[发明专利]自复位增效隔震柱及其地下空间结构体系

权利要求书

1.一种包含自复位增效隔震柱的地下空间结构体系，其特征在于：包含自复位增效隔震柱单元、地下空间结构顶板（1）、地下空间结构底板（11）和地下空间结构侧墙（13）；

所述地下空间结构顶板（1）、地下空间结构底板（11）和地下空间结构侧墙（13）共同围成矩形断面的多层多跨结构体系，若干自复位增效隔震柱单元设置于各层地下空间结构顶板（1）和地下空间结构底板（11）之间；在地震及冲击荷载作用下，地下空间结构顶板（1）及地下空间结构底板（11）发生水平相对变形进而引起地下空间结构侧墙（13）的水平变形及自复位增效隔震柱单元的运动；

所述自复位增效隔震柱单元包括地下空间结构中柱（10）本体、对拉预应力钢筋、顶部自复位摩擦耗能阻尼器装置、连接辅助件；自复位增效隔震柱单元中对拉预应力钢筋的自复位机制与顶部自复位摩擦耗能阻尼器协同工作，放大自复位增效隔震柱顶部摩擦阻尼器变形，提升耗能能力；并保障结构在多级地震作用下的自复位性能；

对拉预应力钢筋包括下部锚固对拉预应力钢筋（8）、上部锚固对拉预应力钢筋（9），自复位摩擦耗能阻尼器装置包括自复位摩擦耗能阻尼器上部夹板（5）、自复位摩擦耗能阻尼器中部滑板（6）、自复位摩擦耗能阻尼器下部夹板（7）、自复位摩擦耗能阻尼器滑槽（12），连接辅助件包括板-中柱水平传力构件（3）、预应力钢筋固定螺栓（4）和锚固螺栓（14），其中：

所述自复位摩擦耗能阻尼器上部夹板（5）、自复位摩擦耗能阻尼器中部滑板（6）、自复位摩擦耗能阻尼器下部夹板（7）依次自上而下接触设置，接触面设置指定摩擦系数的摩擦层以组成自复位摩擦耗能阻尼器；

设置于地下空间结构中柱（10）顶部的自复位摩擦耗能阻尼器中部滑板（6）通过板-中柱水平传力构件（3）和锚固螺栓（14）与地下空间结构顶板（1）固定连接，自复位摩擦耗能阻尼器下部夹板（7）与地下空间结构中柱（10）顶面固定连接；同理，设置于地下空间结构中柱（10）底部的自复位摩擦耗能阻尼器中部滑板（6）通过板-中柱水平传力构件（3）和锚固螺栓（14）与地下空间结构底板（11）固定连接；自复位摩擦耗能阻尼器上部夹板（5）与地下空间结构中柱（10）底面固定连接；

所述自复位增效隔震柱单元的下部锚固对拉预应力钢筋（8）其下端锚固于地下空间结构底板（11）中，其上部通过固定螺栓（4）与自复位摩擦耗能阻尼器连接；上部锚固对拉预应力钢筋（9）其上端锚固于地下空间结构顶板（1）中，下部通过固定螺栓（4）与自复位摩擦耗能阻尼器连接；用以施加摩擦耗能阻尼器摩擦面上的时变正压力以自适应阻尼器在不同水准变形条件下的增效振动控制。

2.根据权利要求1所述的包含自复位增效隔震柱的地下空间结构体系，其特征在于：地下空间结构中柱（10）顶部和底部开设凹槽，凹槽内设置自复位摩擦耗能阻尼器。

3.根据权利要求1所述的包含自复位增效隔震柱的地下空间结构体系，其特征在于：自复位增效隔震柱单元的连接辅助件还包括钢板加固柱端（2）；

所述自复位增效隔震柱单元的钢板加固柱端（2）包含开设凹槽后的钢筋混凝土柱端及加固钢板，其中，钢板与钢筋混凝土柱端固定连接，用以保护钢筋混凝土柱端在强震作用时不至发生严重破坏；钢板加固柱端（2）与地下空间结构顶板（1）及地下空间结构底板（11）之间设置为摩擦接触，用以降低中柱的动力响应，同时保证柱端在小震作用时不会由于发生滑动而影响结构安全与使用。

4.根据权利要求1所述的包含自复位增效隔震柱的地下空间结构体系，其特征在于：下部锚固对拉预应力钢筋（8）在中柱横向对称布置两根，在中柱纵向对称布置两组；上部锚固对拉预应力钢筋（9）在中柱横向在与下部锚固对拉预应力钢筋（8）同平面位置上对称布置两根，在中柱纵向布置一组且位于两组下部锚固对拉预应力钢筋（8）中间；下部锚固对拉预应力钢筋（8）与上部锚固对拉预应力钢筋（9）所提供的预应力大小应相等且适当，用以保证预应力筋在强震时可提供足够的拉力将结构拉回原位置，同时亦不至发生屈服破坏。

5.根据权利要求4所述的包含自复位增效隔震柱的地下空间结构体系，其特征在于：预应力大小推荐：单根预应力钢筋的预应力控制为其屈服强度的50%。

6.根据权利要求1所述的包含自复位增效隔震柱的地下空间结构体系，其特征在于：所述自复位增效隔震柱单元的自复位摩擦耗能阻尼器中部滑板（6）与自复位摩擦耗能阻尼器上部夹板（5）及自复位摩擦耗能阻尼器下部夹板（7）之间的摩擦系数根据减震与耗能及自复位要求进行确定，当摩擦系数较小时，可获得较好的减震效果；当摩擦系数较大时，可获得较好的能量耗散及自复位效果；此外，鉴于自复位增效隔震柱单元的安装，地下空间结构侧墙（13）的抗侧力设计进一步弱化，以放大自复位摩擦耗能阻尼器的变形，使自复位增效隔震柱获得更好的减隔震效果。