[发明专利]一种功能分离型双重子系统协同减震结构体系

说明书

本发明公开了一种功能分离型双重子系统协同减震结构体系，包括抗重力子系统、抗侧力子系统以及连接在两个子系统间的阻尼器。其中抗重力子系统和抗侧力子系统采用彼此分离布置，连接在二者之间的阻尼器为主要振动耗能部件。本装置结构形式简单可靠，通过阻尼器将抗重力子系统和抗侧力子系统两种动力特性迥异、功能互补的子结构系统连接在一起形成一种性能优异的子结构协同减震结构体系。

技术领域

本发明属于结构工程抗震领域，具体地说，涉及一种功能分离型双重子系统协同减震结构体系。

背景技术

我国是一个破坏性地震多发的国家，国内外震害经验表明，房屋建筑的倒塌或损坏是造成人员伤亡和财产损失的主要原因。重要建筑(如医院、学校、人员密集场所等)在地震中的破坏或中断使用则可能引发更加严重的此生灾害。因此，针对重要建筑和大型商业建筑，通过新材料和消能减震技术，实现建筑在大震下不损伤或使用功能不中断，对提高社会抗震、减灾能力具有重要意义。

地震中经常发生相邻建筑碰撞的现象，不仅可导致建筑局部破坏，还可能导致其整体倒塌。国内外学者根据这个问题，尝试在振动特性差异较大的相邻建筑之间布置阻尼器，不仅可以避免建筑之间发生碰撞、倒塌，而且可有效降低建筑的地震响应和损伤程度。本发明基于该发现，结合建筑的受力特点和新型高强钢材料的应用，提出将单体建筑结构分解成两个受力功能不同、振动特性迥异的子系统，并通过阻尼器将二者连接起来，实现重要单体建筑高效耗能、在大震下主体结构不受损伤的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述的问题，提供了一种功能分离型双重子系统协同减震结构体系。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种功能分离型双重子系统协同减震结构体系，包括阻尼器、抗重力子系统和抗侧力子系统；

抗重力子系统包括竖直设置的若干根内框架柱和若干层水平设置的内框架梁层，内框架梁层的形状为十字架型，每层内框架梁层包括相互垂直设置的第一内框架梁机构和第二内框架梁机构，每层内框架梁层上铺设有楼板；所述第一内框架梁机构包括N根依次水平设置的第一一内框架梁、第一二内框架梁、第一三内框架梁、……、第一N-1内框架梁、第一N内框架梁,其中，N为正整数；第二内框架梁机构包括M根依次水平设置的第二一内框架梁、第二二内框架梁、第二三内框架梁、……、第二M-1内框架梁、第二M内框架梁，其中，M为正整数；

第一二内框架梁、第一三内框架梁、……、第一N-1内框架梁、第二二内框架梁、第二三内框架梁、……、第二M-1内框架梁的连接处均设置有内框架柱；

抗侧力子系统为中空的长方体框架，抗侧力子系统设置在抗重力子系统的外侧，所述抗重力子系统和抗侧力子系统通过阻尼器相连接。

进一步地，抗侧力子系统包括竖直设置的若干根外框架柱和若干层水平设置的长方形外框架梁层，外框架梁层由若干根首尾依次相连接的第三框架梁构成，每层外框架梁层内侧对应设置一个内框架梁层；外框架梁层与该内框架梁层在同一水平面上；若干层水平设置的外框架梁层通过外框架柱连接在一起；若干层外框架梁层构成一个中空的长方体外框架梁层单体，外框架梁层单体的每个侧面上设置有两根外框架支撑，两根外框架支撑分别设置在外框架梁层单体的每个侧面的位置对角线上。

进一步地，每两层内框架梁层对应设置一层外框架梁层；每四层外框架梁层构成一个中空的长方体外框架梁层单体。

进一步地，阻尼器包括第一阻尼器和第二阻尼器，与外框架梁层高度相同的内框架梁层中的第一一内框架梁、第一N内框架梁与第二三内框架梁、……、第二M-2内框架梁的连接处均设置有第二阻尼器；第二一内框架梁、第二M内框架梁与第一三内框架梁、……、第一N-2内框架梁的连接处均设置有第二阻尼器；第二阻尼器的另一端分别与该层外框架梁层的第三框架梁相连接。

进一步地，内框架柱、第一内框架梁机构和第二内框架梁机构采用Q390钢、Q460钢或Q690钢。