一种高层建筑层间隔震体系

本发明属于建筑工程，具体涉及一种高层建筑层间隔震体系。

背景技术：

1、隔震系统根据隔震层所在位置的不同可以分为基础隔震和层间隔震。基础隔震是在结构的基础和和主体结构之间设置隔震层，主要适合运用在主体结构体系比较规则的建筑，如图1所示。将基础5上的剪力墙2和框架结构1均通过隔震支座4隔开，而对一些竖向不规则（如大底盘或大平台多塔楼结构等）、地理位置特殊（如近海建筑等）以及对现有建筑进行加层或加固改造常采用层间隔震，但层间隔震结构受力性能同时受到隔震层、上部结构与下部结构的耦合影响，动力特性更为复杂。

2、对于层间隔震结构，当隔震层从结构底部移至结构中间某一层时，它对上部结构有隔震作用，但其下部结构是与地基基础相连的抗震结构，下部结构的响应要比基底隔震大得多。基础隔震不适用于高层建筑，因其高宽比很大，结构在地震作用下会发生较大幅度的摆动，引起较大的倾覆力矩，当倾覆力矩超过结构自身抵抗力矩时，结构会有倾覆或倒塌的危险，故高层建筑主要采用层间隔震，但仍需对层间隔震的隔震层位移进行控制。一旦地震作用下隔震支座位移过大将难以满足隔震结构中隔震层变形能力的需求。例如，在极大震下隔震支座会发生受拉破坏或受压失稳，导致上层结构发生倾覆或倒塌。一旦地震作用下隔震支座位移过大也将难以满足上部结构在正常荷载作用下的性能要求。例如，对于层间隔震结构，剪力墙的连续性被隔震层断开，导致其抗震功能没有被充分利用，同时增加了施工难度，并且当隔震支座位移过大时还会导致隔震层错动，使得电梯井挤压轿厢,进而影响建筑的正常使用功能。

3、作者赵甜鸽、刘德稳等人2024年7月在《结构》期刊第65期公开了一篇名称为一种新型错层隔震结构的抗倾覆性能研究的论文，如图2所示。在基础5上与剪力墙2之间设置隔震支座4，并将框架结构1通过隔震支座4分成上下两部分，下部框架结构与剪力墙2之间设置阻尼器3，与传统层间隔震结构相比，其剪力墙的隔震层设置在基础之上，并且将粘性流体阻尼器设置在下部结构的框架和剪力墙之间。这种错层隔震结构一方面将剪力墙嵌入下部结构中，降低了上部结构的重心并减小了倾覆力矩，另一方面因上下结构的相互联接为结构的抗倾覆性提供了优势，降低了极大震下高层建筑上部结构倾覆的风险。此外，在下部结构的框架与剪力墙之间设置粘性流体阻尼器可以有效减小隔震层的位移且降低下部结构的响应。但这种错层隔震结构由于下部结构中框架与剪力墙之间采用阻尼器柔性连接，因此下部结构的刚度不足以保证结构的安全，并且在采用粘性流体阻尼器减小隔震层位移的同时会导致上部结构的响应放大，从而增加结构倾覆或倒塌的风险。

技术实现思路

1、针对上述存在问题，本发明提出一种高层建筑层间隔震体系，将剪力墙从基础直接贯通至上部结构，保证其连续性，降低施工难度；下部结构的框架与剪力墙之间采用刚接，使下部结构具有足够的刚度和稳定性，以保证结构的安全；在上部结构的框架与剪力墙之间设置阻尼器，并且因剪力墙的连续性可以作为结构的限位装置，进而减小隔震层位移，同时降低上部结构的响应，降低上部结构在极大震下的倾覆和倒塌风险。

