[发明专利]在悬臂建筑配置中使用的粘滞墙耦接阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及用于建筑的阻尼系统的领域，且具体而言，涉及在包括具有阻尼效果的粘滞墙的悬臂配置中使用的耦接构件。

发明背景

悬臂式建筑构造是众所周知的，且通常在高层建筑的构造中使用。悬臂系统通过在两个结构系统(即内部核心系统和周界系统，诸如外部重力柱)之间创建函数链接而进行操作。该布置在图1a中示意性地图示。建筑核心10形成建筑的内部支撑结构，而周界柱20形成建筑的外部支撑结构。核心10和周界柱20通过刚性悬臂梁30物理连接。虽然仅示出单个悬臂梁30，但是在结构的高度上可能存在多个悬臂梁，这取决于建筑的高度。将这些两个系统组合在经组合的系统之间导致正交互，尤其在抵抗施加到建筑结构的侧向载荷上。悬臂梁30用于大幅度增加侧向载荷抵抗系统的刚度。当建筑承受侧向风或地震载荷时，内部核心期望弯曲成悬臂梁，而由垂直啮合外部重力柱的刚性悬臂梁承担，如在图1b中示出。在该配置中，必须格外注意，以确保结构构件可抵抗在侧向载荷下引入悬臂梁的较大力，以及抵抗由于重力柱和内部建筑核心的差异长期沉降而在柱与结构核心之间造成的差异垂直移动(尤其在加固的混凝土结构系统中)。这些效果在本领域中广为人知。

美国专利号7,987,639描述了已适于与悬臂配置一起使用的阻尼系统，如在图2a中图示。在该应用中，将刚性的水平悬臂构件70的一端连接到建筑核心50，而另一端连接到阻尼器40。阻尼器40进而将悬臂构件70连接到外部周界柱60。在上述专利中描述的阻尼器由粘结在随后直接锚固在水平悬臂梁以及外部重力柱中的交错结构钢板之间的粘弹性材料构成。当建筑由于侧向风或地震振动而变形时，在使剪切中的粘弹性材料变形的钢板之间引入较大的相对垂直位移，如在图2b和图2c中更详细示出。粘弹性材料的此剪切将阻尼增加到耦接的核心-悬臂-周界建筑结构。

用于悬臂布置中的阻尼的现有技术方法的一个问题是由于周界柱和内部建筑核心的差异长期相对移动在周界柱与结构核心之间导致差异垂直移动。建筑的该移动和沉降可能导致复杂的设计需求，并且一旦核心和周界柱在不调整连接以补偿移动的情况下已相对于彼此移动，则阻尼器中的粘弹性材料层具有撕裂或不像最初设计那样进行操作的风险。也就是，核心相对于周界柱的相对位置可能与建筑被构建时的位置和阻尼器被设计的参数稍微不同。

在Ove Arup and Partners International Limited的PCT公开号WO2007045900中示出悬臂结构中的阻尼的一个其它实例，然而，该系统也未能充分解决上述问题中的至少一些，并且也具有需要对该系统中的阻尼器进行定期或半定期维护的问题。此外，现有技术系统未展现出允许耦接和阻尼的粘弹性响应，并且在风和地震载荷预期带来的位移的整个宽范围内未展现出有效阻尼。

相应地，在本领域中存在于悬臂建筑配置中提供改进的阻尼的需要。

发明概要

根据本发明的一个实施方案，提供了一种建筑结构，其具有：建筑核心，其从地面垂直延伸；至少一个周界柱，其在与地面平行的平面中与建筑核心隔开并界定建筑结构的外部周界；至少一个悬臂梁，其具有连接到建筑核心的主体部分、朝至少一个周界柱的方向远离建筑核心的端部、和从端部延伸的叶片部分；至少一个阻尼器，其具有连接到至少一个周界柱的高粘度流体容器；其中叶片部分延伸到高粘度流体容器中，以将建筑核心耦接到至少一个周界柱，因此当建筑结构承受侧向载荷且建筑核心相对于至少一个周界柱移位时，高粘度流体容器内的高粘度流体被叶片剪切，以抑制建筑结构中的振动。在本发明的一个变化中，将高粘度流体容器耦接到至少一个悬臂梁，并且叶片部分例如经由中间横梁从至少一个周界柱延伸。

在本发明的一个方面中，至少一个悬臂梁的端部比主体部分窄，使得端部的底端与主体部分的底端垂直隔开。

在本发明的另一方面中，至少一个阻尼器被定位于靠近端部且在端部下方，且其中至少一个阻尼器被设定尺寸且另外设定维度，使得至少一个阻尼器的底端与主体部分的底端近似地共面。

在本发明的另一方面中，至少一个阻尼器进一步包括第一和第二垂直延伸钢板，和位于界定高粘度流体容器的钢板之间的楼层表面。

在本发明的另一方面中，进一步提供了遮盖物，其封闭高粘度流体容器，并具有叶片部分延伸通过的切断部分。

在本发明的另一方面中，进一步提供了分隔墙，其从楼层表面垂直延伸；分隔墙将高粘度流体容器划分成两个含流体部分。

在本发明的另一方面中，至少一个悬臂梁进一步包括额外叶片；叶片和额外叶片延伸到两个含流体部分的相应一个中。