一种超高层抗震结构及施工方法技术

本申请公开了一种超高层抗震结构及施工方法，涉及建筑技术领域，该超高层抗震结构主要针对超高层建筑的悬挑结构。其中，钢筋混凝土的悬挑层与悬挑辅助架之间的容纳腔内设置有质量滑块变频装置，该质量滑块变频装置驱动质量滑块在垂直于所述建筑主体表面的方向上运动，可以调整悬挑结构的固有频率。对悬挑结构的实时固有频率调整，可以避免环境振动频率与悬挑结构的固有频率重合，避免悬挑结构的共振情况，从而提高悬挑结构的抗震能力。从而提高悬挑结构的抗震能力。从而提高悬挑结构的抗震能力。

【技术实现步骤摘要】
一种超高层抗震结构及施工方法


[0001]本申请涉及建筑
，特别涉及一种超高层抗震结构及施工方法。

技术介绍

[0002]悬挑结构是工程结构中常见的结构形式之一，如建筑工程中的雨篷、挑檐、外阳台、挑廊等，这种结构是从主体结构悬挑出梁或板，形成的悬臂结构。
[0003]悬挑结构不但足具建筑美学且充分利用了高层空间，结构占地面积也小于传统建筑结构，因此广泛地应用于各个超高层建筑上。但由于悬挑结构上部质量较大，导致地震等环境振动作用对于结构的损伤较非悬挑结构更大，如果环境振动频率与建筑悬挑结构固有频率重合，会造成悬挑结构共振损坏，可能导致重大事故的发生。因此，需要加强悬挑结构抗震能力。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种超高层抗震结构及施工方法，其能够改善上述问题。
[0005]本申请的实施例是这样实现的：
[0006]第一方面，本申请提供一种超高层抗震结构，其包括：
[0007]悬挑层，垂直固定于建筑主体上，形成悬挑结构，所述悬挑层为钢筋混凝土层；即所述悬挑层包括钢桁架和包裹所述钢桁架的混凝土；
[0008]悬挑辅助架，与所述悬挑层内的钢桁架连接，设置于所述悬挑层朝向地面的一侧，所述悬挑辅助架与所述悬挑层之间构成半封闭容纳腔；
[0009]质量滑块变频装置，设置于所述半封闭容纳腔内，用于驱动质量滑块在垂直于所述建筑主体表面的方向上运动，以调整所述超高层抗震结构的固有频率。
[0010]可以理解，本申请提供了一种超高层抗震结构，涉及建筑
，主要针对超高层建筑的悬挑结构。其中，钢筋混凝土的悬挑层与悬挑辅助架之间的容纳腔内设置有质量滑块变频装置，该质量滑块变频装置驱动质量滑块在垂直于所述建筑主体表面的方向上运动，可以调整悬挑结构的固有频率。对悬挑结构的实时固有频率调整，可以避免环境振动频率与悬挑结构的固有频率重合，避免悬挑结构的共振情况，从而提高悬挑结构的抗震能力。
[0011]在本申请可选的实施例中，所述超高层抗震结构还包括振动传感器和控制设备，所述控制设备与所述振动传感器和质量滑块变频装置电连接；所述振动传感器安装于所述悬挑层上，用于将其接受到的传感信号反馈给所述控制设备；所述控制设备用于根据所述传感信号控制所述质量滑块变频装置驱动质量滑块进行移动。其中，所述振动传感器可以是压电材料层。
[0012]可以理解，振动传感器可以是压电材料层，压电材料具有压电效应，在环境振动的激励下，悬挑层上的压电层产生机械形变，由于压电层内部的机电耦合效应在压电层表面产生极化电荷，通过外接电路的后续处理对输出的自由电荷进行收集和处理，转换为对应的电信号反馈给控制设备。如果该反馈的电信号达到一定阈值，则可以判断环境振动频率
与悬挑结构固有频率接近，控制设备及时发出控制指令以控制所述质量滑块变频装置驱动质量滑块进行移动，改变悬挑结构的当前固有频率。
[0013]在本申请可选的实施例中，所述质量滑块变频装置包括外壳箱体、丝杆驱动电机、丝杆和单个质量滑块；所述丝杆驱动电机固定于所述外壳箱体内；所述丝杆穿过所述质量滑块，沿垂直于所述建筑主体表面的方向设置；所述丝杆驱动电机用于驱动所述丝杆转动，从而带动所述质量滑块在所述丝杆构成的滑轨上运动。
[0014]可以理解，丝杆驱动电机驱动丝杆正向转动，可以带动质量滑块朝靠近建筑主体的方向移动；丝杆驱动电机驱动丝杆反向转动，可以带动质量滑块朝远离建筑主体的方向移动。质量滑块可以采用密度较大的金属材料制成，在悬挑层上起到质量块的作用，它的移动将带来悬挑结构的固有频率变化。
[0015]在本申请可选的实施例中，所述丝杆背离所述丝杆驱动电机的末端设置有挡位块，所述挡位块的截面尺寸大于所述丝杆的截面尺寸。可以理解，挡位块的设置可以防止质量滑块从丝杆上滑脱。
[0016]在本申请可选的实施例中，所述质量滑块变频装置中，每个所述丝杆驱动电机对应驱动一个所述丝杆；所述质量滑块变频装置可以设置至少两个丝杆，每个丝杆均穿过质量滑块。
