一种偏心支撑框架结构的制作方法

本实用新型涉及一种建筑结构构件，尤其涉及一种偏心支撑框架结构。

背景技术：

偏心支撑框架结构是是国际上高层建筑中常见的一种结构形式。根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中第8.1.6条第4款规定：偏心支撑框架的每根支撑应至少有一端与框架梁连接，并在支撑与梁交点和柱之间或同一跨内另一支撑与梁交点之间形成耗能梁段。偏心支撑框架是基于钢框架中设定某一特定的薄弱部位，当结构进入弹塑性工作阶段，薄弱部位先于其它构件进入耗能状态，保证支撑不至于压屈失效。在中小震作用下，结构处于弹性工作阶段，偏心支撑结构具备一定的抗侧刚度，保证结构层间位移满足规范要求；在大震作用下，结构进入到弹塑性工作状态，耗能梁段先于其它构件屈服耗能，耗散一部分地震输入能量，从而减轻整体结构受到的伤害，保证支撑不至于压屈，有效延长结构抗震耗能的持续时间。

在地震作用下，偏心支撑框架的耗能梁段主要是通过腹板剪切变形耗能，腹板的残余变形较大，震后需进行修复。若将耗能梁段整体更换会有较大浪费，而且施工过程复杂、施工工期较长；且，通常大震过后会伴随系列余震，而在大震后耗能梁段的更换是否及时关系到人民的生命和财产的安全。

偏心支撑框架的耗能梁段容易产生破坏，原因是耗能梁段受力机理较复杂，同时承受拉、弯、剪复合作用，并且在地震中有较大的往复塑性变形，使得震后更换、修复不便，且成本较高。

随着消能减震技术的发展与应用，国内外已有诸多学者将耗能减震装置安装于偏心支撑框架中，替代传统的耗能梁段，利用偏心支撑耗能梁段处存在的相对变形，使得减震装置产生剪切滞回变形耗散地震输入主体结构的能量，保护主体结构的安全。目前国内外学者采用的减震装置以金属剪切型阻尼器为主，但是此类阻尼器在同时承受拉、弯、剪复合作用时容易失稳破坏，在大震下反而给偏心支撑体系带来了一定的安全隐患。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种偏心支撑框架结构，该偏心支撑框架结构能够综合利用多种耗能机制，有效的耗散地震作用下的地震能量，以保护主体结构的安全，在地震之后，其功具备自行恢复的能力，且易于修复和更换。

基于此，本实用新型提出了一种偏心支撑框架结构，其包括框架梁、两根支撑柱和至多两根连接于所述框架梁的底部与所述支撑柱之间的支撑件，所述框架梁包括第一梁体、第二梁体和铅芯橡胶阻尼器，所述两根支撑柱分别垂直连接于所述第一梁体与所述第二梁体，所述第一梁体与所述第二梁体相对布置且轴线相重合，所述铅芯橡胶阻尼器连接于所述第一梁体与所述第二梁体之间，所述铅芯橡胶阻尼器包括两块平行布置的连接板和设置于所述两块连接板之间的复合弹性件，所述复合弹性件内穿设有铅芯，且所述铅芯的两端分别连接所述连接板，所述两块连接板分别与所述第一梁体的第一端部和所述第二梁体的第一端部固定连接。

可选的，所述第一梁体的长度等于所述第二梁体的长度，所述支撑件为两根，所述两根支撑件的一端分别与所述两根支撑柱相连接，所述两根支撑件的另一端分别连接于所述第一梁体的第一端部和所述第二梁体的第一端部。

可选的，所述第一梁体的长度大于所述第二梁体的长度，所述支撑件为一根，所述支撑件的一端连接于所述第一梁体的第一端部，所述支撑件的另一端和垂直连接于所述第一梁体的支撑柱相连接。

