專利名稱：搖擺墻結(jié)構(gòu)體系以及采用該體系的海洋平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種建筑結(jié)構(gòu)體系，尤其涉及一種海洋平臺用的結(jié)構(gòu)體系。
技術(shù)背景 構(gòu)筑物在外力(地震)作用下，結(jié)構(gòu)變形集中、耗能能力差，容易引起層倒塌，這在歷次地震中屢見不鮮。因此，有必要從結(jié)構(gòu)體系角度出發(fā)，提出改善結(jié)構(gòu)抗震性能的方法。搖擺墻(Rocking-wall)是一種具有特殊構(gòu)造的墻體，它在墻底鉸接，具有一定的轉(zhuǎn)動能力。將搖擺墻與框架結(jié)構(gòu)結(jié)合，就形成了框架搖擺墻結(jié)構(gòu)體系?？蚣軗u擺墻結(jié)構(gòu)體系附加了搖擺墻子結(jié)構(gòu)后，有效控制了結(jié)構(gòu)的屈服機制，使塑性鉸主要產(chǎn)生在梁端，充分發(fā)揮整個框架結(jié)構(gòu)的耗能能力，提高了結(jié)構(gòu)的抗震能力。將搖擺墻與框架結(jié)構(gòu)相結(jié)合，可以構(gòu)成框架-搖擺墻結(jié)構(gòu)，簡稱搖擺墻組件，搖擺墻組件與純框架結(jié)構(gòu)相比較，可以增強結(jié)構(gòu)的整體性，當外部作用過大導致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞時，通過搖擺墻的有限旋轉(zhuǎn)可使外力造成破壞均勻分布或消除，當外部作用結(jié)束后使結(jié)構(gòu)復位。例如地震發(fā)生時，結(jié)構(gòu)的層間位移趨于一致，防止了局部屈服破壞機制的發(fā)生。因此，使用搖擺墻組件可以很大程度上提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。目前，搖擺墻的研究還處于起步階段，還沒有比較簡單且行之有效的構(gòu)造方法，搖擺墻組件應(yīng)用于建筑施工過程在技術(shù)上還不成熟，尚有墻體連接、節(jié)點構(gòu)造、施工等技術(shù)問題需要解決?，F(xiàn)有搖擺墻技術(shù)還不能實現(xiàn)經(jīng)濟適用和施工方便的要求，制約了搖擺墻組件的廣泛應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種搖擺墻結(jié)構(gòu)體系，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的搖擺墻體構(gòu)造復雜、無法滿足構(gòu)造簡單、施工方便的應(yīng)用要求問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案其包括主體件、連接件、搖擺墻體，主體件底端固定設(shè)置在地基上，連接件分別與主體件側(cè)面、搖擺墻體側(cè)面鉸接，搖擺墻體底端與地基鉸接。將所述連接件連接到預(yù)先設(shè)置在主體件側(cè)面、搖擺墻體側(cè)面的預(yù)埋件上，通過鉸接結(jié)構(gòu)實現(xiàn)搖擺墻體相對所述主體件在設(shè)定角度范圍內(nèi)擺動。通過連接件的設(shè)置，方便的實現(xiàn)了搖擺墻體和主體件之間的連接。施工比較簡單，具有釋放破壞力，允許扭轉(zhuǎn)的功能，是一種安全可靠、經(jīng)濟適用、施工方便、構(gòu)造簡單的搖擺墻結(jié)構(gòu)。框架搖擺墻結(jié)構(gòu)體系與一般框剪結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于將剪力墻從固接變成了鉸接，結(jié)構(gòu)體系基本周期顯著延長，墻體承載力需求減少；墻底彎矩被釋放，因此不必在墻底采取加強措施，對基礎(chǔ)的需求也隨之減少。采用搖擺墻加固，結(jié)構(gòu)基本周期變化很小，所以地震中結(jié)構(gòu)基底剪力(包括墻體部分)的增加也將不大，這是采用搖擺墻結(jié)構(gòu)體系的一個優(yōu)勢。另一方面，搖擺墻底部彎矩被釋放，墻體本身不會受彎破壞，對基礎(chǔ)的抗彎承載力需求少，這是搖擺墻結(jié)構(gòu)體系的另一個優(yōu)點。[0009]連接件為阻尼器，阻尼器采用粘滯阻尼器或防屈曲支撐或摩擦阻尼器。