專利名稱：一種具有屈曲約束支撐的高層連體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉建筑設計與建筑工程技術(shù)領域，尤其涉及一種具有屈曲約束支撐的高層連體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
雙塔連體結(jié)構(gòu)是兩座高層建筑由設置在一定高度處的架空連廊相連而成的復雜高層建筑結(jié)構(gòu)，雙塔連體結(jié)構(gòu)塔樓剛度大，連體部分(即高層連體結(jié)構(gòu)，簡稱連體結(jié)構(gòu))要協(xié)調(diào)兩側(cè)塔樓結(jié)構(gòu)的變形，在地震作用下的反應遠比普通結(jié)構(gòu)復雜；現(xiàn)有的連體結(jié)構(gòu)一般采用普通鋼結(jié)構(gòu)連廊，但存在以下缺陷1.受壓構(gòu)件由穩(wěn)定控制，構(gòu)件的強度不能充分利用，導致用材經(jīng)濟性差。2.對于人字形支撐，壓桿失穩(wěn)時對相鄰構(gòu)件產(chǎn)生很大的不平衡力，導致相鄰構(gòu)件的破壞。3.大震下普通支撐整體屈曲后將喪失承載能力，從而導致結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于設計一種新型的具有屈曲約束支撐的高層連體結(jié)構(gòu)，克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，解決上述問題。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下一種具有屈曲約束支撐的高層連體結(jié)構(gòu)，包括受壓構(gòu)件，所述受壓構(gòu)件包括人字形支撐，所述人字形支撐為屈曲約束支撐。所述屈曲約束支撐包括核心單元、套在在所述核心單元外圍的約束單元、填充在所述核心單元和所述約束單元之間的填充材料。所述核心單元為十字形鋼構(gòu)芯材，所述約束單元為鋼管砼，所述填充材料為無粘結(jié)材料。所述受壓構(gòu)件均為屈曲約束支撐。本實用新型通過采用屈曲約束支撐(以下根據(jù)專業(yè)習慣簡稱為屈曲支撐)用于連廊的結(jié)構(gòu)設計(即高層連體結(jié)構(gòu))，可避免普通支撐的不足。本實用新型的有益效果如下1、本實用新型利用了屈曲支撐的不失穩(wěn)和耗能的特點，將其用于空間大跨度桁架的腹桿避免了普通支撐易失穩(wěn)而連續(xù)倒塌，達到了大震不倒的效果。2、節(jié)省了用鋼量，與采用普通鋼支撐相比，屈曲支撐的用鋼量僅為普通支撐的 1/4，節(jié)材十分明顯，經(jīng)濟和社會效益顯著。3、對耗能關鍵構(gòu)件，采用屈曲支撐，最能符合概念設計的原則，不僅實現(xiàn)了真正意義上的“小震不壞，中震可修，大震不倒，”而且達到了 “小震經(jīng)濟，中震不壞，大震易修”的效果，在節(jié)省材料用量的前提下，能使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能高于現(xiàn)行國家標準，這對于保護人民生命財產(chǎn)的安全和節(jié)能減排有著十分重要的意義。
圖1為高層連體結(jié)構(gòu)的模型示意圖；圖2為屈曲支撐結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為十字形鋼構(gòu)芯材結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為普通支撐和屈曲支撐水平力作用下受力對比圖；圖5為大震下連廊受壓失穩(wěn)的普通支撐位置圖；圖6、圖7分別為采用普通支撐和屈曲支撐大震下的滯回曲線；圖8為普通支撐方案支撐失效后的分析圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖1所示的一種具有屈曲約束支撐的高層連體結(jié)構(gòu)1，所述高層連體結(jié)構(gòu)1連接在兩個樓體3之間；如圖5所示的所述高層連體結(jié)構(gòu)1包括受壓構(gòu)件，所述受壓構(gòu)件包括人字形支撐2，所述人字形支撐2為屈曲約束支撐；如圖2所示的所述屈曲約束支撐包括核心單元4、套在在所述核心單元外圍的約束單元5、填充在所述核心單元和所述約束單元之間的無粘結(jié)填充材料6，所述核心單元4為十字形鋼構(gòu)芯材，所述約束單元5為鋼管砼，所述填充材料6為無粘結(jié)材料?