用於衰減建築物中的運動的方法和結構的製作方法

2023-04-30 17:42:31 1

專利名稱：用於衰減建築物中的運動的方法和結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及建築物結構中的運動的衰減。特別地，本發明涉及藉助於連接到第二結構構件的衰減器來衰減結構構件中的振蕩運動。
背景技術：
建築物、特別是高層結構被設計為容納例如由居住者的活動或車輛的運動引起的一定量的振動，並承受由於諸如驟風或地顫而 引起的運動。通常的做法是使所設計的建築物的結構包括衰減器以吸收和消散此類運動。對建築物中的運動進行衰減不僅提供更好的針對潛在破壞性地震或風力的結構保護，而且其使得建築物的日常居住更加愉快。建築物的結構中的搖擺運動和振蕩通常被居住者體驗為使人不愉快的感覺。衰減減小了建築物運動的幅度且在一定程度上減小了建築物運動的速度和加速度。例如，一個此類解決方案是在結構的上部中提供所謂的調諧質量衰減器(TMD，或調諧質量阻尼器)。可以將調諧質量衰減器實現為一個或多個極其巨大的塊，與結構的振蕩的諧振頻率相反地移動。替代地，可以將其實現為蓄水箱，其包含與被衰減的振蕩相反地移動的液體。然而，使用調諧質量或蓄水箱衰減器存在較大的缺點。它們龐大且沉重，並且需要安裝在建築物的頂部中一通常是建築物中的最有利的空間。它們代表了項目中的顯著的額外成本，並且不提供結構成本的任何減少(事實上，除軸承或其它支撐機構之外，結構必須被設計為還要支撐調諧質量或蓄水箱的額外重量)。還必須以對其它諧波進行衰減為代價將TMD準確地調節至結構的第一振蕩模式。有限狀態的計算對於TMD而言可能是不可靠的，並且可能難以確定或不可能確定TMD系統是否將會針對驟風和地震滿足用於建築物的極限狀態(ULS)。為了滿足ULS，建築物必須在經受峰值設計載荷時不倒塌，並且由於TMD的有效操作範圍通常明顯比ULS條件窄，所以TMD在其操作條件之外的行為是不可預測的。現有技術中已知的另一解決方案是使用諸如低屈服點鋼約束支撐的滯後衰減器，其能夠用來對建築物的結構鋼提供附加的衰減和硬度。雖然它們裝配起來可能是相對低成本的，但只有當此類支撐實際上屈服時才能實現衰減功能，並且它們對於小的地震或中度驟風而言不是有效的。由於它們與建築物的結構成一整體，所以此類支撐維護和修理起來是困難且昂貴的。可以使用基礎隔離衰減器來吸收建築物的基礎處的振動。此類衰減器已經多年來可用且其使用是沿用已久的。實際上，結構在其基礎上被安裝在許多衰減元件上，這些衰減元件將地面中的運動與建築物結構的運動隔離。基礎隔離衰減器是針對地震運動的有效解決方案，但是它們安裝起來成本高，並且僅適合於相對低的建築物。一旦被安裝，基礎隔離衰減器替換起來也是極其困難且高成本的。基礎隔離衰減器對於風力加載無效，因為它們被設計為是靜態的(或者在具有彈簧的基礎隔離器的情況下具有彈性變形)，並且不提供任何附加衰減。對於與風平行的建築物振動而言，建築物變形通常不處于振蕩(+/_)模式。此夕卜，基礎隔離衰減器的使用意味著建築物被機械地與其周圍環境隔離，因此，所有纜線、管道工程及其它服務必須具有柔性連接以允許相對運動。