[0017]可以理解，由于质量滑块采用密度较大的材料制成，因此单个丝杆的推动能力有限，可以增加多个丝杆以起到更高效地推动作用。
[0018]在本申请可选的实施例中，所述外壳箱体内固定有隔板，所述隔板垂直于所述丝杆设置，所述丝杆驱动电机固定于所述隔板上；所述丝杆穿过所述隔板与所述丝杆驱动电机连接。
[0019]在本申请可选的实施例中，在所述半封闭容纳腔内，沿垂直于所述建筑主体表面的方向设置有至少两个质量滑块变频装置。
[0020]可以理解，每个质量滑块变频装置包括一个质量滑块，在悬挑结构上设置多个质量滑块变频装置，即在悬挑结构上设置多个可移动的质量滑块，多个质量滑块的移动增加了各阶固有频率变化的多样性，可以更多可能地避开环境振动频率。
[0021]在本申请可选的实施例中，所述超高层抗震结构还包括有多个稳定支撑柱，所述支撑柱的一端与所述悬挑辅助架连接，所述支撑柱的另一端固定于所述建筑主体上；且每个所述支撑柱都固定于建筑主体的不同位置点上。
[0022]可以理解，稳定支撑柱的设计可以有效地制成悬挑板，使之更加稳固地固定于建筑主体上。每个支撑柱都固定于建筑主体的不同位置点上，有利于分散悬挑板的受力点，对悬挑板起到更好的支撑作用。同时，支撑柱的设置，相当于缩短了悬挑板作为悬臂梁的梁长度，对于提高悬挑结构的固有频率也起到了一定作用，避免悬挑结构与环境中的低频振动波谐振。
[0023]第二方面，本申请提供一种超高层抗震结构的施工方法，该方法应用于第一方面所述的超高层抗震结构中，其包括：
[0024]S21、实时获取振动传感器所反馈的传感信号。
[0025]悬挑层10上的压电层产生机械形变，由于压电层内部的机电耦合效应在压电层表面产生极化电荷，通过外接电路的后续处理对输出的自由电荷进行收集和处理，转换为对
应的电信号反馈给控制设备。
[0026]S22、根据传感信号判断超高层抗震结构是否发生谐振。
[0027]如果该反馈的电信号达到一定阈值，则可以判断环境振动频率与悬挑结构固有频率接近，悬挑结构可能发生谐振。
[0028]S23、在超高层抗震结构发生谐振的情况下，立即向质量滑块变频装置发送控制指令，控制质量滑块变频装置驱动质量滑块进行移动。
[0029]控制设备及时发出控制指令以控制质量滑块变频装置驱动质量滑块进行移动，改变悬挑结构的当前固有频率，避免环境振动频率与悬挑结构的固有频率重合，避免悬挑结构的共振情况，从而提高悬挑结构的抗震能力。
[0030]有益效果：
[0031]本申请提供了一种超高层抗震结构，涉及建筑
，主要针对超高层建筑的悬挑结构。其中，钢筋混凝土的悬挑层与悬挑辅助架之间的容纳腔内设置有质量滑块变频装置，该质量滑块变频装置驱动质量滑块在垂直于所述建筑主体表面的方向上运动，可以调整悬挑结构的固有频率。对悬挑结构的实时固有频率调整，可以避免环境振动频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高层抗震结构，其特征在于，包括：悬挑层，垂直固定于建筑主体上，形成悬挑结构，所述悬挑层为钢筋混凝土层；悬挑辅助架，与所述悬挑层内的钢桁架连接，设置于所述悬挑层朝向地面的一侧，所述悬挑辅助架与所述悬挑层之间构成半封闭容纳腔；质量滑块变频装置，设置于所述半封闭容纳腔内，用于驱动质量滑块在垂直于所述建筑主体表面的方向上运动，以调整所述超高层抗震结构的固有频率。2.根据权利要求1所述的超高层抗震结构，其特征在于，所述超高层抗震结构还包括振动传感器和控制设备，所述控制设备与所述振动传感器和质量滑块变频装置电连接；所述振动传感器安装于所述悬挑层上，用于将其接受到的传感信号反馈给所述控制设备；所述控制设备用于根据所述传感信号控制所述质量滑块变频装置驱动质量滑块进行移动。3.根据权利要求2所述的超高层抗震结构，其特征在于，所述质量滑块变频装置包括外壳箱体、丝杆驱动电机、丝杆和单个质量滑块；所述丝杆驱动电机固定于所述外壳箱体内；所述丝杆穿过所述质量滑块，沿垂直于所述建筑主体表面的方向设置；所述丝杆驱动电机用于驱动所述丝杆转动，从而带动所述质量滑块在所述丝杆构成的滑轨上运动。4.根据权利要求3所述的超高层抗震结构，其特征在于，所述丝杆背离所述丝杆驱动电机的末端设置有挡位块，所述挡位块的截面尺寸大于所述丝杆的截面尺寸。5.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：文韬，张茅，张鹏，王文渊，乔稳超，叶雄伟，徐绍源，彭铭旭，李元，曾信，常艳，
申请(专利权)人：中国建筑第二工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：