[发明专利]一种带恢复功能的减隔震结构及其设计方法

权利要求书

1.一种带恢复功能的减隔震结构的设计方法，其特征在于：带恢复功能的减隔震结构，包括上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）、预制消能构件（4）、滑块（5）、滑动曲面（6）和刚性地基基础（7）；

所述上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）中的一种支撑在滑动曲面（6）上，上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）中的另一种支撑在刚性地基基础（7）上，支撑在滑动曲面（6）上的上部结构底部与滑动曲面（6）之间放置滑块（5），上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）均有各自独立的外伸刚性连梁/楼板（3），通过预制消能构件（4）将上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）的刚性连梁/楼板（3）相互连接；

所述方法步骤如下：

S1、根据TMD减震原理，初步选定上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）的各构件截面尺寸和材料参数，初步确定滑动曲面（6）的曲面半径和摩擦系数大小；其中材料参数包括材料种类、材料强度等级；

S2、根据建筑的空间尺度，选择合适的预制消能构件（4）布置于减隔震结构相应位置中，通过时程分析的方法计算减隔震结构在小震作用下的响应，计算后，上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）弹性余度处于50%-80%范围时，通过调整上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）的截面尺寸、材料参数以及预制消能构件（4）的材料参数，确保上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）在小震作用下处于弹性状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述通过预制消能构件（4）将上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）的刚性连梁/楼板（3）相互铰接。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括步骤S3：

S3、通过时程分析的方法计算步骤S2中调整后的结构在中震作用下的响应，计算后，上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）弹性余度处于30%-60%范围时，以改变上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）的固有频率为原则，调整上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）的截面尺寸、结构布置；通过调整上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）的截面尺寸及结构布置仍不能满足要求时，调整滑动曲面（6）的滑面半径；调整后的结构必须令上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）在中震作用下处于弹性状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：还包括步骤S4：

S4、通过时程分析的方法计算步骤S3中调整后的结构在大震作用下的响应，计算后，上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）不处于弹性状态时，先通过步骤S3中的方法进行调整，调整后仍不能满足上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）处于弹性状态时，应增大滑动曲面（6）的摩擦系数或采用更高效的预制消能构件（4）；调整后的结构在大震作用下，上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）应处于弹性状态。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：还包括步骤S5：

S5、将步骤S4中确定的结构在小震及中震工况下再验算一次，确保上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）处于弹性状态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：还包括步骤S6：

S6、将步骤S4中确定的结构进行超罕遇地震验算，至少确保上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）不达到承载能力极限，若上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）超过承载能力极限时，则通过增大滑动曲面（6）的摩擦系数和更换更高效的预制消能构件（4）进行调整，使上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）不超过承载能力极限，并满足上部结构Ⅰ（1）、上部结构Ⅱ（2）在小震、中震、大震下处于弹性状态。