[发明专利]一种滑动式承载-减振/震双功能组合柱

说明书

本发明涉及建筑结构件技术领域，公开了一种滑动式承载‑减振/震双功能组合柱，包括中心对称布置的中空夹层钢管混凝土外柱和实心钢管混凝土内柱；外柱与内柱之间沿高度方向布置若干横向连接的弹簧和阻尼器；内柱柱顶和柱底各设置一个滑动装置；外柱通过在柱顶和柱底各设置一块连接钢板与内柱组成一个整体。该滑动式承载‑减振/震双功能组合柱，在静荷载作用下内柱和外柱共同承受竖向荷载，具备与传统结构柱等同的承载能力；在地震作用下，可视为结构‑TMD系统，其中外柱相当于主体结构部分，内柱与弹簧和阻尼器共同组成TMD系统，实现“调频谐振”的作用，通过结构改进与能量分配之间的协同作用，从而保护主体结构的安全。

技术领域

本发明涉及建筑结构件技术领域，具体涉及一种滑动式承载-减振/震双功能组合柱。

背景技术

随着工程建造技术的快速发展和结构形式的不断丰富，各种高耸结构的建筑或者路桥不断被兴建。由于高耸结构自身的固有阻尼较低，在受到强烈的地震作用时会产生过大的不利响应，可能导致结构发生严重破坏甚至倒塌，危及人员的生命安全，给经济和社会造成严重的不利影响。因此，有必要采取措施减轻此类结构的不利振动，以提高结构的安全性，延长其使用寿命。

钢管混凝土结构因其卓越的抗震性能被广泛应用于高耸结构。然而，钢管混凝土结构在高耸结构中作为主要的受力构件，其自身的耗能能力有限，在地震中损伤破坏较严重，且震后不易修复，不符合韧性结构的抗震设计新理念。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滑动式承载-减振/震双功能组合柱，在静荷载作用下内柱和外柱共同承受竖向荷载，具备与传统结构柱等同的承载能力；在地震作用下，可视为结构-TMD系统，其中外柱相当于主体结构部分，内柱与弹簧和阻尼器共同组成TMD系统，实现“调频谐振”的作用，通过结构改进与能量分配之间的协同作用，从而保护主体结构的安全。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种滑动式承载-减振/震双功能组合柱，包括中空夹层钢管混凝土外柱和实心钢管混凝土内柱，其特征在于：所述中空夹层钢管混凝土外柱和实心钢管混凝土内柱之间沿高度方向布置若干横向连接的弹簧和阻尼器，所述实心钢管混凝土内柱柱顶和柱底各设置一个滑动装置，所述中空夹层钢管混凝土外柱柱顶和柱底各设置一个连接钢板与实心钢管混凝土内柱组成一个整体。

优选的，所述中空夹层钢管混凝土外柱包括外钢管、内钢管和浇筑两钢管之间的夹层混凝土。

优选的，所述实心钢管混凝土内柱包括外钢管和浇筑钢管内的约束混凝土。

优选的，所述弹簧和阻尼器的性能参数可根据TMD优化控制理论获得，其数量可根据实际高度进行选取。

优选的，所述滑动装置通过高强螺栓连接或焊接与实心钢管混凝土内柱的柱顶和柱底实现可靠连接，滑动装置可采用滑动支座。

优选的，所述连接钢板通过焊接与中空夹层钢管混凝土外柱的柱顶和柱底实现可靠连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.该滑动式承载-减振/震双功能组合柱，通过结构改进与能量分配之间的协同作用，避免传统技术中构件连接的复杂化和施工难度，节省造价，实现经济效益，同时给钢管混凝土柱赋予“减振/震”的功能。

2.该滑动式承载-减振/震双功能组合柱，在静荷载作用下内柱和外柱共同承受竖向荷载，具备与传统结构柱等同的承载能力。

3.该滑动式承载-减振/震双功能组合柱，在地震作用下，可视为结构-TMD系统，其中外柱相当于主体结构部分，内柱与弹簧和阻尼器共同组成TMD系统，实现“调频谐振”的作用，从而保护主体结构的安全。