可以將也稱為液壓衰減器的粘性衰減器用於吸收和消散建築物中的振蕩運動。液壓衰減器所具有的優點是它們能夠在大的地震事件期間吸收高載荷。然而，它們安裝起來是昂貴的且維護或替換起來也是昂貴的，並且如果單元發生故障，則替換是特別困難的。粘性衰減器內部的隔室之間的流體運動是由閥來控制的，並且這些閥的孔徑能夠被調節至所需要的運動，或者緩慢的或者快速的。因此，粘性衰減器不能被調節為用於緩慢(低頻，諸如風)和快速(高頻，諸如地震)運動。液壓衰減器的其它缺點是它們沒有內置冗餘一如果單元發生故障，則其不再起到衰減器的作用。粘彈性衰減器用在支撐結構中。它 們所具有的優點在於它們是相對低成本、低維護的，並且可以被改裝至現有建築物。它們的粘彈性行為還意味著它們能夠高效地吸收寬頻率範圍的振蕩，結果是它們不要求調節至其它衰減器所要求的程度。對於高建築物而言,可能通過用被衰減器相互隔離的單獨豎直構件來構造建築物而對結構的低階振蕩模式進行衰減，所述衰減器吸收相鄰豎直構件之間的相對豎直運動。在例如專利申請W02007045900 (ARUP)中公開了此類布置，該專利申請描述了一種建築物，其具有核心結構和經由豎直衰減器連接到外圍柱的多個豎直外伸架構件。豎直衰減器用來對核心(經由外伸架)和外圍柱之間的相對豎直位移進行衰減。隨後在專利申請US2008/0229684 (Daewoo)中公開了類似的思想。外圍柱是剛性結構，其提供強固的豎直結構，豎直衰減器能夠在核心經歷彎曲變形時沿著向上或向下方向對其施加反作用。在公開於W02007045900和US2008/0229684中的現有技術布置中，豎直衰減器被安裝在結構高度的近似頂部三分之二的位置處。相鄰豎直元件之間的相對豎直運動的量在建築物的下部中是小的，因此，豎直衰減器被安裝在相對豎直運動較大的地方。然而，由例如地顫或驟風引發的結構的彎曲變形常常是建築物的整個高度的一階、二階或更高階振蕩，因此，現有技術的豎直衰減布置僅解決了一部分彎曲問題，並且僅適合於高於某個高度的建築物。為了對在結構的下部中或不那麼高的建築物中的橫向(水平)運動進行衰減，需要不同類型的衰減器。本發明的目的是克服現有技術衰減系統的上述缺點。特別地，本發明的目的是提供用於任何高度的結構的衰減，其方式為從而實現改善的整體結構的衰減，具有寬的諧波響應(振幅和頻率兩者)並具有降低的安裝和維護成本。

發明內容
為了實現上述目的，本發明提出了一種建築結構，其包括與第一軸線平行地延伸的第一結構元件，所述第一結構元件基本上是自支撐的且能經受剪切或彎曲變形，所述剪切或彎曲變形的分量沿著正交於第一軸線的第二軸線；第二結構元件，其鄰近於第一結構元件並與第一軸線平行地延伸，第一和第二結構元件使得所述剪切或彎曲變形在沿著所述第一軸線的第一預定位置處引起與所述第一軸線平行的第一和第二結構元件之間的相對軸向運動；第一衰減裝置，其在沿著第一軸線的第一預定位置處被布置在第一結構元件和第二結構元件之間，該第一衰減裝置具有與第一軸線基本上平行地布置的第一衰減軸線，使得所述相對軸向運動被第一衰減裝置衰減。在本發明的建築結構中，第一衰減裝置還具有不與第一衰減軸線平行的第二衰減軸線，並且第一衰減裝置的第二衰減軸線被布置為使得第一衰減裝置對沿著第二軸線的第一結構元件和第二結構元件之間的相對運動進行衰減。第一和第二結構元件可以是例如建築物的核心和外圍柱。此類柱可以與建築物成一整體，或者它們可以在建築物外部。替代地，第一和第二元件可以是單個建築物或者甚至相鄰建築物的兩個相鄰核心結構。在本發明的一個實施例中，第一軸線是建築物結構的豎直軸線，並且第二軸線在水平平面中。將要被衰減的相對水平運動有利地是第一和第二元件朝向和遠離彼此的運動。請注意，在本說明中，Z軸被定義為結構或建築物的豎直軸線，其平行於第一和第二元件，而基本上相互正交的X和Y軸在基本上水平的平面中，與Z軸正交。在具有矩形截面的建築物的情況下，可以將X和Y軸假設為分別基本上平行於建築物的截面的長度和寬度。因此，在本實施例中，第一衰減器被布置為在沿 著第一軸線的第一預定位置處對沿Z方向以及沿水平面中的一個方向(即沿著平行於X或Y軸的第一水平軸線)的運動進行衰減。