過高強(qiáng)螺栓33與地基連接板32穿接在一起，所述墊板34設(shè)置于地基連接板32與高強(qiáng)螺栓33之間，所述上部結(jié)構(gòu)連接板31與上部結(jié)構(gòu)I的結(jié)構(gòu)底板16鉸接，并且在安裝并且在安裝高強(qiáng)螺栓部位開設(shè)長(zhǎng)圓孔或較大的圓孔，用于保證上部結(jié)構(gòu)連接板31與地基連接板32之間的相對(duì)滑動(dòng)自由度，上部結(jié)構(gòu)連接板31與地基連接板32之間的接觸面為摩擦連接，并通過調(diào)節(jié)高強(qiáng)螺栓33的預(yù)應(yīng)力以控制對(duì)應(yīng)的摩擦參數(shù)，所述地基連接板32與現(xiàn)澆地基4上的預(yù)埋鋼板6鉸接。
[0020]在所述上部結(jié)構(gòu)I底部沿結(jié)構(gòu)底板16環(huán)向和徑向設(shè)置加勁肋構(gòu)成加勁底板15，在上部結(jié)構(gòu)I的筒壁11外側(cè)與結(jié)構(gòu)底板16上端之間設(shè)置有底部外加勁肋13，用于與加勁底板15來傳遞摩擦阻尼裝置3的輸出力。
[0021]參照?qǐng)D6所示，為進(jìn)一步提高本結(jié)構(gòu)的阻尼耗能能力，可同時(shí)在基底設(shè)置阻尼器或在上部結(jié)構(gòu)I頂部安裝調(diào)頻阻尼器，以控制結(jié)構(gòu)擺動(dòng)時(shí)的側(cè)移。圖6中傳動(dòng)裝置82將結(jié)構(gòu)傳來的垂直位移轉(zhuǎn)換為水平位移，引起阻尼器81的拉伸或壓縮，從而為結(jié)構(gòu)提供了額外的阻尼，減小結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)幅度，且并不影響結(jié)構(gòu)的搖擺自復(fù)位功能。另外，可在上部結(jié)構(gòu)I底部和搖擺半球14內(nèi)適當(dāng)填充重物，提高結(jié)構(gòu)的自復(fù)位能力。
[0022]該結(jié)構(gòu)還包括一種搖擺自復(fù)位自立式高聳結(jié)構(gòu)的施工方法，該方法包括以下步驟:
步驟(I)根據(jù)設(shè)計(jì)和施工要求，在工廠分段加工上部結(jié)構(gòu)I，在筒壁11內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)位置焊接內(nèi)環(huán)向加勁肋12和限位支架23;在底部節(jié)段的底部?jī)?nèi)側(cè)焊接加勁底板15，外側(cè)焊接底部外加勁肋13，在加勁底板15下部焊接搖擺半球14;
步驟(2)在結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)開挖基坑，按設(shè)計(jì)尺寸布置模板和鋼筋，并在對(duì)應(yīng)位置布置普通地錨5、抗剪地錨7、預(yù)埋鋼板6、拉索地錨24和足夠長(zhǎng)的預(yù)應(yīng)力拉索22，而后澆筑混凝土并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，形成現(xiàn)澆地基4;
步驟(3)定位安裝上部結(jié)構(gòu)I的最底部節(jié)段，定位后，將抗剪地錨7穿過搖擺半球14，并用螺母固定，將預(yù)先布置的預(yù)應(yīng)力拉索穿過加勁底板15和限位支架23;在底板和現(xiàn)澆基礎(chǔ)之間均勻設(shè)置千斤頂，頂住上部結(jié)構(gòu)I，防止晃動(dòng)；
步驟(4)在上部結(jié)構(gòu)I的底板下鉸接摩擦阻尼裝置3的上部結(jié)構(gòu)連接板31，在現(xiàn)澆基礎(chǔ)4上的預(yù)埋鋼板6上鉸接地基連接板32，用高強(qiáng)螺栓33將三塊板連接，并施加預(yù)應(yīng)力；
步驟(5)利用吊車，逐個(gè)安裝上部結(jié)構(gòu)I的其他節(jié)段，每個(gè)節(jié)段安裝時(shí)，將預(yù)應(yīng)力拉索22穿過該節(jié)段的限位支架，安裝至內(nèi)環(huán)向加勁肋12所在節(jié)段時(shí)，對(duì)預(yù)應(yīng)力拉索22進(jìn)行張拉，并用錨固件21錨固，隨后安裝其上節(jié)段直至結(jié)構(gòu)安裝完成；
步驟(6)結(jié)構(gòu)安裝完成后，撤去加勁底板15和預(yù)埋鋼板6之間的千斤頂。
[0023]本發(fā)明原理
