[发明专利]一种变电站结构刚度增强装置

说明书

本发明公开一种变电站结构刚度增强装置，该装置主要由竖向耗能支撑体系与楼板支撑体系组成，竖向耗能支撑体系主要由防屈曲支撑、局部防屈曲支撑与金属橡胶阻尼装置组成，楼板支撑体系主要由焊接工字钢组成。该加强支撑体系利用不同的支撑增强结构整体刚度，减轻结构在地震作用下损伤或破坏。其中，竖向耗能支撑可增强结构每层抗侧刚度；楼板支撑增强结构平面刚度，将结构连成整体共同受力。该支撑方案是平面和竖向不规则结构的有效解决措施，同时具有使用功能影响小、施工方便、损益比小等特点，对于不规则的变电站结构有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及土木工程防灾减灾领域，具体涉及一种变电站结构刚度增强装置。

背景技术

随着社会经济等方面的发展，人们不再追求简单温饱，更对生活质量提出了更高的要求，如高质量的教育环境、医疗卫生条件等等。其中，电力系统几乎成为各行各业的核心或不可或缺的一部分。在对电力系统要求越来越高的今天，变电站结构在电力系统中位置也日益重要。

目前，变电站结构主流是钢筋混凝土结构，结构工程师在结构抗震设计中常选择通过增加梁柱截面尺寸方式以提高结构抗侧刚度进而增强结构抗震能力。但这种做法的弊端是：结构刚度增加导致结构自振周期减小，自振周期减小又导致地震作用增加，即仅增加梁柱截面尺寸未必减轻结构在地震作用下损害。而且，由于空间布局及使用功能的要求，变电站结构往往表现出以下特点：1)楼面活荷载大，变电站结构配电设备多且重，这些大型设备使结构在使用年限内常年承担非常大的楼面活荷载。在地震作用下，结构可能产生楼板竖向振动甚至竖向倒塌；2)结构不规则，变电站结构通常平面和竖向不规则，在地震作用下易形成薄弱层；3)设备层层高大，变电站结构因使用要求设备层层高很大，有时甚至达10m，考虑到结构刚度会在层中部设置框架梁，但由于缺少楼板约束，该层中部框架梁在地震作用下震害严重，梁端出现大量塑性铰。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供了一种变电站结构刚度增强装置，具体由以下技术方案实现：

所述变电站结构刚度增强装置，包括竖向耗能支撑与楼板支撑，所述竖向耗能支撑设置于变电站结构一组相邻柱与一组相邻梁围成的竖直区间内，包括四个防屈曲支撑、两个局部防屈曲支撑、金属橡胶阻尼器以及两第一连杆，所述防屈曲支撑的一端分别连接梁柱上，所述两第一连杆水平地平行设置，所述两局部防屈曲支撑竖直地平行设置，第一连杆与局部防屈曲支撑围成一浮动框，所述浮动框的四个顶点分别对应地与防屈曲支撑的另一端连接，所述金属橡胶阻尼器设于所述浮动框内，且与两第一连杆连接；所述楼板支撑设置于变电站结构一水平楼板面的两组梁围成的水平区间内，包括第二连杆与预埋件，所述预埋件设于变电站的梁柱上，所述第二连杆包括浮动连杆与支撑连杆，所述支撑连杆的一端为固定端，所述固定端连接所述预埋件，另一端为活动端，所述浮动连杆的两端与支撑连杆的活动端相连，形成一体式的平面结构。

所述变电站结构刚度增强装置的进一步设计在于，防屈曲支撑与局部防屈曲支撑均包括约束外筒、核心筒以及薄钢管，核心筒设于约束外筒内，所述约束外筒设于薄钢管内，所述核心筒的两端为支撑端，所述支撑端为开设有高强螺栓孔的节点连接板。

所述变电站结构刚度增强装置的进一步设计在于，所述核心筒的截面为十字形。

所述变电站结构刚度增强装置的进一步设计在于，约束外筒设有与核心筒相适配的约束孔，约束外筒采用无粘结作用的纤维填充材料。

所述变电站结构刚度增强装置的进一步设计在于，局部防屈曲支撑在两支撑端一定距离x内设置约束外筒，x不应小于1/5核心筒长度。

所述变电站结构刚度增强装置的进一步设计在于，还包括节点板，防屈曲支撑两支撑端的一端通过所述节点板与局部防屈曲支撑以及第一连杆相连，另一端通过节点板固定在梁柱节点处。