本發(fā)明涉及，尤其指一種基于外伸桁架與慣容阻尼聯(lián)動(dòng)的老舊建筑加裝電梯抗震系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來，基于性能的抗震設(shè)計(jì)逐漸成為建筑結(jié)構(gòu)安全控制的核心方向，其中層間位移角作為關(guān)鍵性能指標(biāo)被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)變形控制與耗能裝置布置。研究表明，剪力墻結(jié)構(gòu)在水平地震作用下的總層間位移由兩部分組成：一是由樓層構(gòu)件受力變形產(chǎn)生的有害位移（如墻體彎曲與剪切變形），二是由結(jié)構(gòu)整體彎曲變形引起的剛體轉(zhuǎn)動(dòng)位移（即無害位移）。文獻(xiàn)《剪力墻結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)層間位移確定方法》（鄧明科等，2008）明確指出，對(duì)于以彎曲變形為主的高層剪力墻結(jié)構(gòu)，名義層間位移角（總位移與層高之比）沿建筑高度由下至上逐漸增大，但實(shí)際反映結(jié)構(gòu)破壞程度的有害層間位移角反而在底部樓層最大。尤其在結(jié)構(gòu)頂部，如圖4所示，名義層間位移中剛體轉(zhuǎn)動(dòng)位移占比極高，導(dǎo)致傳統(tǒng)以名義層間位移角為基準(zhǔn)的阻尼器布置策略在此類結(jié)構(gòu)中存在顯著局限性。

2、目前，慣容阻尼器等被動(dòng)控制裝置多安裝于結(jié)構(gòu)層間位移較大的部位（如中上部樓層），依賴結(jié)構(gòu)變形驅(qū)動(dòng)其工作。然而，在剪力墻結(jié)構(gòu)中，盡管頂部樓層的名義層間位移較大，但有害位移占比極低，實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件的真實(shí)變形較小。這一矛盾導(dǎo)致傳統(tǒng)阻尼器在頂部樓層的實(shí)際耗能效率遠(yuǎn)低于預(yù)期，尤其是針對(duì)老舊建筑加固場(chǎng)景，例如中國(guó)專利cn118327343?a公開的一種老舊住宅的加裝電梯，其直接通過在加裝電梯的頂端與老舊建筑主體之間連接阻尼器來進(jìn)行耗能，但由于結(jié)構(gòu)頂部剛度退化后剛體位移進(jìn)一步增大，傳統(tǒng)阻尼器因無法有效捕捉此類“無害位移”而難以激活，難以充分發(fā)揮耗能潛力。此外，這類阻尼器還因安裝位置的特殊性存在后期維護(hù)難度較大的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于外伸桁架與慣容阻尼聯(lián)動(dòng)的老舊建筑加裝電梯抗震系統(tǒng)，以顯著提升耗能效率并降低后期維護(hù)難度。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于外伸桁架與慣容阻尼聯(lián)動(dòng)的老舊建筑加裝電梯抗震系統(tǒng)，包括：

3、外伸桁架，水平設(shè)置于加裝的電梯子結(jié)構(gòu)的頂部，并向建筑主結(jié)構(gòu)方向外伸；

4、慣容裝置，安裝于建筑主結(jié)構(gòu)的頂部；

5、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，連接于外伸桁架外伸端與慣容裝置之間，用于將所述外伸桁架外伸端的豎向位移轉(zhuǎn)換為慣容裝置的水平軸向運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)所述慣容裝置耗散能量。

6、優(yōu)選地，所述聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括鉸接于外伸桁架外伸端的連桿、連接于慣容裝置活塞桿末端的主滑塊，所述連桿與主滑塊鉸接，所述主滑塊滑動(dòng)設(shè)置于建筑主結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置的水平滑槽內(nèi)。

7、更優(yōu)選地，所述外伸桁架外伸端的底部還鉸接有一根拉桿，所述拉桿的底端鉸接有副滑塊，連桿的一端鉸接于主滑塊、另一端鉸接于副滑塊，所述副滑塊滑動(dòng)設(shè)置于建筑主結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置的豎向滑槽內(nèi)。

8、更優(yōu)選地，所述慣容裝置為對(duì)稱雙出桿式液壓慣容器，其缸體通過可拆卸法蘭固定于建筑主結(jié)構(gòu)頂部增設(shè)的基座上。

9、更優(yōu)選地，所述電梯子結(jié)構(gòu)的高度高于建筑主結(jié)構(gòu)，所述外伸桁架與電梯子結(jié)構(gòu)之間還連接有加強(qiáng)斜撐。

10、另外，本發(fā)明還提供一種加裝有電梯子結(jié)構(gòu)的老舊建筑，其安裝有上述的基于外伸桁架與慣容阻尼聯(lián)動(dòng)的老舊建筑加裝電梯抗震系統(tǒng)。

