一种带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统

1.本实用新型涉及建筑工程技术领域，尤其是涉及一种带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统。


背景技术：

2.对于目前的山地建筑与周边山体支护结构，当采用脱开的方式进行设计和建造时，无法有效利用山体对建筑形成侧向有利支撑，而采用连接的方式进行设计和建造时，又无法有效预估山体变形对结构带来的不利影响。此外，当山地建筑连接机构遭遇罕遇地震或不可预知的山体或支护结构变形时，目前的连接系统无法保证人员能够安全离开，对于破坏的结构也无法做到替换。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统。
4.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
5.一种带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统，包括设于山地建筑主体结构的楼层标高处的连接桁架以及设于连接桁架上的变形监测系统，所述连接桁架与山地建筑主体结构及山体支护结构采用钢桁架弦杆翼缘与预埋件焊接的形式固接。
6.优选地，所述连接桁架包括竖向桁架斜腹杆和连接桁架弦杆，一个连接桁架弦杆设于所述山体支护结构的底部，另一个连接桁架弦杆设于所述山地建筑主体结构的顶部，多个竖向桁架斜腹杆依次设置在两个连接桁架弦杆之间。
7.优选地，相邻竖向桁架斜腹杆呈v字型结构设置。
8.优选地，所述竖向桁架斜腹杆包括设于中部三分之一段的腹杆耗能段以及设于腹杆耗能段两侧的腹杆非耗能段，所述腹杆非耗能段与连接桁架弦杆刚性连接，所述变形监测系统设于腹杆耗能段与腹杆非耗能段的连接节点处。
9.优选地，所述腹杆耗能段为十字型截面。
10.优选地，所述腹杆非耗能段工字型截面。
11.优选地，所述变形监测系统包括贴附于工字钢段的腹杆非耗能段上的位移传感器，所述位移传感器与室内的位移检测仪器连接。
12.优选地，所述连接桁架弦杆与所述山地建筑主体结构相连的一侧设有混凝土墩，所述连接桁架弦杆与所述山体支护结构相连的一侧设置混凝土墩。
13.优选地，所述山地建筑主体结构或所述山体支护结构通过预埋件采用钢板加锚筋的形式固定在混凝土墩内。
14.优选地，所述腹杆耗能段与所述腹杆非耗能段的端部采用双面角焊缝与连接端板的方式相连，所述连接端板预留有用以安装高强螺栓的安装孔。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
16.1)在连接系统未发生破坏时，山体支护结构及山体可形成对主体结构有效的侧向支撑，则与山体相连的楼层可作为地下室楼层进行设计，从而降低结构计算高度及水平地震力作用，从而大幅降低结构造价；
17.2)当结构遭遇罕遇地震或不可预知的山体或支护结构变形，而导致连接系统耗能段构件屈服时，可通过设置在连接桁架上的变形监测系统及时监测到屈曲变形，进而及时进行人员撤离及检修，保障人员安全，结构安全。
18.3)连接桁架弦杆与建筑结构相连的一侧设置混凝土墩，连接桁架弦杆与支护结构相连的一侧设置混凝土墩，预埋件采用钢板加锚筋形式固定在混凝土墩内，使得破坏了的构件可进行局部拆除替换，符合绿色环保的新时期设计理念。
附图说明
19.图1为实施例中带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统的结构示意图；
20.图2为实施例中腹杆耗能段剖面示意图；
21.图3为实施例中腹杆非耗能段及连接桁架弦杆剖面示意图；
22.图4为实施例中腹杆耗能段与腹杆非耗能段的连接方式示意图；
23.图5为实施例中连接桁架弦杆与混凝土墩的连接方式示意图；
24.图中标号所示：
25.1、连接桁架；2、变形监测系统，11、腹杆耗能段；12、腹杆非耗能段；13、连接桁架弦杆；3、山体一侧混凝土墩；4、建筑一侧混凝土墩；5、山地建筑主体结构；6、山体支护结构，7、高强螺栓，8、钢板加锚筋，9、双面角焊缝，10、连接端板。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
27.实施例
28.如图1～图5所示，本实用新型涉及一种带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统，包括连接桁架1和设于连接桁架1上的变形监测系统2。
29.具体地，连接桁架1包括竖向桁架斜腹杆和连接桁架弦杆13。一个连接桁架弦杆13设置山体支护结构6的底部，另一个连接桁架弦杆13设置在山地建筑主体结构5的顶部。多个竖向桁架斜腹杆依次设置在两个连接桁架弦杆13之间，相邻竖向桁架斜腹杆呈v字型结构设置。
30.连接桁架1的竖向桁架斜腹杆的中部三分之一段为腹杆耗能段11，该段采用十字型截面，具有易屈服特征。除腹杆耗能段11以外为腹杆非耗能段12，该段为工字型截面，两侧的腹杆非耗能段12与连接桁架弦杆13刚性连接。
31.如图4所示，腹杆耗能段11与腹杆非耗能段12的端部分别采用双面角焊缝9与连接端板10相连，连接端板10预留开洞，安装对位后，将高强螺栓7的螺杆放入预留开洞后，在螺杆两端拧紧螺母固定连接端板10。