阻尼器增加了搖擺墻結(jié)構(gòu)體系的阻尼比，減少了搖擺墻結(jié)構(gòu)體系在水平外力，特別是地震力作用下的動力響應(yīng)。如果在搖擺墻與主體結(jié)構(gòu)間設(shè)置阻尼器，則可以進一步增加結(jié)構(gòu)耗能能力，在墻體和基礎(chǔ)間施加預(yù)應(yīng)力還可以使結(jié)構(gòu)有自復位能力。搖擺墻結(jié)構(gòu)體系抗震性能優(yōu)良，是一種有工程應(yīng)用前景的新型結(jié)構(gòu)體系。[0010]搖擺墻體內(nèi)間隔設(shè)有墻體縱筋，墻體縱筋采用雙向形狀記憶合金材料。解決了現(xiàn)有許多建筑結(jié)構(gòu)在地震后因較大的殘余變形而不能滿足繼續(xù)使用的要求。殘余變形過大的建筑結(jié)構(gòu)往往無法修復到正常使用狀態(tài)，最終只能拆除的問題。具備自復位能力的搖擺墻可以顯著減少甚至消除結(jié)構(gòu)震后殘余變形，從而提高了建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命。搖擺墻組件性能優(yōu)良，尤其適用于既有結(jié)構(gòu)的加固，具有廣泛的工程應(yīng)用前景。本實用新型的另一個目的是提供一種采用上述結(jié)構(gòu)體系的海洋平臺，其包括海洋平臺支架、連接件、搖擺墻體，海洋平臺支架底端固定設(shè)置在地基上，連接件分別與海洋平臺支架側(cè)面、搖擺墻體側(cè)面鉸接，搖擺墻體底端與地基鉸接。連接件為阻尼器。阻尼器采用粘滯阻尼器或防屈曲支撐或摩擦阻尼器。阻尼器可以增強搖擺墻海洋平臺結(jié)構(gòu)的耗能能力，同時，增加搖擺墻結(jié)構(gòu)可使海洋平臺結(jié)構(gòu)的加速度明顯變小，以保證生活區(qū)工作人員的舒適度。搖擺墻體內(nèi)間隔設(shè)有墻體縱筋，墻體縱筋采用雙向形狀記憶合金材料，代替現(xiàn)有的鋼筋。因為海洋環(huán)境鋼筋易腐蝕，容易破壞，所以宜采用形狀記憶合金棒材，可有利于復位，使該海洋平臺結(jié)構(gòu)為自復位海洋平臺結(jié)構(gòu)。搖擺墻與框架結(jié)構(gòu)相結(jié)合，構(gòu)成搖擺墻組件，該結(jié)構(gòu)與框架結(jié)構(gòu)比較，可使水平外力作用時層間位移趨于一致，防止局部層屈服破壞機制的產(chǎn)生，可充分發(fā)揮整個結(jié)構(gòu)的抗震、耗能能力，提高結(jié)構(gòu)的抗震、抗倒塌能力。搖擺墻體中間設(shè)有浮力倉，搖擺墻體的底端設(shè)有壓載倉，這樣當搖擺墻體擺動時，浮力倉和壓載倉產(chǎn)生復位力，在浮力倉和壓載倉的作用下?lián)u擺墻體能夠盡快復位。此結(jié)構(gòu)體系充分利用了搖擺墻的優(yōu)點，使導管架式海洋平臺結(jié)構(gòu)整體受力、保證海洋平臺結(jié)構(gòu)不會因局部屈服破壞而導致海洋平臺倒塌。例如，以往渤海海洋平臺結(jié)構(gòu)被冰推倒，就是因為導管架局部被破壞屈服而倒塌，加上搖擺墻結(jié)構(gòu)之后使海洋平臺結(jié)構(gòu)不會因冰荷載局部過大而產(chǎn)生過大變形，保證海洋平臺結(jié)構(gòu)變形的一致性和協(xié)調(diào)性，同時這樣也有利于海洋平臺內(nèi)部的導油管不致破裂，因為海洋平臺結(jié)構(gòu)整體變形是一致的，不會產(chǎn)生層間變形。與框架結(jié)構(gòu)相比，搖擺墻結(jié)構(gòu)體系可使各層層間位移角趨于均勻，有效控制結(jié)構(gòu)層間變形的集中，可防止層屈服機制的出現(xiàn)，發(fā)揮結(jié)構(gòu)整體抗震及耗能能力。增加搖擺墻結(jié)構(gòu)可使導管架式海洋平臺結(jié)構(gòu)整體抵御外部荷載的能力增加，大大增加抵御冰荷載、浪荷載、風荷載以及地震荷載，甚至抵御海嘯的能力(2011年日本大地震引起的海嘯的教訓是慘痛的)也大大增強，不會因局部桿件的破壞而導致海洋平臺結(jié)構(gòu)破壞。

圖I為本實用新型的實施例I結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的實施例2結(jié)構(gòu)示意圖；[0020]圖3為本實用新型的實施例3結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.主體件；2.連接件；3.搖擺墻；4.地基；5.海洋平臺支架；6.浮力倉；