在本實施例中，該第二軸線優選地是第一預定位置處的第一和第二結構元件朝向和遠離彼此的運動方向或者至少第一和第二結構元件的各部分的運動方向。在本發明的第二實施例中，第一軸線是水平軸線。在該實施例中，第一結構元件可以是例如懸挑鋼筋混凝土樓層或梁。在本發明的另一實施例中，建築物或豎直結構還包括在沿著第一軸線的第二預定位置處布置在第一結構元件和第二結構元件之間的第二衰減裝置，所述第一和第二預定位置在建築結構的公共區域中，第二衰減裝置具有第三衰減軸線和第四衰減軸線，所述第三和第四衰減軸線是相互不平行的，並且所述第一和第二預定位置沿著第一軸線分離一定距離，使得在公共區域中的第一結構元件的所述剪切或彎曲變形期間，所述第一衰減裝置沿著其衰減軸線之一處於張緊或壓縮中的一個，而第二衰減裝置沿著其衰減軸線之一處於張緊或壓縮中的另一個。第一和第二結構元件優選地基本上是剛性結構，並且第一和第二衰減裝置充當一對相反的任何力(諸如剪切或彎曲力)，其將趨向於使第一和第二元件從它們相互的平行對準中移動出來。兩個衰減器還提供抵抗相對軸向力或運動(在豎直結構元件的情況下沿著豎直軸線)的被衰減的反作用。在另一實施例中，第一元件包括從第一結構元件朝著所述第二結構元件向外延伸的剛性外伸架元件，並且其中，第一和第二衰減裝置中的至少一個被安裝在外伸架元件的外部和第二結構元件之間。成對衰減器的使用提供了豎直結構中的剪切或彎曲力及運動的大大增強的衰減，每個衰減器沿著與第一水平軸線平行的軸線提供獨立的衰減，衰減器被間隔開地豎直安裝在外伸架元件的端部處。外伸架元件還為豎直衰減力提供增加的力矩。一個或多個衰減器有利地是雙軸或多軸粘彈性衰減器。此類衰減器可以包括一對或多對剛性(例如金屬)板，每對板被諸如高度工程化橡膠的粘彈性材料片分離。此類衰減器提供與板和片的平面平行的所有方向上的寬響應衰減。對於本發明而言特別有利的是此類板/片衰減器的使用，其中，粘彈性材料具有基本上矩形或橢圓形的截面，使得其具有兩個主衰減軸線。然後，可將所述兩個主衰減軸線布置為與被衰減的建築物的期望的Z和X/Y軸重合。有利地,外伸架元件可以具有拉壓杆構造(strut and tie construction)以在保持結構中的硬度和強度的同時減小重量。替代地，可以將外伸架元件實現為建築結構的壁一例如從承載核心向外延伸的內壁。本發明還提出了一種用於在建築結構中提供衰減的方法，所述建築結構包括與第一軸線平行地延伸的第一結構元件，所述第一結構元件是基本上自支撐的且能經受剪切或彎曲變形，所述剪切或彎曲變形的分量沿著與第一軸線正交的第二軸線，該方法包括
提供第二結構元件的第一步驟，該第二結構元件鄰近於第一結構元件並且與第一軸線平行地延伸，第一和第二結構元件使得所述剪切或彎曲變形在沿著所述第一軸線的第一預定位置處引起與所述第一軸線平行的第一和第二結構元件之間的相對軸向運動，
在沿著第一軸線的第一預定位置處在第一結構 元件和第二結構元件之間布置第一衰減裝置的第二步驟，第一衰減裝置具有與第一軸線基本上平行地布置的第一衰減軸線，使得所述相對軸向運動被第一衰減裝置衰減。在本發明的方法中，第一衰減裝置具有不與第一衰減軸線平行的第二衰減軸線，並且第二步驟包括布置第一衰減裝置的第二衰減軸線，使得第一衰減裝置對沿著第二軸線的第一結構元件和第二結構元件之間的相對運動進行衰減。