一种机械放大型消能伸臂结构体系的制作方法

本发明涉及伸臂桁架结构相关，具体为一种机械放大型消能伸臂结构体系。

背景技术：

1、随着社会经济的发展和人口数量的不断增多，超高层建筑成为解决城市人口拥挤的重要手段之一，同时也是城市经济繁荣与社会进步的重要标志，对于超高层建筑而言，在抗侧力的工况下，结构体系可简化为一个悬臂杆件，在均布荷载下，其刚度和高度为四次方的关系，因此当结构高度达到一定程度时，常规的竖向构件，其抗侧刚度已经不能满足结构在水平力作用下控制变形的需要。因此，为了满足建筑刚度的需要，通常需要设置加强层来提高结构的刚度。在加强层的设置方法中，采用伸臂桁架+腰桁架组合是较为常见的一种形式。

2、现有公开号为cn117188638a的中国专利申请，其公开了防面外失稳的杠杆式二次放大型伸臂桁架消能阻尼结构，包括内筒结构、外框结构和消能伸臂桁架，消能伸臂桁架包括伸臂桁架和消能装置，消能装置设置在伸臂桁架与外框结构之间，消能装置包括一次放大部、二次放大部和刚性支座部，一次放大部包括水平杠杆臂，二次放大部包括上半组件和下半组件，上半组件和下半组件的结构相同，均包括四根围合成菱形剪刀撑的等长的放大器刚性直杆撑和一根水平阻尼器，刚性支座部包括底座和两根等长的支座刚性直杆撑；该发明，通过放大效果，通过一级放大杠杆和二级菱形剪刀撑机构的联合运动，有效的将结构变形位移或速度进行双重放大，提高阻尼器的耗能效率，改善建筑结构在水平荷载即风荷载及地震作用下的性能。

3、然而，该消能伸臂结构在具体使用时存在以下缺陷：

4、现有的消能伸臂结构一般是用于高层建筑中，起到缓冲减震的效果，但是现有的消能伸臂结构在实际进行使用时，建筑会因为地震、强风等侧向作用，会导致建筑结构不同的构件之间，产生相对位移或转角，而这些位移和转角在通过消能伸臂结构进行消能缓冲时，消能减震的效果较差，严重影响消能伸臂结构的防护效果；

5、现有的消能伸臂结构，一般为一体化设置，在起到加强作用的同时也会导致建筑结构整体刚度变大，当高层建筑遇到地震时，间接加大地震力输入。另外伸臂加强层还会形成竖向楼层刚度突变，形成薄弱层，影响对建筑结构的防护效果，同时现有的消能伸臂出现损伤，后续进行维护操作难度大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种机械放大型消能伸臂结构体系，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供的一种机械放大型消能伸臂结构体系，包括核心周边桁架和四组巨型柱，所述核心周边桁架的外侧通过消能伸臂机构和巨型柱相连接，所述消能伸臂机构与巨型柱一一对应，相邻两组所述巨型柱之间通过外伸桁架相连接，所述外伸桁架的内部中心处贯穿设置有插销柱，所述消能伸臂机构还包括有：

4、伸臂桁架组件，所述伸臂桁架组件通过螺栓安装在所述核心周边桁架的侧面，且位于所述核心周边桁架侧边的中心部分，所述伸臂桁架组件的左右两侧安装有铰接稳定组件，所述铰接稳定组件的一端安装在核心周边桁架的侧面，且另一端安装在所述巨型柱的侧面；

5、伸缩消能组件，所述伸缩消能组件安装在所述伸臂桁架组件的底部，所述伸缩消能组件延伸至安装部的内部，所述安装部开设在巨型柱内部的中心处，所述伸缩消能组件的左右两侧设置有铰接稳定组件；

6、所述核心周边桁架、四组巨型柱和外伸桁架均安装在地面上。

7、作为本发明的优选方案，所述核心周边桁架由六组竖直设置的中心定位柱和水平桁架构成，相邻两组所述中心定位柱之间安装有水平桁架，所述中心定位柱和水平桁架呈蜂窝状设置。

8、作为本发明的优选方案，所述外伸桁架包括有：

9、外设架，所述外设架通过螺栓安装在两组所述巨型柱之间，且设置有两组，所述外设架的内部中心处贯穿设置有插销柱；

10、带状桁架，所述带状桁架安装在两组所述外设架之间，且位于所述插销柱的外侧，所述带状桁架的端口部分连接有支撑架，所述支撑架的底部中心处开设有定位插口；

11、其中，所述插销柱的底部设置有卡接凸块，所述卡接凸块贯穿两组定位插口设置，所述带状桁架安装在水平桁架的内部，且设置有若干。

12、作为本发明的优选方案，所述伸臂桁架组件包括有：

13、垂直连接件，所述垂直连接件通过螺栓安装在所述水平桁架的侧面，所述垂直连接件呈阵列等距设置有三组，所述垂直连接件靠近水平桁架的一侧安装有第一消能臂；

14、第二消能臂，所述第二消能臂安装在所述第一消能臂的端口处，且底部安装在所述垂直连接件的侧面，所述第二消能臂的侧面安装有竖直连接件，所述竖直连接件安装固定在所述垂直连接件的侧面。