2、上述的目的通过以下技术方案实现：

3、本发明的一种高层建筑层间隔震体系，包括从基础贯穿至建筑上部的连续的剪力墙，所述剪力墙连接框架结构，所述框架结构分为上、下两部分，其中位于下部的框架结构与所述剪力墙之间采用刚性连接，位于上部的框架结构与所述剪力墙之间沿竖直方向设置阻尼器，且位于下部的框架结构与位于上部的框架结构之间设置有隔震支座。

4、进一步地，位于上部的框架结构与所述剪力墙之间的阻尼器安装在框架结构与所述剪力墙的梁之间通过楼板连接。

5、进一步地，所述阻尼器包括一个主油缸和一个与所述主油缸连通的副缸，所述主油缸和所述副缸中分别设置有一个活塞，活塞杆从所述主油缸的一侧穿入并连接两个活塞，所述活塞杆的自由端和所述副缸的末端分别设置有连接销头。

6、本发明通过优化高层建筑层间隔震体系，具有显著的有益效果：

7、首先，与现有层间隔震结构相比，本体系通过将剪力墙从基础直接贯通至上部结构，确保了剪力墙的连续性，增强了上部结构的抗倾覆能力。这一设计简化了施工流程，降低了施工难度，同时提高了结构的整体稳定性。

8、其次，在下部结构的设计上，本体系通过刚性连接下部结构的框架与剪力墙，确保了下部结构具有足够的刚度，避免了国内学者提出的错层隔震结构中因刚度不足而导致的不稳定问题。此举不仅提高了下部结构在地震作用下的稳定性，还确保了整个建筑结构的可靠性，降低了由于下部结构不稳定而引发的安全隐患。

9、最后，采用混合控制技术，在上部结构的框架与剪力墙之间设置阻尼器，进一步增强了减震效果，有效控制了隔震层的位移并且降低了上部结构的响应。这一设计有效减少了隔震支座因过大位移而出现拉坏或受压失稳的风险，提高了隔震支座的稳定性和耐久性，显著降低了倾覆和倒塌风险。

技术特征：

1.一种高层建筑层间隔震体系，其特征在于，该高层建筑层间隔震体系包括从基础贯穿至建筑上部的连续的剪力墙，所述剪力墙连接框架结构，所述框架结构分为上、下两部分，其中位于下部的框架结构与所述剪力墙之间采用刚性连接，位于上部的框架结构与所述剪力墙之间沿竖直方向设置阻尼器，且位于下部的框架结构与位于上部的框架结构之间设置有隔震支座。

2.根据权利要求1所述的高层建筑层间隔震体系，其特征在于，位于上部的框架结构与所述剪力墙之间的阻尼器安装在框架结构与所述剪力墙的梁之间通过楼板连接。

3.根据权利要求1或2所述的高层建筑层间隔震体系，其特征在于，所述阻尼器包括一个主油缸和一个与所述主油缸连通的副缸，所述主油缸和所述副缸中分别设置有一个活塞，活塞杆从所述主油缸的一侧穿入并连接两个活塞，所述活塞杆的自由端和所述副缸的末端分别设置有连接销头。

技术总结
本发明公开了一种高层建筑层间隔震体系，属于建筑工程技术领域。该高层建筑层间隔震体系包括从基础贯穿至建筑上部的连续的剪力墙，剪力墙连接框架结构，框架结构分为上、下两部分，其中位于下部的框架结构与剪力墙之间采用刚性连接，位于上部的框架结构与剪力墙之间沿竖直方向设置阻尼器，且位于下部的框架结构与位于上部的框架结构之间设置有隔震支座。本发明将剪力墙从基础直接贯通至上部结构，保证其连续性，降低施工难度；下部结构的框架与剪力墙之间采用刚接，使下部结构具有足够的刚度和稳定性；在上部结构的框架与剪力墙之间设置阻尼器，进而减小隔震层位移，同时降低上部结构的响应，降低上部结构在极大震下的倾覆和倒塌风险。

技术研发人员：陈华霆,杨丰宇,郝霖霏,翟治鹏,李亚峰
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：
技术公布日：2025/3/10