[实用新型]高架独柱车站的消能减震体结构

说明书

本实用新型提出了一种高架独柱车站的消能减震体结构，包括：消能墩柱，底层防屈曲支撑框架，腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁和二层剪切连梁偏心支撑框架均用于在震级小于或等于预设震级时，提供额外的刚度，且在大于预设震级时，单独或与消能墩柱，底层防屈曲支撑框架，腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁和二层剪切连梁偏心支撑框架中任意组合，一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量。该消能减震体结构不仅适用于独柱高架车站，对于同类型的非规则结构，在类似的抗震薄弱环节同样可采用该消能减震结构中的某种消能减震子结构，从而提升其抗震性能和灾后可恢复性，具有良好的推广前景。

技术领域

本实用新型涉及结构工程技术领域，特别涉及一种高架独柱车站的消能减震体结构。

背景技术

如图1所示，为不影响既有城市路面交通，高架站台通常设立于道路中央的隔离带处，下部桥梁结构沿纵向采用路中独柱形式，墩柱沿两侧横向伸出悬臂盖梁作为站房建筑结构的支承体系，一般首层盖梁支承站厅层，上层盖梁支承站台层，车站整体构成形似“干”字形的独柱长悬臂式结构体系。该种结构形式虽然能够高效利用城市建筑空间，但因其“上大下小”和“纵长横短”的不规则结构特点，以及“高独柱抗侧”和“长悬臂承重”的非常规受力模式，不利于该结构体系的抗震设计，严重制约高架独柱车站在高烈度设防地区的推广和应用。

在传统的车站结构抗震设计中，为实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防标准，满足不同构件的不同抗震性能需求，通常只能增强结构自身的强度及刚度等性能指标，这是一种“以刚克刚”的做法。这种设计方法严重依赖于主体结构构件进入弹塑性阶段后的变形能力和滞回耗能特征，是消极被动的抗震对策：为保证塑性铰区域的耗能能力，常常需要增大构件截面或增加截面配筋，这不仅耗费了建筑材料、占用结构使用面积，而且随之提高的结构质量和刚度可能还会导致地震作用的增强，不具备主动调节的能力。一旦这些储存和消耗地震能量输入的关键主体结构，在强震下发生损伤或破坏，将严重影响到结构体系的整体抗震性能，其维修和更换的高难度也不易满足近年来抗震减灾领域所提出的“震后功能可恢复性”的结构性能要求。因此亟需研发适用于高架独柱车站的抗震性能提升的新技术，进一步降低结构损伤程度、避免人员伤亡、减小经济损失和加快灾后功能恢复速度。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种高架独柱车站的消能减震体结构。

为达到上述目的，本实用新型提出了高架独柱车站的消能减震体结构，包括：消能墩柱，用于在震级小于或等于第一预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第一预设震级时，由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量；底层防屈曲支撑框架，用于在震级大于第二预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第二预设震级时，与所述消能墩柱一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量；腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁，用于在震级大于第三预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第三预设震级时，与所述消能墩柱和所述底层防屈曲支撑框架一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量；二层剪切连梁偏心支撑框架，用于在震级大于第四预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第四预设震级时，与所述消能墩柱、所述底层防屈曲支撑框架和所述腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量。

本实用新型的高架独柱车站的消能减震体结构，可提升结构的安全冗余度，改善结构由于平面内刚度分布不均匀带来的扭转效应，控制偶然偏心造成的结构扭转，减小因纵向刚度不均而造成的悬臂梁的扭矩，在地震状况下，各类耗能构件会提前进入屈服状态，通过其稳定的滞回行为耗散地震输入的能量，从而降低主体结构体系的地震响应并减小关键主体构件的损伤，同时，高强螺栓连接的装配式连接方式保证了耗能构件在震后的可更换性，结构在震后的可修复性也得到了极大的提升，降低了结构的修复成本，加快了灾后结构功能的恢复速度。