可选的，所述复合弹性件包括多块连接钢板和多块橡胶层，各所述连接钢板与各所述橡胶层依次交替叠合，且所述复合弹性件通过位于外侧的橡胶层与连接板固定连接。

进一步的，所述复合弹性件包括两块橡胶板，所述两块橡胶板分设在所述复合弹性件的两端，且所述连接钢板与所述橡胶层分别与所述橡胶板垂直相连接。

可选的，所述铅芯包括铅芯本体和分设于所述铅芯本体两端的铅芯封盖，所述铅芯本体依次穿过所述连接钢板和所述橡胶层，所述铅芯通过所述铅芯封盖与所述连接板固定连接。

可选的，所述铅芯的轴线经过所述复合弹性件的中心。

进一步的，所述连接板的长度大于所述复合弹性件的长度，且所述连接板的垂直于其板面的中心线与所述铅芯的轴线相重合。

可选的，所述第一梁体的第一端部和所述第二梁体的第一端部内均设有预埋板件，所述连接板与所述预埋板件固定连接。

可选的，所述连接板的两端分别设有第一连接孔，所述预埋板件上设有与所述第一连接孔相对应的第二连接孔，所述第一连接孔与所述第二连接孔内穿设有高强螺栓。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型的偏心支撑框架结构，包括框架梁、两根支撑柱和至多两根连接于所述框架梁的底部与所述支撑柱之间的支撑件，所述框架梁包括第一梁体、第二梁体和铅芯橡胶阻尼器，所述两根支撑柱分别垂直连接于所述第一梁体与所述第二梁体，所述第一梁体与所述第二梁体相对布置且轴线相重合，所述铅芯橡胶阻尼器连接于所述第一梁体与所述第二梁体之间，所述铅芯橡胶阻尼器包括两块平行布置的连接板和设置于所述两块连接板之间的复合弹性件，所述复合弹性件内穿设有铅芯，且所述铅芯的两端分别连接所述连接板，所述两块连接板分别与所述第一梁体的第一端部和所述第二梁体的第一端部固定连接，所述铅芯橡胶阻尼器作为该偏心支撑框架结构的耗能梁段，能够综合利用多种耗能机制来提高偏心支撑框架的耗能效果，所述铅芯橡胶阻尼器同时利用铅芯的剪切与挤压变形耗能以及橡胶层的剪切滞回变形耗能，使结构主体能够具备更好的延性，在地震作用下偏心支撑框架能够为结构提供一定的抗侧刚度，又能够耗散结构中的能量，有效的控制结构的变形，减少层间及整体结构的侧移，保证主体结构的安全；所述铅芯橡胶阻尼器还能够利用所述复合弹性件的约束力和所述铅芯的较低屈服应力的特点，在所述铅芯橡胶阻尼器受力终止时具有一定的可恢复性，同时有适度的阻尼，提高其耗能效果，能够很好的保护主体结构的安全；所述铅芯能够增加铅芯橡胶阻尼器早期的刚度，有利于控制风振反应以及抵抗地基微振动，长期风荷载下耐疲劳性能较好。

进一步的，该偏性支撑框架结构的形状可以是K型结构，也可以是D型结构，不同结构形状下作为耗能梁段的铅芯橡胶阻尼器的位置有所不同，但均能够为偏心支撑框架结构提供很好的耗能效果；所述复合弹性件包括多块连接钢板、多块橡胶层和两块橡胶板，各所述连接板与各所述橡胶层依次交替贴合，且所述复合弹性件通过位于外侧的橡胶层与连接板固定连接，所述两块橡胶板分设在复合弹性件的两端，所述连接板和所述橡胶层均与所述橡胶板相连接，形成矩形的复合弹性件结构，连接简单；所述铅芯包括铅芯本体和铅芯封盖，所述两个铅芯封盖分设于所述铅芯本体的两端，所述铅芯本体穿过所述连接钢板和所述橡胶层，所述铅芯本体通过所述铅芯封盖与所述连接板固定连接，保证所述铅芯本体在弹性橡胶件内部连接的可靠性；所述铅芯橡胶阻尼器的结构和连接关系非常的简单，生产和加工较为方便，使用便利，所述铅芯的轴线经过所述复合弹性件的中心，则所述铅芯能够产生更大的剪切和挤压变形耗能，使该铅芯橡胶阻尼器的使用效果更好；所述连接板的长度大于所述复合弹性件的长度，且所述连接板的垂直于其板面的中心线与所述铅芯的轴线相重合，即整个铅芯橡胶阻尼器为对称结构，两侧的连接板能够将复合弹性件进行固定，保证铅芯橡胶阻尼器结构的稳定性；所述第一梁体的第一端部和所述第二梁体的第一端部内均设有预埋板件，连接板通过与预埋板件的固定连接连接于所述第一梁体和所述第二梁体之间，连接板的两端设有第一连接孔，所述预埋板件上设有与所述第一连接孔相对应的第二连接孔，所述第一连接孔与所述第二连接孔内穿设有高强螺栓，在实际工程中在所述框架梁的第一梁体和第二梁体之间安装铅芯橡胶阻尼器的过程更加简单，避免对建筑使用功能的影响，且在地震后对铅芯橡胶阻尼器的修复和更滑更加方便，极大地保证剪力墙连梁构造的可靠性和使用寿命。

附图说明

图1是本实施例一所述的铅芯橡胶阻尼器的整体结构示意图；

图2是本实施例一所述的偏心支撑框架结构的结构示意图；

图3是图2中A处的放大结构示意图；

图4是本实施例二所述的偏心支撑框架结构的结构示意图。

附图标记说明：

1、框架梁，11、第一梁体，12、第二梁体，13、铅芯橡胶阻尼器，131、连接板，1311、第一连接孔，132、复合弹性件，1321、连接钢板，1322、橡胶层，1323、橡胶板，133、铅芯，1331、铅芯本体，1332、铅芯封盖，2、支撑柱，3、支撑件，4、预埋板件，41、第二连接孔，5、高强螺栓。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