，F(xiàn)針對該連廊(即高層連體結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)設計，分別就采用普通支撐和屈曲支撐對比如下由圖2和圖3可以看出屈曲支撐由核心單元4(芯材)、約束單元5以及芯材和約束單元之間的無粘結(jié)填充材料6組成。核心單元4是主要受力構(gòu)件，約束單元5提供側(cè)向約束，防止芯材受壓時發(fā)生屈曲失穩(wěn)，目前常采用鋼管砼，無粘結(jié)填充材料6包裹在核心單元4的外面，用于消除核心單元4與約束單元5之間的摩擦力。由于約束單元5能防止芯材失穩(wěn)，從而使鋼材的強度得到充分發(fā)揮，避免了普通支撐因強度無法充分利用而導致的用材浪費。圖4為普通支撐和屈曲支撐水平力作用下受力對比圖。普通支撐失穩(wěn)(屈曲)后將對梁產(chǎn)生很大的不平衡力，而屈曲支撐由于屈曲耗能而不失穩(wěn)，從而避免了不平衡力對相鄰構(gòu)件的破壞。圖5為大震下連廊受壓失穩(wěn)的普通支撐位置圖。圖6、圖7分別為該處采用普通支撐和屈曲支撐大震下的滯回曲線，在地震作用下，普通支撐發(fā)生整體失穩(wěn)，承載力突然下降，直接失穩(wěn)破壞后將退出工作，根據(jù)大震下的分析結(jié)果，在圖6兩構(gòu)件失穩(wěn)退出工作后， 連廊的中間桁架構(gòu)件在圖8以紅色顯示的桿件將發(fā)生連續(xù)失穩(wěn)并退出工作，從而使中間桁架喪失工作能力而導致整個連體部分的倒塌。與普通支撐不同，屈曲支撐在大震下進入塑性，但并不喪失穩(wěn)定，由于屈曲支撐在罕遇地震下滯回曲線飽滿，耗能良好，同時由于其早于其他構(gòu)件進入塑性，將不會給相鄰構(gòu)件傳遞更大的內(nèi)力，充當了結(jié)構(gòu)保險絲作用，避免結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌。[0030] 以上通過具體的和優(yōu)選的實施例詳細的描述了本實用新型，但本領域技術(shù)人員應該明白，本實用新型并不局限于以上所述實施例，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有屈曲約束支撐的高層連體結(jié)構(gòu)，其特征在于包括受壓構(gòu)件，所述受壓構(gòu)件包括人字形支撐，所述人字形支撐為屈曲約束支撐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有屈曲約束支撐的高層連體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述屈曲約束支撐包括核心單元、套在在所述核心單元外圍的約束單元、填充在所述核心單元和所述約束單元之間的填充材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有屈曲約束支撐的高層連體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述核心單元為十字形鋼構(gòu)芯材，所述約束單元為鋼管砼，所述填充材料為無粘結(jié)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意之一所述的具有屈曲約束支撐的高層連體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述受壓構(gòu)件均為屈曲約束支撐。
專利摘要一種具有屈曲約束支撐的高層連體結(jié)構(gòu)，包括受壓構(gòu)件，所述受壓構(gòu)件包括人字形支撐，所述人字形支撐為屈曲約束支撐，所述屈曲約束支撐包括核心單元、套在在所述核心單元外圍的約束單元、填充在所述核心單元和所述約束單元之間的填充材料，所述核心單元為十字形鋼構(gòu)芯材，所述約束單元為鋼管砼，所述填充材料為無粘結(jié)材料。本實用新型利用了屈曲支撐的不失穩(wěn)和耗能的特點，將其用于空間大跨度桁架的腹桿避免了普通支撐易失穩(wěn)而連續(xù)倒塌，達到了大震不倒的效果，節(jié)省了用鋼量，經(jīng)濟和社會效益顯著；對耗能關鍵構(gòu)件，采用屈曲支撐，達到了“小震經(jīng)濟，中震不壞，大震易修”的效果。
文檔編號E04B1/98GK202202407SQ201120260190
公開日2012年4月25日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者劉慶江, 孫祥恕, 李紅球, 李輝, 程小齊, 赫嶸 申請人:北京維拓時代建筑設計有限公司