根據本發明的另一實施例，該方法還可以包括在沿著第一軸線的第二預定位置處在第一結構元件和第二結構元件之間安裝第二衰減裝置的第三步驟，所述第一和第二位置在建築結構的公共區域中，第二衰減裝置具有第三衰減軸線和第四衰減軸線，所述第三和第四衰減軸線是相互不平行的，並且所述第一和第二預定位置被沿著第一軸線分離一定距離，使得在公共區域中的第一結構元件的所述剪切或彎曲變形期間，所述第一衰減裝置沿著其衰減軸線之一處於張緊或壓縮中的一個，而第二衰減裝置沿著其衰減軸線之一處於張緊或壓縮中的另一個。在本發明的方法的另一實施例中，第一結構元件包括從第一結構元件朝向所述第二結構元件向外延伸的剛性外伸架元件，並且其中，第一步驟包括將第一衰減裝置布置在外伸架元件的外部和第二結構元件之間，並且其中，執行該方法的第二步驟，所述第二步驟包括將第二衰減裝置布置在外伸架元件的外部和第二結構元件之間。有利地，在第二和/或第三步驟中安裝的第一和/或第二衰減器單元是雙向粘彈性衰減器，諸如Gensui衰減器。本發明的方法可以應用於許多種類的結構。當所述結構是建築物，第一元件是建築物的核心且第二元件是建築物的外圍柱時，該方法是特別有利的。在第一豎直延伸結構元件是建築物的第一核心且第二豎直元件結構元件是建築物的第二核心的建築物中，也可以有利地使用本發明的方法。替代地，本發明可以用來對諸如懸挑樓層或梁的水平結構元件中的豎直運動(諸如振蕩)進行裳減。因此，根據本發明的方法和結構，可以將相同類型的衰減元件用於對建築物的頂部、中間和底部部分進行衰減，並且可以將衰減元件用於對所有種類的建築物上的運動進行衰減。諸如VSL的Gensui衰減器的雙軸粘彈性衰減器的使用意味著降低的成本和改善的維護容易性。由於它們的尺寸緊湊且易於安裝，此類衰減器還可以被容易地改裝到現有結構上。由於雙向粘彈性衰減器具有多種用途，所以本發明的方法和結構不僅適合於高層建築物，而且適用於所有種類的結構，包括低層結構、房屋、橋梁以及許多其他結構。


根據以下詳細描述和附圖，本發明的其它優點將變得明顯。圖Ia至Id示出了本發明的一般原理。圖2示出液壓衰減器的現有技術布置。圖3a至3c示出雙軸粘彈性衰減器的示意圖。
圖4a和4b示出了如何可以將粘彈性衰減器布置在兩個豎直結構之間以對它們之間的運動進行衰減。圖5a至5e不出本發明應用於高層建築物。圖6a至6e示出本發明的節省空間的變體。圖7a至7c示出本發明的各種示例構造。所包括的附圖僅僅出於說明性目的，並且意圖幫助理解本發明，而不暗示對所附權利要求的範圍的任何限制。
具體實施例方式參考圖la，可理解通過對相鄰豎直結構之間的豎直運動進行衰減來對彎曲變形運動進行衰減的一般原理，圖Ia以大大地放大的示意形式表示經歷振蕩變形的建築物的正視圖。所示示例中的建築物包括中央核心結構2 (其可能例如是主靜態承載結構)和兩個外柱3。如早先在本申請中提到的現有技術系統一樣，可藉助於沿著結構的高度在各種點處安裝在核心2和柱3之間的豎直衰減器5』來實現振蕩運動的衰減，從而對核心2和柱3之間的相對豎直運動進行衰減。可以使用外伸架10作為懸臂以向衰減力提供額外力矩。柱3能夠承受通過豎直衰減器在核心2彎曲時從核心2向它們傳遞的豎直動態張緊和壓縮反作用。這樣，在豎直衰減器5』中能夠消散核心2的彎曲和振蕩運動中的顯著比例的動能。圖Ib和Ic在側視和前視圖中示出現有技術的典型豎直衰減布置的更多細節。單軸衰減器5』可以是動態液壓衰減器，然而也可以使用其它種類的衰減器，單軸衰減器5』被安裝在外圍柱3和核心2之間，從而對平行於核心和柱的運動進行衰減，如圖Ib中所示的箭頭所指示的。相比之下，在本發明的方法和結構中使用的衰減器5是雙軸衰減器，其能夠沿著至少兩個不同的軸線進行衰減，如圖2a至2d所示。圖2a所示的結構I被示為在結構上的不同高度處具有三個連續的衰減級。當然，此類結構可以根據需要配備有許多衰減級。最頂部衰減級包括外伸架6，用於提供朝著外圍柱3向外的核心2的剛性機械延伸。