振动方向相反的弯矩，这个与结构振动方向相反的弯矩作用减小了结构层间位移响应的进一步增大，并且限制了框架的“摇摆范围”，具有复位功能，由此产生了结构的摇摆行为。

优选的是，本实用新型适用于混凝土结构、钢结构。

优选的是，所述结构为钢筋混凝土框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框架-筒结构、框支剪力墙结构、筒中筒结构、多筒体结构、巨型框架结构、混合结构。

优选的是，所述结构包括安装有防屈曲支撑的框架柱及框架梁和未安装防屈曲支撑的框架柱及框架梁。