32.变形监测系统2贴附于竖向桁架斜腹杆的三等分点处，并与建筑内的监测预警系统相连，连接桁架1设置于山地建筑主体结构5的楼层标高处，与山地建筑主体结构5及山体支护结构6采用钢桁架弦杆翼缘与预埋件焊接的形式固接，连接点布置在腹杆非耗能段12与连接桁架弦杆13的相交的节点处。
33.连接桁架弦杆13与山地建筑主体结构5相连的一侧设置混凝土墩，即建筑一侧混凝土墩4。连接桁架弦杆13与山体支护结构6相连的一侧设置混凝土墩，即山体一侧混凝土墩3。预埋件采用钢板加锚筋8的形式固定在混凝土墩3和4内。
34.进一步地，变形监测系统2包括贴附于工字钢段的竖向桁架斜腹杆靠近三分点处的位移传感器，位移传感器连接到设置于室内的位移检测仪器上，当位移传感器监测到某根腹杆的两个三分点处的相对位移超过设定好的阈值时，触发报警系统，便于人群疏散及对确定点位进行检修。
35.工作原理：本实用新型带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统在罕遇地震或不可预知的山体或支护结构变形作用下，连接桁架腹杆在受力大小相同的情况下，由于腹杆耗能段采用易屈服的十字形截面，故此段先行发生屈曲变形，则位移传感器可监测到腹杆内部的相对变形超过预先设置的阈值，此时山地建筑可能有安全隐患，及时触发报警装置，疏散人群，保障安全。
36.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统，其特征在于，包括设于山地建筑主体结构(5)的楼层标高处的连接桁架(1)以及设于连接桁架(1)上的变形监测系统(2)，所述连接桁架(1)与山地建筑主体结构(5)及山体支护结构(6)采用钢桁架弦杆翼缘与预埋件焊接的形式固接。2.根据权利要求1所述的带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统，其特征在于，所述连接桁架(1)包括竖向桁架斜腹杆和连接桁架弦杆(13)，一个连接桁架弦杆(13)设于所述山体支护结构(6)的底部，另一个连接桁架弦杆(13)设于所述山地建筑主体结构(5)的顶部，多个竖向桁架斜腹杆依次设置在两个连接桁架弦杆(13)之间。3.根据权利要求2所述的带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统，其特征在于，相邻竖向桁架斜腹杆呈v字型结构设置。4.根据权利要求2所述的带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统，其特征在于，所述竖向桁架斜腹杆包括设于中部三分之一段的腹杆耗能段(11)以及设于腹杆耗能段(11)两侧的腹杆非耗能段(12)，所述腹杆非耗能段(12)与连接桁架弦杆(13)刚性连接，所述变形监测系统(2)设于腹杆耗能段(11)与腹杆非耗能段(12)的连接节点处。5.根据权利要求4所述的带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统，其特征在于，所述腹杆耗能段(11)为十字型截面。6.根据权利要求4所述的带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统，其特征在于，所述腹杆非耗能段(12)工字型截面。7.根据权利要求6所述的带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统，其特征在于，所述变形监测系统(2)包括贴附于工字钢段的腹杆非耗能段(12)上的位移传感器，所述位移传感器与室内的位移检测仪器连接。8.根据权利要求2所述的带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统，其特征在于，所述连接桁架弦杆(13)与所述山地建筑主体结构(5)相连的一侧设有混凝土墩，所述连接桁架弦杆(13)与所述山体支护结构(6)相连的一侧设置混凝土墩。9.根据权利要求8所述的带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统，其特征在于，所述山地建筑主体结构(5)或所述山体支护结构(6)通过预埋件采用钢板加锚筋的形式固定在混凝土墩内。10.根据权利要求4所述的带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统，其特征在于，所述腹杆耗能段(11)与所述腹杆非耗能段(12)的端部采用双面角焊缝(9)与连接端板(10)的方式相连，所述连接端板(10)预留有用以安装高强螺栓(7)的安装孔。

技术总结
本实用新型涉及一种带有预警系统的可更换式山地建筑侧向连接系统，包括连接桁架和变形监测系统，连接桁架的腹杆中部三分之一段为耗能段，采用十字型截面，具有易屈服特征，除耗能段以外的腹杆为工字型截面，腹杆与弦杆刚接，变形监测系统贴附于腹杆三等分点处，并与建筑内的监测预警系统相连，连接桁架设置于山地建筑主体结构楼层标高处，与主体结构及支护结构采用钢桁架弦杆翼缘与预埋件焊接的形式固接，连接点布置在桁架腹杆与弦杆相交的节点处，主体结构及支护结构在预埋件对应位置设置混凝土墩，预埋件采用钢板加锚筋形式固定在混凝土墩内。本实用新型具有降低结构计算高度及水平地震力作用、及时监测到屈曲变形、结构安全等优点。全等优点。全等优点。


技术研发人员：程睿 刘冰
受保护的技术使用者：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司
技术研发日：2021.09.03
技术公布日：2022/8/8