在高層建築物中，此類外伸架可以例如豎直地延伸一個或多個樓層的高度。圖2a至2d所示的本發明的實施例具有在外伸架6、7、8的每個端部處安裝在外伸架6、7、8和柱3之間的豎直間隔開的成對雙軸衰減器5、5a、5b。每對衰減器5a、5b不僅沿豎直方向(沿著平行於核心2和柱3的豎直軸線)提供衰減，而且沿著相互平行的水平軸線提供衰減，所述水平軸線基本上平行於外伸架6、7、8且與豎直軸線正交。除了由每個衰減器5單獨地提供的豎直和水平衰減之外，衰減器5a、5b的成對的豎直間隔布置與柱3的硬度一起還引入了次級衰減效應。此效應可以在圖2c中看到，例如除了被衰減器5a和5b的剪切變形所衰減的豎直位移之外，外伸架7相對於柱3的橫向位移將會產生衰減器5a和5b上的水平力的不平衡。例如，如果外伸架7在保持水平的同時向右移動(如在圖2c中看到的)，則柱藉助於其固有硬度抵抗變形，結果是該對衰減器中的上衰減器5a經受壓縮力C，而下衰減器5b經受水平張力T。因此，柱的硬度與衰減器5a和5b的粘彈性行為一起對外伸架7相對於柱3的水平運動提供額外的次級衰減效應。柱3被構造為足夠硬以經由成對衰減器5a、5b來提供對剪切變形的所需抵抗力，並且衰減器5a和5b的豎直間距被選擇為提供用於預期運動的最佳衰減。還請注意，如果外伸架7經歷相對於柱3的傾斜或旋轉運動，則發生類似的衰減效應。動態力和變形的特性在建築物I上 的不同高度處通常是不同的，並且在圖2b、2c和2d中示出了成對衰減的三個不同實例。圖2b至2d中的箭頭的相對尺寸和方向表示相關的力和/或位移的尺寸和取向，並且因此指示在結構I的彎曲或剪切變形期間所預期的
衰減量。圖2b示出在建築物I的頂部或附近的衰減，其中，核心2和柱3的彎曲變形通常經由外伸架6和每個柱3導致核心2之間的最大相對豎直位移。該大的相對豎直位移在圖2b所示的衰減器5a和5b兩者中引起大的豎直剪切變形V。通過比較，核心2相對於柱3的相對水平或扭轉剪切變形是相對適度的，結果，衰減器5a和5b中的壓縮力C和張力T將小於由結構I的彎曲變形引起的豎直剪切力。圖2c示出結構I的高度上的中點處的衰減，在該點處，由於柱3和外伸架7的相對豎直位移而引起的衰減器5a和5b上的剪切力可分別與衰減器5a和5b中的相對的水平壓縮力C和張力T相當。圖2d示出沿著建築物I向下的一點處的衰減，其中，核心2和柱3之間經由外伸架8的豎直運動不那麼明顯。此高度處的結構I的剪切變形在衰減器5a和5b中產生壓縮力C和張力T的水平力，其可能由於豎直運動而在幅度方面顯著大於剪切力V。通過使用諸如來自VSL的Gensui衰減器的雙向、超高衰減粘彈性衰減器,可以使用相同的衰減器同時對變形的豎直和水平分量進行衰減。這些衰減器沿至少兩個方向顯示出雙線性滯後及高衰減和硬度性質。它們在寬頻率範圍內提供振動控制。它們對於建築物的所有區域和類型都是有效的。它們不需維護、高度耐用，並且它們的衰減特性很大程度上獨立於應變比、溫度和振動頻率。多單元設備還提供顯著的冗餘；在設備確實開始失效的情況下，其將逐漸地失效，遭受越來越降低的性能，與例如在液壓衰減器中看到的突然完全失效相反。此類衰減器的應用在圖3a和3b中示出。圖3b以特寫視圖示出安裝在柱3和外伸架6之間的多層Gensui衰減器。如稍後將討論的，衰減器5包括多層粘彈性橡膠狀物質，每層被夾在鋼板之間。圖3a示出安裝在外伸架6的端部處的兩個此類衰減器5a和5b，如圖2a至2d所示。箭頭指示衰減器所經受的動態加載。圖4a至4c更詳細地示出如何可以構造諸如來自VSL的Gensui衰減器的粘彈性衰減器。