参见图1至图3，本优选实施例所述的偏心支撑框架结构包括框架梁1、两根支撑柱2和至多两根连接于所述框架梁1的底部与所述支撑柱2之间的支撑件3，所述框架梁1包括第一梁体11、第二梁体12和铅芯橡胶阻尼器13，所述两根支撑柱2分别垂直连接于所述第一梁体11与所述第二梁体12，所述第一梁体11与所述第二梁体12相对布置且轴线相重合，所述铅芯橡胶阻尼器13连接于所述第一梁体11与所述第二梁体12之间，所述铅芯橡胶阻尼器13包括两块平行布置的连接板131和设置于所述两块连接板131之间的复合弹性件132，所述复合弹性件132内穿设有铅芯133，且所述铅芯133的两端分别连接所述连接板131，所述两块连接板131分别与所述第一梁体11的第一端部和所述第二梁体12的第一端部固定连接。

基于以上结构，铅芯橡胶阻尼器13作为偏心支撑框架结构的耗能梁段，安装于框架梁1的第一梁体11和第二梁体12之间，铅芯橡胶阻尼器13的复合弹性件132具有一定的约束力，设置于复合弹性件132内的铅芯133具有较低的屈服应力，利用以上两种特点，铅芯橡胶阻尼器13受力终止即具备一定的可恢复性，也具有适度的阻尼，有效的提高自身的耗能效果，从而能够很好的保护主体结构的安全；铅芯133设置在铅芯橡胶阻尼器13的两块平行布置的连接板131之间，铅芯133的两端分别连接所述连接板131，两快连接板131分别与第一梁体11的第一端部和第二梁体12的第一端部固定连接，则铅芯133为横设在第一梁体11与第二梁体12之间，铅芯133能够增肌阻尼器的刚度，有利于控制风振反应以及抵抗地基微振动，长期风荷载下耐疲劳性能较高；偏心支撑框架利用耗能两端铅芯133的剪切与挤压变形耗能以及复合弹性件133的剪切滞回变形耗能，使结构主体具备了更好的延性，在地震作用下偏心支撑框架既能够为结构提供一定抗侧刚度，又能够耗散结构中的能量，有效地控制结构的变形，减少层间及整体结构的侧移，保证主体结构的安全。

其中，本实施例中优选的偏心支撑框架结构为K型偏心支撑框架，支撑件3的数量优选为两根，两根支撑件3的上部分别斜向支撑于框架梁1底部接近中间的位置，框架梁1的第一梁体11的长度等于框架梁1的第二梁体12的长度，铅芯橡胶阻尼器13连接于第一梁体11与第二梁体12之间，铅芯橡胶阻尼器13的两块平行分布的连接板131则分别与第一梁体11的第一端部和第二梁体12的第一端部相连接，两根支撑件3分别斜向设置于框架梁1和支撑柱2之间，两根支撑件3的上端部与第一梁体11的第一端部的底部和第二梁体12的第一端部的底部固定连接，两根支撑件3的下端部则分别连接于两侧的支撑柱2上。复合弹性件132包括多块连接钢板1321、多块橡胶层1322和两块橡胶板1323，各连接钢板1321与各橡胶层1322依次交替相叠合，且两侧设置于最外层的均为橡胶层1322，复合弹性件132同过最外层的橡胶层1322与连接板131相连接，两块橡胶板1323分设在复合弹性件132的两端，且连接钢板1321和橡胶层1322均与橡胶板1323垂直相连接，连接板131、橡胶层1322、连接钢板1321和铅芯133之间通过高温硫化的加工形式成一体的结构，即铅芯橡胶阻尼器13为一体成型的结构，连接方式非常简单，便于生产和加工，使用方便；铅芯133依次穿过连接钢板1321和橡胶层1322，铅芯133的轴线经过复合弹性件132的中心，设置在复合弹性件132的中部，耗能效果更好；铅芯133包括铅芯本体1331和两个铅芯封盖1332，两个铅芯封盖1332分设于铅芯本体1331的两端，铅芯本体1331依次穿过连接钢板1321和橡胶层1322，且铅芯本体1331通过铅芯封盖1332与连接板131固定连接，铅芯封盖1332能够保证铅芯133在复合弹性件132内部的稳固连接，有效的避免地震时铅芯133在复合弹性件132内部发生晃动；在此需要说明的是，复合弹性件132的形状可以是圆柱状，也可以是方形柱状或矩形柱状等其他结构，即复合弹性件132的横截面积可以呈圆形、方形或矩形等其他形状；框架梁1由H型钢构成，但在其他实施例中，所述框架梁1的构成材料并不受本实施例的限制，当可按照实际的需要，选择合适的材料。

