本發(fā)明屬于減震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分層搖擺式減震系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多按現(xiàn)行抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)在大震下將由于產(chǎn)生過大的塑性變形而發(fā)生嚴(yán)重的破壞，需要進(jìn)行大規(guī)模修補(bǔ)甚至不可再繼續(xù)使用。有專家提出將能量消耗集中到某些震后方便修復(fù)或易于更換的次結(jié)構(gòu)構(gòu)件，而保證主結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下仍保持彈性狀態(tài)。相鄰建筑之間安裝連結(jié)減震裝置，通過建筑結(jié)構(gòu)之間的相互作用達(dá)到減震效果，這類減震方式被稱為連結(jié)減震。該減震方式也可以解決相鄰建筑物之間由于空隙過小若產(chǎn)生相位外振動(dòng)而發(fā)生碰撞，即poundingeffect現(xiàn)象。對(duì)于連結(jié)減震體系，減震效果一方面取決于連接部件的特性，另一方面，主結(jié)構(gòu)與副結(jié)構(gòu)的周期之比和自身阻尼比對(duì)減震效果亦有影響，但目前的減震結(jié)構(gòu)效果并不理想。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出一種分層搖擺式減震系統(tǒng)，該減震系統(tǒng)分層搖擺式柔性主結(jié)構(gòu)與剛性副結(jié)構(gòu)通過提供剛度和阻尼的連接部件相連，主副結(jié)構(gòu)之間周期之比大，相對(duì)位移大，連接阻尼器耗散大部分地震輸入能量，達(dá)到既較大程度地減少層間位移又大幅降低樓層加速度的減震效果。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種分層搖擺式減震系統(tǒng)，包括柔性主結(jié)構(gòu)和剛性副結(jié)構(gòu)，柔性主結(jié)構(gòu)與剛性副結(jié)構(gòu)之間通過提供剛度和阻尼的連接部件連接，所述的柔性主結(jié)構(gòu)為分層搖擺式梁柱鉸接的鋼框架，所述的剛性副結(jié)構(gòu)為剛接框架或與地面剛接的剪力墻。
所述的柔性主結(jié)構(gòu)由分層式兩端鉸接柱、連續(xù)梁及樓面板組成，所述的鉸接柱兩端與連續(xù)梁鉸接。
所述的柔性主結(jié)構(gòu)的底層柱底部與地面通過地腳螺栓鉸接。
所述的主結(jié)構(gòu)和剛性副結(jié)構(gòu)之間的連接部件包括阻尼器和彈簧，所述的阻尼器和彈簧并聯(lián)，彈簧提供所需的側(cè)向剛度，阻尼器提所需的阻尼，同時(shí)采用彈簧和阻尼器的減震效果優(yōu)于僅使用阻尼器的連結(jié)減震，阻尼器能消耗較大的能量，輸入結(jié)構(gòu)的能量大幅減少。
本發(fā)明通過采用穩(wěn)定度最大化法及h2控制算法數(shù)值計(jì)算，實(shí)現(xiàn)同時(shí)減少主副結(jié)構(gòu)的層間變形和絕對(duì)加速度。穩(wěn)定度最大化法使結(jié)構(gòu)體系的特征值的最大實(shí)部最小化，實(shí)現(xiàn)讓結(jié)構(gòu)震后的振動(dòng)在最短時(shí)間內(nèi)衰減；h2控制算法使頻域響應(yīng)函數(shù)曲線包絡(luò)的面積最小，若柔性主結(jié)構(gòu)的層間位移頻域響應(yīng)設(shè)為目標(biāo)函數(shù)，可有效控制柔性主結(jié)構(gòu)的層間位移。
本發(fā)明減震系統(tǒng)將豎向承重結(jié)構(gòu)與水平抗側(cè)力結(jié)構(gòu)分離，柔性主結(jié)構(gòu)承受結(jié)構(gòu)大部分重力，剛性副結(jié)構(gòu)抵抗水平向荷載。分層搖擺式柔性主結(jié)構(gòu)與剛性副結(jié)構(gòu)通過提供剛度和阻尼的連接部件相連，主副結(jié)構(gòu)之間由于周期差異大，在地震等水平荷載作用下相對(duì)位移亦大，連接阻尼器能耗散大部分地震輸入能量，從而達(dá)到既較大程度地減少層間位移又大幅降低樓層加速度的減震效果。同時(shí)，柔性主結(jié)構(gòu)所需的構(gòu)件截面小，經(jīng)濟(jì)效益可觀，為新型減隔震結(jié)構(gòu)體系的開發(fā)和實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支持，為我國減隔震技術(shù)的發(fā)展提供新的工程解決方案。
附圖說明
圖1為本發(fā)明減震系統(tǒng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明減震系統(tǒng)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明柔性主結(jié)構(gòu)的局部示意圖；
圖4為本發(fā)明柔性主結(jié)構(gòu)底層柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明阻尼器與彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中：1-剛性副結(jié)構(gòu)；2-柔性主結(jié)構(gòu)；3-樓面板；4-鉸接柱；5-連續(xù)梁；6-連接部件；7-墊板；8-加勁肋；9-螺栓；10-地腳螺栓；11-彈簧；12-阻尼器；13-牛腿。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例1
一種分層搖擺式減震系統(tǒng)，如圖1，2所示，包括柔性主結(jié)構(gòu)2和剛性副結(jié)構(gòu)1，柔性主結(jié)構(gòu)2與剛性副結(jié)構(gòu)1之間通過提供剛度和阻尼的連接部件6連接，在每一層，剛性副結(jié)構(gòu)1與柔性主結(jié)構(gòu)2之間均設(shè)有連接部件6。柔性主結(jié)構(gòu)2為分層搖擺式梁柱鉸接的鋼框架，剛性副結(jié)構(gòu)1為剛接框架或與地面剛接的剪力墻，本實(shí)施例中，柔性主結(jié)構(gòu)2由分層式兩端鉸接柱4、連續(xù)梁5及樓面板3組成，如圖3、4所示，鉸接柱4兩端與連續(xù)梁5通過螺栓9鉸接，之間設(shè)置墊板7，連續(xù)梁5之間設(shè)置樓面板3，并設(shè)置加勁肋8加固，柔性主結(jié)構(gòu)2的底層柱底部與地面通過地腳螺栓10鉸接，柔性主結(jié)構(gòu)2和剛性副結(jié)構(gòu)1之間的連接部件包括阻尼器12和彈簧11，并聯(lián)設(shè)于牛腿13上，如圖5所示，彈簧11提供所需的側(cè)向剛度，阻尼器12提所需的阻尼，阻尼器12能消耗較大的能量，輸入結(jié)構(gòu)的能量大幅減少。
本減震系統(tǒng)將豎向承重結(jié)構(gòu)與水平抗側(cè)力結(jié)構(gòu)分離，柔性主結(jié)構(gòu)承受結(jié)構(gòu)大部分重力，剛性副結(jié)構(gòu)抵抗水平向荷載，通過阻尼器和彈簧耗散大部分地震輸入能量，較大程度地減少層間位移又大幅降低樓層加速度。