圖4a示出了此類衰減器的基本概念鋼板20和21 (其可以替代地用其它剛性材料來製造)圍住諸如橡膠的兩層粘彈性材料24。板20被螺栓連接至第一結構，板21被螺栓連接至第二結構，結果，兩個結構之間的在衰減器的平面中的任何相對運動都能夠被衰減器衰減一平面中的剪切、旋轉或平移的任何組合。請注意，通常在板20之間提供隔離物，使得能夠在不壓壞板之間的粘彈性材料24或使其變形的情況下上緊安裝螺栓22。支架23用來將衰減單元安裝到被衰減的結構。圖4a和4b分別以透視圖和正視圖示出單單元衰減器。圖4c以正視圖示出多單元衰減器。在此類衰減器中使用的粘彈性材料通常是高度工程化類型的天然或合成橡膠或橡膠複合材料，不過也可以使用多種材料。圖5a至5c示出 如何能夠將本發明的衰減方法應用於高層建築物的示例。在所示的示例中，在建築物的三個樓層提供了衰減，在圖5a中標記為41、42和43。樓層數目的選擇取決於將要被衰減的結構一對於某些結構而言，更多的樓層可能需要衰減，對於其它結構而言，僅僅一個或兩個樓層可能需要衰減。圖5b和5c以平面圖和透視圖示出核心結構33和柱30之間的外伸架壁31。衰減器32成對地位於每個翼壁外伸架31的外緣的頂部和底部附近。在外伸架31的頂部和底部處提供衰減器32的一個優點是相鄰樓板(分別在上方或下方)為外伸架31提供附加強度，並且還幫助防止翼壁由於壓縮而屈曲。當將外伸架和衰減器改裝到現有結構時，可通過局部地加厚或加強結構的現有壁或桁架來實現外伸架翼壁或桁架。在圖5a至5c所示的示例中，如圖5d所示，衰減器32被布置為對沿Z和X方向或沿著Z和Y方向的運動進行衰減，取決於它們是建築物的哪一側(即沿著豎直軸線和沿著穿過柱和核心的水平軸線)。在被衰減的所有樓層上情況可能都是如此。替代地，對於建築物下部(其中變形的豎直分量小得多)中的衰減而言，可將雙向衰減器5安裝成使得它們沿著X和Y方向進行衰減，如圖5e所指示的。以這種方式，由於成對安裝的豎直分離的衰減器，保持了結構的剪切和彎曲變形的額外衰減，但還存在水平平面內的沿X和Y軸兩者的振蕩或其它運動的大大改善的衰減。圖6a至6e以示意性形式示出兩個方式的平面和正視圖，其中，可將外伸架設計為使用本發明的衰減布置，同時使衰減器本身所需的空間量最優化。圖6a和6b分別以側視圖和平面圖示出如何能夠使雙向衰減器5恰好凹陷到外伸架36中，外伸架36可以是被衰減的建築物的壁。因此在外伸架36和外圍柱35之間僅需要小的間隙，留下外伸架之間以及核心和外圍柱之間的幾乎整個空間可供建築物的居住者使用。圖6c至6e示出替代的空間最優化布置，其中，衰減器5不是凹陷到外伸架壁36中，而是使用支架38固定到外伸架36的側面。根據外圍柱的幾何結構，可以將衰減器5螺栓連接到柱的內面，如圖6d所示，或者通過使用與那些用於將衰減器固定到外伸架壁的支架類似的支架38。圖7a至7c以平面圖示出使用本發明的結構構造的各種示例。在圖7a中，在兩個支撐結構48之間進行衰減的情況下，支撐結構48充當外伸架以增強衰減力矩，並且根據本發明的一個實施例，當將衰減器5裝配成豎直對以提供在本說明書中先前提到的水平剪切力的次級衰減所需的硬度時，使用雙向衰減器對兩個豎直核心結構50和51進行相互衰減。圖7b示出核心54以及兩個相鄰柱52和53，具有由聯結壓杆結構(bracedstrutwork)構成的拉壓杆類型的外伸架,衰減單元5被安裝在壓杆結構和柱52、53之間。圖7c示出了如何能夠將圖7b的構造修改或擴展至具有兩個或更多個核心的結構可將雙向衰減器5裝配在核心55、56之間，或裝配在核心之一和外圍柱之間，或兩種情況均可。
權利要求