15、作为本发明的优选方案，所述第一消能臂和垂直连接件之间的夹角为30度，所述第二消能臂和垂直连接件之间的夹角为45度；

16、其中，所述第一消能臂的长度大于第二消能臂的长度，所述第一消能臂和第二消能臂连接位置位于两组垂直连接件之间的偏心位置。

17、作为本发明的优选方案，所述垂直连接件的结构形状为“凹”形，所述垂直连接件的内侧安装有延伸至外侧的伸缩消能组件。

18、作为本发明的优选方案，所述铰接稳定组件包括有：

19、第一铰接座，所述第一铰接座安装在所述巨型柱的侧面，且设置有两组，所述第一铰接座的内侧活动连接有第一铰接臂；

20、第二铰接座，所述第二铰接座安装在所述中心定位柱的侧面，且位于所述垂直连接件的下方，所述第二铰接座和第一铰接臂活动连接；

21、第二铰接臂，所述第二铰接臂活动连接在所述第二铰接座的侧面，且延伸至底部的所述第一铰接座外侧，所述第二铰接臂和底部的第一铰接座活动连接。

22、作为本发明的优选方案，所述第一铰接臂的长度大于第二铰接臂的长度，所述第一铰接臂和巨型柱之间的夹角为30度，所述第二铰接臂和中心定位柱的角度为45度；

23、其中，所述第二铰接座侧面安装的第二铰接臂设置有两组。

24、作为本发明的优选方案，所述伸缩消能组件包括有：

25、偏转臂，所述偏转臂活动连接在所述竖直连接件的内部，且延伸至所述竖直连接件的外侧，所述偏转臂的底部活动连接阻尼体；

26、导向圆杆，所述导向圆杆滑动连接在所述阻尼体的内部，所述导向圆杆安装在安装部的内部，所述导向圆杆的底部设置有凸起部，所述凸起部和阻尼体滑动连接；

27、缓冲弹簧，所述缓冲弹簧安装在所述阻尼体的侧面，且位于所述导向圆杆的外侧，所述缓冲弹簧还安装在安装部的内侧；

28、消能安装座，所述消能安装座活动连接在所述偏转臂的外侧，且位于所述偏转臂的中心部分，所述消能安装座的顶部安装有消能杆；

29、黏滞流体阻尼器，所述黏滞流体阻尼器安装在所述消能杆的侧面，所述黏滞流体阻尼器活动连接在导向座的内侧，所述导向座安装在巨型柱的侧面，且位于所述安装部的上下两侧。

30、作为本发明的优选方案，所述偏转臂、阻尼体、缓冲弹簧、消能安装座、消能杆、黏滞流体阻尼器和导向座均设置有两组；

31、其中，所述偏转臂、消能杆和黏滞流体阻尼器均倾斜设置。

32、与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

33、1、该机械放大型消能伸臂结构体系，当发生地震或强风时，外部作用力会使得核心筒以及核心筒外部的核心周边桁架产生位移，进而带动核心周边桁架侧面连接的伸臂桁架组件进行运作，而伸臂桁架组件的运作，会带动其侧面连接的偏转臂、阻尼体、缓冲弹簧进行运作，此时阻尼体的移动，会对其侧面设置的缓冲弹簧进行挤压，并通过缓冲弹簧和阻尼体接触，完成一级的消能减震作业，而偏转臂在进行偏转的同时，会带动其侧面连接的消能安装座和消能杆进行运作，并对黏滞流体阻尼器进行挤压，此时通过黏滞流体阻尼器，可对上述挤压力进行消能减震处理，实现二级的缓冲消能作业，其中，通过上述一级和二级的缓冲消能作业，可对消能缓冲的能力和效果进行放大，保证对建筑进行防护时的效果；

34、2、该机械放大型消能伸臂结构体系，在对核心周边桁架内部的核心筒（建筑部分）部分进行建筑施工时，中心定位柱和水平桁架对其内侧的核心筒（建筑部分）部分进行防护，且构成防护的结构形状为蜂窝形，此时通过蜂窝形结构的设计，可保证在建筑施工时的稳定性，并且水平桁架内部安装的带状桁架，可对相邻的两组水平桁架部分进行支撑，保证在高层建筑时，该核心周边桁架在竖直方向的稳定性，提升对核心筒（建筑部分）部分防护的稳定性；

35、3、该机械放大型消能伸臂结构体系，该核心周边桁架外部设置的垂直连接件，可对蜂窝状设置的中心定位柱和水平桁架，进行支撑，且在发生震动时，该垂直连接件内侧安装的第一消能臂和第二消能臂，可对上述发生的震动力进行刚性支撑，减少核心周边桁架内部中心定位柱和水平桁架发生位移和转角的角度，进而提升对中心定位柱和水平桁架进行支撑的承载能力，同时，第一消能臂和第二消能臂构成的x型结构状态，可使得第一消能臂和第二消能臂在发生震动时彼此进行支撑，进一步提升对核心周边桁架的承载能力；

36、4、该机械放大型消能伸臂结构体系，在发生震动时，巨型柱的设计，可对进行消能减震的消能伸臂机构进行支撑，且进行支撑的巨型柱，可通过若干组支撑架的设计，完成对巨型柱的支撑，保证对核心筒部分进行建筑时稳定性，并且进行支撑的支撑架，是通过插销柱完成连接的，通过插销柱的插接完成对支撑架位置的固定，且插销柱的设计，可同时对外设架进行支撑，配合外设架内侧的带状桁架，进一步提升外设架在安装施工时的稳定性和牢固性，提升对建筑进行防护的效果，减少巨型柱内部因为震动产生薄弱区的概率。