7.壓載倉。
具體實施方式
實施例I如圖I所示，本實用新型的搖擺墻結(jié)構(gòu)體系包括主體件I、連接件2、搖擺墻體3，主體件I底端固定設(shè)置在地基4上，連接件2分別與主體件I側(cè)面、搖擺墻體3側(cè)面鉸接，搖擺墻體3底端與地基4鉸接。連接件2為阻尼器。阻尼器采用粘滯阻尼器或防屈曲支撐或摩擦阻尼器。搖擺墻 體3內(nèi)間隔設(shè)有墻體縱筋，墻體縱筋采用雙向形狀記憶合金材料。實施例2如圖2所示，本實用新型的海洋平臺結(jié)構(gòu)體系，包括海洋平臺支架5、連接件2、搖擺墻體3，海洋平臺支架5底端固定設(shè)置在地基4上，連接件2分別與海洋平臺支架5側(cè)面、搖擺墻體3側(cè)面鉸接，搖擺墻體3底端與地基4鉸接。連接件2為阻尼器。阻尼器采用粘滯阻尼器或防屈曲支撐或摩擦阻尼器。搖擺墻體3內(nèi)間隔設(shè)有墻體縱筋，墻體縱筋采用雙向形狀記憶合金材料。實施例3如圖3所示，搖擺墻體中間設(shè)有浮力倉6，搖擺墻體的底端設(shè)有壓載倉7，壓載倉7與地基4鉸接。其它同實施例I。
權(quán)利要求1.一種搖擺墻結(jié)構(gòu)體系，其特征在于，包括主體件、連接件、搖擺墻體，主體件底端固定設(shè)置在地基上，連接件分別與主體件側(cè)面、搖擺墻體側(cè)面鉸接，搖擺墻體底端與地基鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的搖擺墻結(jié)構(gòu)體系，其特征在于，連接件為阻尼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的搖擺墻結(jié)構(gòu)體系，其特征在干，阻尼器采用粘滯阻尼器或防屈曲支撐或摩擦阻尼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的搖擺墻結(jié)構(gòu)體系，其特征在干，搖擺墻體內(nèi)間隔設(shè)有墻體縱筋，墻體縱筋采用雙向形狀記憶合金材料。
5.一種采用上述任ー權(quán)利要求所述的搖擺墻結(jié)構(gòu)體系的海洋平臺，其特征在于，包括海洋平臺支架、連接件、搖擺墻體，海洋平臺支架底端固定設(shè)置在地基上，連接件分別與海洋平臺支架側(cè)面、搖擺墻體側(cè)面鉸接，搖擺墻體底端與地基鉸接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海洋平臺，其特征在于，連接件為阻尼器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海洋平臺，其特征在干，阻尼器采用粘滯阻尼器或防屈曲支撐或摩擦阻尼器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海洋平臺，其特征在干，搖擺墻體內(nèi)間隔設(shè)有墻體縱筋，墻體縱筋采用雙向形狀記憶合金材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海洋平臺，其特征在干，搖擺墻體中間設(shè)有浮力倉，搖擺墻體的底端設(shè)有壓載倉。
專利摘要本實用新型涉及一種建筑結(jié)構(gòu)體系，尤其涉及一種海洋平臺用的結(jié)構(gòu)體系。本實用新型的搖擺墻結(jié)構(gòu)體系，包括主體件、連接件、搖擺墻體，主體件底端固定設(shè)置在地基上，連接件分別與主體件側(cè)面、搖擺墻體側(cè)面鉸接，搖擺墻體底端與地基鉸接。增加搖擺墻結(jié)構(gòu)可使導管架式海洋平臺結(jié)構(gòu)整體抵御外部荷載的能力增加，大大增加抵御冰荷載、浪荷載、風荷載以及地震荷載，甚至抵御海嘯的能力(2011年日本大地震引起的海嘯的教訓是慘痛的)也大大增強，不會因局部桿件的破壞而導致海洋平臺結(jié)構(gòu)破壞。
文檔編號E02B17/00GK202370088SQ20112048998
公開日2012年8月8日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者張同波, 張紀剛, 王勝, 禚煥文, 趙鐵軍, 高嵩 申請人:青島理工大學, 青建集團股份公司