1.一種建築結構(I)，包括 第一結構元件(2)，其與第一軸線平行地延伸，所述第一結構元件(2)是基本上自支撐的且能經受剪切或彎曲變形，所述剪切或彎曲變形的分量沿著與所述第一軸線正交的第二軸線， 第二結構元件(3)，其與所述第一結構元件相鄰且與所述第一軸線平行地延伸，所述第一(2)和第二(3)結構元件使得所述剪切或彎曲變形在沿著所述第一軸線的第一預定位置處引起與所述第一軸線平行的所述第一(2)和第二(3)結構元件之間的相對軸向運動， 第一衰減裝置(5、5a、32)，其在沿著所述第一軸線的所述第一預定位置處被布置在所述第一結構元件(2)和所述第二結構元件(3)之間，所述第一衰減裝置(5、5a、32)具有與所述第一軸線基本上平行地布置的第一衰減軸線，使得所述相對軸向運動被所述第一衰減裝置(5、5a、32)衰減， 所述建築結構(I)的特徵在於 所述第一衰減裝置(5、5a、32)具有不與所述第一衰減軸線平行的第二衰減軸線，以及 所述第一衰減裝置(5、5a、32)的所述第二衰減軸線被布置為使得所述第一衰減裝置(5、5a、32)對沿著所述第二軸線的所述第一結構元件(2)和所述第二結構元件(3)之間的相對運動進行衰減。
2.根據權利要求I所述的建築結構(I)，其中，所述第一軸線是所述建築結構(I)的豎直軸線。
3.根據權利要求I所述的建築結構(1)，其中，所述第一軸線是所述建築結構(I)的水平軸線。
4.根據前述權利要求中的任一項所述的建築結構，還包括第二衰減裝置(5b)，所述第二衰減裝置(5b)在沿著所述第一軸線的第二預定位置處布置在所述第一結構元件(2)和所述第二結構元件(3)之間，所述第一和第二預定位置在所述建築結構的公共區域(41、42、43)中， 所述第二衰減裝置(5b )具有第三衰減軸線和第四衰減軸線，所述第三和第四衰減軸線是相互不平行的，以及 所述第一和第二預定位置沿著所述第一軸線分離一定距離，使得在所述公共區域中的所述第一結構元件(2)的所述剪切或彎曲變形期間，所述第一衰減裝置(5a)沿著其衰減軸線之一處於張緊或壓縮中的一個，而所述第二衰減裝置(5b )沿著其衰減軸線之一處於張緊或壓縮中的另一個。
5.根據前述權利要求中的任一項所述的建築結構(I)，其中，所述第一結構元件(2)包括從所述第一結構元件(2)朝著所述第二結構元件(3)向外延伸的剛性外伸架元件(6、7、8)，並且其中，所述第一和第二衰減裝置中的至少一個被安裝在所述外伸架元件(6、7、8)的外部和所述第二結構元件(3)之間。
6.根據權利要求5所述的建築結構(1)，其中，所述外伸架元件(6、7、8)是所述建築結構(I)的壁。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的建築結構(1)，其中，所述第一和第二衰減裝置(5、5a、5b、32)中的至少一個是粘彈性衰減設備。
8.根據前述權利要求中的任一項所述的建築結構(1)，其中，所述第一(2)和第二(3)結構元件中的一個是所述建築結構(I)的第一核心且所述第一(2)和第二(3)結構元件中的另一個是所述建築結構(I)的外圍柱或所述建築結構(I)的第二核心。
9.一種對建築結構(I)中的運動進行衰減的方法，所述建築結構(I)包括與第一軸線平行地延伸的第一結構元件(2)，所述第一結構元件(2)是基本上自支撐的且能經受剪切或彎曲變形，所述剪切或彎曲變形的分量沿著與所述第一軸線正交的第二軸線，所述方法包括 提供第二結構元件(3)的第一步驟，所述第二結構元件鄰近於所述第一結構元件(2)並且與所述第一軸線平行地延伸，所述第一(2)和第二(3)結構元件使得所述剪切或彎曲變形在沿著所述第一軸線的第一預定位置處引起與所述第一軸線平行的所述第一(2)和第二(3)結構元件之間的相對軸向運動， 