另外，第一梁体11的第一端部和第二梁体12的第一端部内均设有预埋板件4，连接板131通过与预埋板件4固定连接，保证自身在第一梁体11与第二梁体12之间的连接稳固性，连接板131的两端分别设有第一连接孔1311，预埋板件4上设有与第一连接孔1311相对应的第二连接孔41，第一连接孔1311与第二连接孔41内穿设有高强螺栓5，通过高强螺栓5将连接板131与预埋板件4相连接，安装和拆卸都比较方便，地震发生后，能够随时对铅芯橡胶阻尼器13进行修复和更换，对建筑结构的使用功能不会产生影响；各预埋板件4分别与第一梁体11的第一端部的内端面和第二梁体12的第一端部的内端面相贴合，在对铅芯橡胶阻尼器13进行安装时，铅芯橡胶阻尼器13的两块连接板131分别与第一梁体11的第一端部的外端面和第二梁体12的第一端部的外端面相贴，方便连接板131与预埋板件4之间的连接，铅芯橡胶阻尼器13通过连接板131与预埋板件4之间的连接，稳定的设置于第一梁体11与第二梁体12之间，且发生地震时，不会在第一梁体11和第二梁体12之间的其他方向上发生晃动，避免造成铅芯橡胶阻尼器13在第一梁体11与第二梁体12之间的松脱，确保铅芯橡胶阻尼器13能够起到很好的耗能减震的效果，预埋板件4预设在第一梁体11和第二梁体12的第一端部内，能够保证整个预埋板件4在分布的稳定性；连接板131的长度大于复合弹性件132的长度，连接板131的垂直于其板面的中心线与铅芯133的轴线相重合，整个铅芯橡胶阻尼器13为对称结构，能够起到更好的减震效果，连接板131长出复合弹性件132的两端上设有第一连接孔1311，更加方便铅芯橡胶阻尼器13在第一梁体11和第二梁体12之间的连接。铅芯橡胶阻尼器13采用的是工字型的结构，连接于第一梁体11与第二梁体12之间更加稳定，传递耗能减震的效果更加可靠。

实施例二

参见图1和图4，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例的优选的偏心支撑框架结构为D型偏心支撑框架结构，支撑件3的数量优选为一根，第一梁体11的长度大于第二梁体12的长度，即第一梁体11的第一端部靠近与第二梁体12垂直相连接的支撑柱2，支撑件3的上端部连接于第一梁体11的第一端部的底部，支撑件3的下端部则与垂直连接于第一梁体11的支撑柱2相连接，铅芯橡胶阻尼器13靠近与第二梁体12垂直连接的支撑柱2的位置设置。除上述区别之外，本实施例的铅芯橡胶阻尼器13的结构以及铅芯橡胶阻尼器13与第一梁体11、第二梁体12之间的连接方式均与实施例一中的一致，相应的效果和原理也一致，此处不再赘述。

本实用新型的偏心支撑框架结构，包括框架梁、两根支撑柱和至多两根连接于所述框架梁的底部与所述支撑柱之间的支撑件，所述框架梁包括第一梁体、第二梁体和铅芯橡胶阻尼器，所述两根支撑柱分别垂直连接于所述第一梁体与所述第二梁体，所述第一梁体与所述第二梁体相对布置且轴线相重合，所述铅芯橡胶阻尼器连接于所述第一梁体与所述第二梁体之间，所述铅芯橡胶阻尼器包括两块平行布置的连接板和设置于所述两块连接板之间的复合弹性件，所述复合弹性件内穿设有铅芯，且所述铅芯的两端分别连接所述连接板，所述两块连接板分别与所述第一梁体的第一端部和所述第二梁体的第一端部固定连接，所述铅芯橡胶阻尼器作为该偏心支撑框架结构的耗能梁段，能够综合利用多种耗能机制来提高偏心支撑框架的耗能效果，所述铅芯橡胶阻尼器同时利用铅芯的剪切与挤压变形耗能以及橡胶层的剪切滞回变形耗能，使结构主体能够具备更好的延性，在地震作用下偏心支撑框架能够为结构提供一定的抗侧刚度，又能够耗散结构中的能量，有效的控制结构的变形，减少层间及整体结构的侧移，保证主体结构的安全；所述铅芯橡胶阻尼器还能够利用所述复合弹性件的约束力和所述铅芯的较低屈服应力的特点，在所述铅芯橡胶阻尼器受力终止时具有一定的可恢复性，同时有适度的阻尼，提高其耗能效果，能够很好的保护主体结构的安全；所述铅芯能够增加铅芯橡胶阻尼器早期的刚度，有利于控制风振反应以及抵抗地基微振动，长期风荷载下耐疲劳性能较好。

应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本实用新型的保护范围。