框架‑核心筒結構中桁架梁與外圍框架柱的消能連接結構的製作方法

2023-12-01 03:32:36 1

本實用新型涉及一般建築物構造，具體涉及用於框架-核心筒結構體系加強層的桁架梁與外圍框架柱的連接結構。

背景技術：

框架-核心筒結構體系是國際上超高層建築廣泛採用的主流結構形式，由於結構過高，結構上部在側向載荷(如風載)下容易產生過大的位移，因此在框架-核心筒結構體系中通常採用設置加強層的方法來控制結構側向位移。所謂加強層即為核心筒與外層框架柱之間設置連接兩者的桁架梁(也稱伸臂桁架)的樓層，伸臂桁架連接於核心筒與框架柱之間可用於協調兩者的受力與變形，形成空間受力機制，能使結構獲得很好的抗側力能力。但是剛性加強層會使結構剛度增大導致周期變短、地震力增大，同時使結構的上下剛度不連續，並在加強層附近發生明顯的剛度突變，在地震作用下必然導致結構內力突變以及整體結構傳力途徑的改變，從而使結構的破壞較容易集中在加強層附近，形成薄弱層，不利於結構的抗震性能。因此，對現有的伸臂桁架構造進行改進，確保超高層建築的安全，有效解決伸臂桁架處的剛度突變問題，使得該桁架在風振和/或地震作用下，剛度適中，且能大量地消耗能量，提高主體結構的抗震性能，對於實際的超高層結構的建設具有重要意義。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種框架-核心筒結構中桁架梁與外圍框架柱的消能連接結構，該消能連接結構能有效的避免結構剛度不連續，結構剛度突變現象的發生；使得結構即具有較好的抗側力能力，又能在地震中有效耗散地震能量，達到消能減震目的。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案是：

一種框架-核心筒結構中桁架梁與外圍框架柱的消能連接結構，其特徵在於，

所述的消能連接結構包括一黏彈性阻尼器；該黏彈性阻尼器水平設在自核心筒外側伸出來的桁架梁與外圍框架柱之間，其兩塊連接端板，一塊與所述桁架梁靠近框架柱的一頭固定連接，另一塊與框架柱的側面固定連接。

本實用新型所述框架-核心筒結構中桁架梁與外圍框架柱的消能連接結構，其中所述的黏彈性阻尼器為普通黏彈性阻尼器或鉛芯黏彈性阻尼器。此兩種阻尼器的大小和力學性能參數均可以通過設計和試驗進行確定，並在結構減震分析時考慮其對結構的影響。