11、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

12、1、外伸桁架水平設(shè)置于電梯子結(jié)構(gòu)頂部并向建筑主結(jié)構(gòu)外伸，通過杠桿效應(yīng)將建筑頂部在地震中的水平位移（尤其是由整體彎曲變形產(chǎn)生的剛體轉(zhuǎn)動(dòng)位移）放大為外伸桁架外伸端的顯著豎向位移。此設(shè)計(jì)突破傳統(tǒng)阻尼器對(duì)層間位移的依賴，能夠?qū)鹘y(tǒng)技術(shù)中難以利用的“無害位移”轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)慣容裝置的有效機(jī)械能，顯著提升能量耗散效率。

13、2、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過機(jī)械傳動(dòng)將外伸桁架外伸端的豎向位移轉(zhuǎn)換為慣容裝置的水平軸向運(yùn)動(dòng)，直接驅(qū)動(dòng)其內(nèi)部慣容質(zhì)量與阻尼介質(zhì)的協(xié)同作用。該轉(zhuǎn)換過程避免了傳統(tǒng)阻尼器因安裝角度偏差導(dǎo)致的能量傳遞損失，同時(shí)軸向受力模式可最大化慣容裝置的耗能密度，使其在較小地震激勵(lì)下即可快速激活并達(dá)到最佳工作狀態(tài)。

14、3、該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)模塊化構(gòu)造，尤其是通過將慣容裝置直接安裝于建筑主結(jié)構(gòu)的頂部，便于既有建筑改造時(shí)的快速安裝與后期檢修，從而大幅降低后期的維護(hù)難度和成本。

技術(shù)特征：

1.基于外伸桁架與慣容阻尼聯(lián)動(dòng)的老舊建筑加裝電梯抗震系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于外伸桁架與慣容阻尼聯(lián)動(dòng)的老舊建筑加裝電梯抗震系統(tǒng)，其特征在于：所述聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括鉸接于外伸桁架（1）外伸端的連桿（5）、連接于慣容裝置（4）活塞桿末端的主滑塊（6），所述連桿（5）與主滑塊（6）鉸接，所述主滑塊（6）滑動(dòng)設(shè)置于建筑主結(jié)構(gòu)（3）頂部設(shè)置的水平滑槽（8）內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于外伸桁架與慣容阻尼聯(lián)動(dòng)的老舊建筑加裝電梯抗震系統(tǒng)，其特征在于：所述外伸桁架（1）外伸端的底部還鉸接有一根拉桿（7），所述拉桿（7）的底端鉸接有副滑塊（11），所述連桿（5）的一端鉸接于主滑塊（6）、另一端鉸接于副滑塊（11），所述副滑塊（11）滑動(dòng)設(shè)置于建筑主結(jié)構(gòu)（3）頂部設(shè)置的豎向滑槽（12）內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于外伸桁架與慣容阻尼聯(lián)動(dòng)的老舊建筑加裝電梯抗震系統(tǒng)，其特征在于：所述慣容裝置（4）為對(duì)稱雙出桿式液壓慣容器，其缸體通過可拆卸法蘭固定于建筑主結(jié)構(gòu)（3）頂部增設(shè)的基座（9）上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于外伸桁架與慣容阻尼聯(lián)動(dòng)的老舊建筑加裝電梯抗震系統(tǒng)，其特征在于：所述電梯子結(jié)構(gòu)（2）的高度高于建筑主結(jié)構(gòu)（3），所述外伸桁架（1）與電梯子結(jié)構(gòu)（2）之間還連接有加強(qiáng)斜撐（10）。

6.一種加裝有電梯子結(jié)構(gòu)的老舊建筑，其特征在于：安裝有權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的基于外伸桁架與慣容阻尼聯(lián)動(dòng)的老舊建筑加裝電梯抗震系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
基于外伸桁架與慣容阻尼聯(lián)動(dòng)的老舊建筑加裝電梯抗震系統(tǒng)，涉及建筑抗震技術(shù)領(lǐng)域，其包括架，水平設(shè)置于加裝的電梯子結(jié)構(gòu)的頂部，并向建筑主結(jié)構(gòu)方向外伸；慣容裝置，安裝于建筑主結(jié)構(gòu)的頂部；聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，連接于外伸桁架外伸端與慣容裝置之間，用于將所述外伸桁架外伸端的豎向位移轉(zhuǎn)換為慣容裝置的水平軸向運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)所述慣容裝置耗散能量。本發(fā)明將電梯井道結(jié)構(gòu)頂部的彎曲轉(zhuǎn)角位移通過外伸桁架放大后，由聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為慣容裝置的高效水平軸向運(yùn)動(dòng)，顯著提升了能量耗散效率，并且該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)模塊化構(gòu)造，尤其是通過將慣容裝置直接安裝于建筑主結(jié)構(gòu)的頂部，便于既有老舊建筑改造時(shí)的快速安裝與后期檢修，從而大幅降低后期的維護(hù)難度和成本。

技術(shù)研發(fā)人員：劉文祥,賀輝,游春華,王鵬韜,談忠坤,周宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15