在沿著所述第一軸線的第一預定位置處在所述第一結構元件(2)和所述第二結構元件(3 )之間布置第一衰減裝置(5、5a、32 )的第二步驟，所述第一衰減裝置(5、5a、32 )具有與所述第一軸線基本上平行地布置的第一衰減軸線，使得所述相對軸向運動被所述第一衰減裝置(5、5a、32)衰減， 所述方法的特徵在於， 所述第一衰減裝置(5、5a、32)具有不與所述第一衰減軸線平行的第二衰減軸線，以及 所述第二步驟包括布置所述第一衰減裝置(5、5a、32)的所述第二衰減軸線，使得所述第一衰減裝置(5、5a、32)對沿著所述第二軸線的所述第一結構元件(2)和所述第二結構元件(3)之間的相對運動進行衰減。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第一軸線是所述建築結構(I)的豎直軸線或水平軸線。
11.根據權利要求9或10所述的方法，還包括在沿著所述第一軸線的第二預定位置處在所述第一結構元件(2)和所述第二結構元件(3)之間布置第二衰減裝置(5b、32)的第三步驟，所述第一和第二位置在所述建築結構(I)的公共區域(41、42、43)中， 所述第二衰減裝置(5b、32)具有第三衰減軸線和第四衰減軸線，所述第三和第四衰減軸線是相互不平行的，以及 所述第一和第二預定位置沿著所述第一軸線分離一定距離，使得在所述公共區域中的所述第一結構元件(2)的所述剪切或彎曲變形期間，所述第一衰減裝置(5a)沿著其衰減軸線之一處於張緊或壓縮中的一個，而所述第二衰減裝置(5b )沿著其衰減軸線之一處於張緊或壓縮中的另一個。
12.根據權利要求9至11中的任一項所述的方法，其中，所述第一結構元件(2)包括從所述第一結構元件(2)朝著所述第二結構元件(3)向外延伸的剛性外伸架元件(6、7、8)，並且其中，所述第一步驟包括將所述第一衰減裝置(5、5a、32)布置在所述外伸架元件(6、7、8)的外部和所述第二結構元件(3)之間， 並且其中，執行第二步驟，所述第二步驟包括將所述第二衰減裝置(5b、32)布置在所述外伸架元件(6、7、8)的外部和所述第二結構元件(3)之間。
13.根據權利要求9至12所述的方法，其中，所述第一和/或第二衰減裝置(5、5a、5b、32)是粘彈性衰減設備。
14.根據權利要求9至13中的任一項所述的方法，其中，所述第一和第二結構元件中的一個(2)是所述建築結構的第一核心並且所述第一和第二結構元件中的另一個(3)是所述建築結構(I)的外圍柱或所述建築結構(I)的第二核心。
15.根據權利要求I至8中的任一項所述的建築結構或根據權利要求9至14中的任一項所述的方法，其中，所述第一(5、5a、32 )和/或第二衰減裝置(5b、32 )是Gensui衰減設備。
全文摘要
用於低、中和高層建築結構(1)的衰減布置，其使用放置在結構(1)的兩個平行元件(諸如核心(2)和外圍柱(3))之間或在兩個核心之間的諸如粘彈性Gensui衰減設備的雙向衰減裝置(5)。通過對兩個元件(2、3)之間的軸向運動進行衰減並同時對兩個元件(2、3)之間的正交運動進行衰減來對結構(1)的振蕩或其它彎曲或剪切變形進行衰減。使用外伸架(6、7、8)來增強軸向衰減力矩，並且可以成對地安裝雙向衰減裝置(5)，其彼此相反地工作以對正交平面中的動態剪切或彎曲力進行衰減。
文檔編號E04H9/02GK102713109SQ200980161627
公開日2012年10月3日 申請日期2009年9月25日 優先權日2009年9月25日
發明者K.K.林 申請人:Vsl國際股份公司