所述桁架梁的形式可為單點上部連接式、單點下部連接式或單點中間連接式。實際工程中可按需合理選用。

所述核心筒的形式可為鋼筋混凝土核心筒、鋼框架-支撐體系核心筒或鋼框架-鋼板剪力牆核心筒。實際工程中可按需合理選用。

本實用新型具有以下有益效果：

(1)本實用新型利用黏彈性阻尼器連接桁架梁和外圍框架柱，可以避免加強層剛性過大造成結構的上下剛度不連續，結構剛度突變的現象發生，降低薄弱層形成的可能。

(2)所述的黏彈性阻尼器在小地震和風振下能夠為結構提供一定的附加剛度和阻尼，使結構具有良好的抗側能力；大地震中能有效耗散地震能量，達到消能減震目的。

(3)黏彈性阻尼器在面內兩個方向具有相同的力學性能，在極限承載能力範圍內能夠同時承受面內拉壓和剪切變形，不易發生面外失穩，性能穩定。

(4)本實用新型所述的消能連接結構震後可修復，為結構可恢復性提供硬體保障，具有良好的經濟性與可行性。

附圖說明

圖1～2為本實用新型所述框架-核心筒結構中桁架梁與外圍框架柱的消能連接結構的一個具體實施例的結構示意圖，其中，圖1為主視圖，圖2為圖1中局部Ⅰ的放大圖。

圖3～5為圖1～2所示實施例中鉛芯黏彈性阻尼器的結構示意圖，其中圖3為主視圖，圖4為圖3的A-A剖視圖，圖5為圖4中局部Ⅱ的放大圖。

圖6為本實用新型所述框架-核心筒結構中桁架梁與外圍框架柱的消能連接結構的另一個具體實施例的結構示意圖。

圖7～8為圖6所示實施例中普通黏彈性阻尼器的結構示意圖，其中，圖7為主視圖，圖8為圖7的B-B剖視圖。

圖9為本實用新型所述框架-核心筒結構中桁架梁與外圍框架柱的消能連接結構的再一個具體實施例的結構示意圖。

具體實施方式

例1

參見圖1～2，本例中的消能連接結構包括一設在桁架梁3和外圍的巨型鋼骨混凝土框架柱2之間的黏彈性阻尼器4；所述桁架梁3為單點中間連接式，由水平弦杆、豎向腹杆和斜向腹杆組成，該桁架梁3貫穿於核心筒1的加強層兩側，桁架梁3兩端水平伸至靠近框架柱2的側面；所述核心筒1為鋼筋混凝土核心筒。所述框架柱2的側面設有預埋件2-2，該預埋件2-2焊接在框架柱2的鋼骨2-1上；所述黏彈性阻尼器4水平設在所述桁架梁3與框架柱2之間。

參見圖3～5，本例中所使用的黏彈性阻尼器4為鉛芯黏彈性阻尼器，該鉛芯黏彈性阻尼器包括交疊在一起的3塊矩形的約束鋼板4-2和2塊矩形的剪切鋼板4-3，任意兩相鄰的約束鋼板4-2之間夾設一塊剪切鋼板4-3，每一塊剪切鋼板4-3與其相鄰的約束鋼板4-2之間設有複合黏彈性層4-4；所述複合黏彈性層4-4由依次交疊的5塊黏彈性材料層4-8和4塊薄鋼板4-9硫化連接而成；所述複合黏彈性層4-4的兩側分別與其相鄰的約束鋼板4-2或剪切鋼板4-3硫化連接在一起。所述鉛芯黏彈性阻尼器還包括兩塊連接端板4-1和四根鉛芯4-6；所述的約束鋼板4-2和剪切鋼板4-3分別與兩塊連接端板4-1連接，且，所述約束鋼板4-2與連接在剪切鋼板4-3上的連接端板4-1之間和所述剪切鋼板4-3與連接在約束鋼板4-2上的連接端板4-1之間均設有40mm的間隙。所訴的兩塊連接端板4-1上均設有螺栓孔4-5。所述四根鉛芯4-6垂直穿越所述的約束鋼板4-2、剪切鋼板4-3和複合黏彈性層4-4，並由封蓋4-7固定住。

參見圖1～2，並結合圖3，所述黏彈性阻尼器4的兩塊連接端板4-1，一塊與所述桁架梁3靠近框架柱2的另一頭的中部通過高強度螺栓固定連接，另一塊與框架柱2側面所設的預埋件2-2通過高強度螺栓固定連接，並使所述約束鋼板4-2和剪切鋼板4-3垂直於水平面。

例2

參見圖6，本例中的桁架梁3為單點下部連接式。

參見圖7～8，本例中的黏彈性阻尼器4為普通黏彈性阻尼器，該黏彈性阻尼器4由約束鋼板4-2、剪切鋼板4-3、連接端板4-1和黏彈性材料層4-4組成。

本例中上述以外的其它實施方式與例1相同。

例3

參見圖9，本例與例1的區別在於，本例中核心筒1採用鋼管混凝土框架-支撐體系，桁架梁3為單點上部連接式。本例中的鉛芯黏彈性阻尼器結構與例1所使用的鉛黏彈性阻尼器相同。

本例中上述以外的其它實施方式與例1相同。