[发明专利]一种具有屈曲阈值受拉可大位移的C形壳装置

说明书

本发明是一种具有屈曲阈值受拉可大位移的C形壳装置，主要由上钢板、带墩台的钢板、C形壳以及若干个弹簧组成。其中C形壳是由高强优质碳素结构钢制成，其承载能力高，并具有屈曲阈值，将其与弹簧连接组成的装置在受到较小压力时变形集中于板簧，受到大风作用时压力主要由C形壳承担，而在受拉时弹簧产生大位移从而放松对框架的约束。本发明可运用于设有隔震层的类TMD结构体系中，使建筑结构具有较好的抗风能力，具体表现在C形壳对框架的横向支撑作用，以及弹簧对框架的归位作用。

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，特别涉及一种具有屈曲阈值受拉可大位移的C形壳装置。

背景技术

C形壳具有承载力高，抗疲劳性能好，在大变形后仍然能够恢复原状且依然具有较大竖向承载力等优点，其材料采用高强优质碳素结构钢，质轻，高强。

弹簧是TMD(调谐质量阻尼)中不可或缺的部分，与质量块、阻尼系统共同工作，通过调节质量块的自振频率，使其与主结构的基本频率接近，主结构受激振而振动时，子结构就会产生一个与主结构振动方向相反的惯性力作用在主结构上，使主结构的反应衰减并受到控制，从而达到减震的目的。如图4、5所示为设有隔震层的类TMD结构，将隔震层以上楼层作为TMD的子结构，并在柱子侧向设置弹簧并支撑在核心筒剪力墙上。

对于设有隔震层的类TMD结构，其抗震能力有所提升，同时其抗风能力减弱。当其受到风荷载时，由于弹簧一受压就变形，从而不能有效控制楼层的水平位移。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有屈曲阈值受拉可大位移的C形壳装置，将弹簧与C形壳结合，使C形壳能够抵御风荷载的作用，在小风、小震作用下，变形集中于弹簧，弹簧起到缓冲作用。当结构所受风力较大时，压力由C形壳单独承受，由于其承载力高，此时受风侧框架受到C形壳的支撑，C形壳可以发生变形，但其刚度远大于弹簧，因此有效控制了上部结构的位移。大震作用下，一侧C形壳屈曲，另一侧弹簧受拉，C形壳起到阈值屈曲的作用，从而有效控制结构的振动。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种有屈曲阈值受拉可大位移的C形壳装置，包括：

上钢板1；

中间钢板3，其下表面带有墩台7；

下钢板2，所述墩台7置于其上表面；

连接于上钢板1与中间钢板3之间的C形壳4，C形壳4的长度方向为上下方向；

以及

连接于中间钢板3与下钢板2之间的若干个弹簧5。

所述上钢板1、中间钢板3和下钢板2的截面均为正方形，且截面尺寸、厚度相同。

所述墩台7与中间钢板3为一体构造，其位于中间钢板3下表面的中央，呈长方体形状，两端与中间钢板3平齐，两侧留有空间。

所述上钢板1的下表面和中间钢板3的上表面均焊接有拼接板6，拼接板6上开有螺孔，所述C形壳4通过拼接板6与上钢板1和钢板3用高强螺栓连接。

所述C形壳4采用高强碳素结构钢制成。

所述C形壳4的厚度为1-3mm，曲率半径为100-200mm，开口角度30-90°，高300-600mm。

所述弹簧5与中间钢板3和下钢板2通过焊接连接，均匀分布在墩台7的两侧，且弹簧5处于初始状态时，墩台7下表面与下钢板2的距离在2-3cm，使得装置在小风、小震下压力变形集中于弹簧5，大风、大震作用下压力主要由C形壳4承担。

所述上钢板1和下钢板2上均开有螺栓孔，并在楼板高度处的钢筋混凝土柱9和等高度处的核心筒剪力墙10处预埋有螺杆，通过高强螺栓将下钢板2与核心筒剪力墙10、上钢板1与钢筋混凝土柱9连接。