[实用新型]框架-支撑摇摆跨结构体系

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程抗震技术领域，是一种框架-支撑摇摆跨结构抗震体系。

背景技术

近年来，为克服以往结构抗震设计（如刚性设计、柔性设计和延性设计等）带来的种种弊端，摇摆结构体系这种新型抗震设计理念逐渐被广泛认知，并成为地震工程界重要的研究方向之一，其实际工程应用也表现出了良好的抗震效果。目前，摇摆结构已经有摇摆柱体系、摇摆墙体系、摇摆结构与消能装置相结合等多种实现形式。

经过多年的研究与实践，摇摆结构体系的基本理论与原理逐步趋于完善。摇摆结构体系的主要目的是改善建筑结构自身的抗震性能，在经历地震作用时，结构的反应以结构整体摆动为主，结构的变形模式可形成特殊的变形集中部位，如框架柱脚的升降、梁柱节点及墙体底部的转动等。首先，摇摆结构体系利用整体型关键构件控制结构的变形模式；对于框架结构，放松框架柱与基础之间的约束，在水平倾覆力矩的作用下，允许上部结构与基础交界面处产生一定的升降，当经历地震作用时，上部结构与基础交界面之间的反复相对升降就造成了上部结构的摇摆并成为主要的变形反应；放松构件之间的约束，即通过允许构件之间产生相对转动使整体结构产生摇摆。其次，摇摆结构体系保护关键构件免受损伤；建筑结构中框架柱及剪力墙等构件对于控制结构变形起关键作用，对于通常的结构体系这些构件在地震作用下往往会发生破坏，导致结构抗震安全存在隐患、阻碍震后功能恢复；摇摆结构体系的主要功能之一就是使这些关键构件在强震作用下免受损伤。再次，摇摆结构体系具有自复位能力；自复位能力一般通过预应力技术手段实现，一方面增强了结构在地震作用过程中摇摆反应的可控性，另一方面缩短震后恢复周期、降低经济损失。

然而，目前摇摆结构体系仍主要局限于理论及试验研究，由于其实现形式、经济效益等问题还未广泛的应用于实际工程。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了框架-支撑摇摆跨结构体系，由自升降支座、摇摆梁、摇摆柱和人字支撑组成；在上部结构中设置摇摆跨框架单元；在摇摆跨框架单元中，与自升降支座连接的框架柱为摇摆柱；与相邻两个摇摆柱连接的横梁为摇摆梁；摇摆梁与摇摆柱之间用角钢锚固连接；预应力钢筋预埋在摇摆梁中，采用后张法张拉后通过锚具锚固于两侧的摇摆柱上；人字支撑通过梁上的钢板锚固在摇摆框架单元两侧的框架单元中，其中下层中与摇摆柱毗邻的人字支撑中的一条斜支撑与自升降支座铰接。

自升降支座安装在摇摆柱下方预留立方体凹槽内，凹槽四壁用混凝土浇筑；自升降支座的下固定板固定在凹槽内底面，自升降支座的上固定板边沿固定于凹槽上表面；平衡板位于上固定板和下固定板之间，且平衡位置分别由在四角处贯穿于自升降支座的自平衡调整螺栓和焊接在上固定板与平衡板、平衡板与下固定板之间的多个垂直钢弹簧共同调整；上固定板、平衡板和下固定板相互平行，其中平衡板和下固定板平面尺寸相同；平衡板上固定有橡胶垫块，摇摆柱垂直穿过上固定板放置在该橡胶垫块上；

在平衡板上摇摆柱的两侧对称安装可向两侧水平滑动的滑动支座，水平挡板垂直固定在该滑动支座上；菱形铰接升降架的两个水平端分别固定在两侧的水平挡板上，上端固定在上固定板的下表面，下端固定在平衡板上；菱形铰接升降架垂直安装在框架柱的一侧，用来完成自升降支座的升降功能；与摇摆柱毗邻的斜支撑斜向穿过自升降支座的上固定板，铰接于水平挡板上。

两个滑动支座的底面分别固定在摇摆柱两侧的平衡板上；滑动支座由滑动板，固定板和滚珠组成；矩形固定板的长轴线位于菱形铰接升降架所在的垂直平面上，且底面固定于平衡板上；矩形固定板的四周边沿向上凸起，凸起高度大于滚珠的半径；滚珠均布于固定板上；滑动板的长边稍大于固定板的短边；滑动板放置在滚珠上，长边垂直跨过固定板；滑动板两端向下固定垂直挡板使滑动板可沿着固定板的长轴方向滑动。

固定板的长边形成水平向外的固定板凸起，滑动板的垂直挡板上开有与固定板长边上的凸起相对应的挡板凹槽；挡板凹槽比固定板凸起宽；在挡板凹槽和固定板凸起之间均布挡板滚珠。

自升降支座的上固定板与平衡板之间的钢弹簧四角布置，平衡板与下固定板之间的钢弹簧前后两排布置。

自升降支座的上固定板、平衡板和下固定板采用钢材制成。

摇摆框架单元可以分布于建筑结构的边跨处，在摇摆框架单元的相邻框架单元安装人字支撑。