由于自立式高聳結(jié)構(gòu)通常豎向荷載較小，其豎向荷載可由搖擺半球14傳遞至地基，同時(shí)搖擺半球14周邊的摩擦阻尼裝置3亦可承擔(dān)部分豎向荷載，從而保證了自立式高聳結(jié)構(gòu)的正常使用；有側(cè)向動(dòng)力荷載作用時(shí)，當(dāng)振動(dòng)激勵(lì)較小，由于摩擦阻尼裝置3具有初始的滑動(dòng)摩擦平臺(tái)，受力小于該平臺(tái)時(shí)，裝置并不發(fā)生滑動(dòng)，從而支撐了上部結(jié)構(gòu)I不發(fā)生擺動(dòng)，靠上部結(jié)構(gòu)I自身的剛度抵抗側(cè)向荷載；當(dāng)振動(dòng)激勵(lì)較大，摩擦阻尼裝置3受力超過其摩擦平臺(tái)，開始發(fā)生滑動(dòng)，上部結(jié)構(gòu)I以搖擺半球與現(xiàn)澆地基4的接觸點(diǎn)為軸發(fā)生擺動(dòng)，摩擦阻尼裝置3的滑動(dòng)為結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)提供了阻尼耗能，從而控制上部結(jié)構(gòu)I的擺動(dòng)不會(huì)過大，此時(shí)上部結(jié)構(gòu)I近似剛體運(yùn)動(dòng)，自身變形較小，安全性得到保證;當(dāng)振動(dòng)激勵(lì)逐漸減小或消失，拉索體系2中的預(yù)應(yīng)力拉索22將把上部結(jié)構(gòu)I拉回原先的位置，擺動(dòng)過程中可能損壞的摩擦阻尼裝置3可在此時(shí)進(jìn)行更換或維修。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種搖擺自復(fù)位自立式高聳結(jié)構(gòu)，包括常規(guī)自立式高聳結(jié)構(gòu)截面的上部結(jié)構(gòu)(1)、現(xiàn)澆地基(4)、預(yù)埋鋼板(6)和抗剪地錨(7)，其特征在于，所述上部結(jié)構(gòu)(I)內(nèi)部沿內(nèi)側(cè)均勻布置多組拉索體系(2)，在所述上部結(jié)構(gòu)(I)與現(xiàn)澆地基(4)之間設(shè)置有搖擺半球(14)和摩擦阻尼裝置(3)，所述摩擦阻尼裝置(3)設(shè)置在搖擺半球(14)周邊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搖擺自復(fù)位自立式高聳結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上部結(jié)構(gòu)(I)包括筒壁(U)、以及設(shè)置于筒壁(11)底部的結(jié)構(gòu)底板(16)，在所述筒壁(11)內(nèi)部一定高度處設(shè)置有內(nèi)環(huán)向加勁肋(12)，所述拉索體系(2)—端連接內(nèi)環(huán)向加勁肋(12)，另一端連接現(xiàn)澆地基(4)，所述搖擺半球(14)的平面端連接結(jié)構(gòu)底板(16)，搖擺半球(14)的曲面端通過抗剪地錨(7)與現(xiàn)澆地基(4)上的預(yù)埋鋼板(6)接觸，所述摩擦阻尼裝置(3)的一端與結(jié)構(gòu)底板(16)相連，另一端與現(xiàn)澆地基(4)上的預(yù)埋鋼板(6)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的搖擺自復(fù)位自立式高聳結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述拉索體系(2)由錨固件(21)、預(yù)應(yīng)力拉索(22)、限位支架(23)和拉索地錨(24)組成，所述預(yù)應(yīng)力拉索(22)的一端由錨固件(21)錨固于上部結(jié)構(gòu)(I)的內(nèi)環(huán)向加勁肋(12)處，另一端由拉索地錨(24)錨固于現(xiàn)澆地基(4)內(nèi)，所述限位支架(23)沿預(yù)應(yīng)力拉索(22)高度位置均勻布置于筒壁(11)內(nèi)側(cè)，用于控制預(yù)應(yīng)力拉索(22)不與筒壁(11)內(nèi)側(cè)接觸。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的搖擺自復(fù)位自立式高聳結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述摩擦阻尼裝置(3)由上部結(jié)構(gòu)連接板(31)、地基連接板(32)、高強(qiáng)螺栓(33)和墊板(34)組成，所述上部結(jié)構(gòu)連接板(31)通過高強(qiáng)螺栓(33)與地基連接板(32)穿接在一起，所述墊板(34)設(shè)置于地基連接板(32)與高強(qiáng)螺栓(33)之間，所述上部結(jié)構(gòu)連接板(31)與上部結(jié)構(gòu)(I)的結(jié)構(gòu)底板(16)鉸接，并且在安裝高強(qiáng)螺栓部位開設(shè)長(zhǎng)圓孔或較大的圓孔，用于保證上部結(jié)構(gòu)連接板(31)與地基連接板(32)之間的相對(duì)滑動(dòng)自由度，上部結(jié)構(gòu)連接板(31)與地基連接板(32)之間的接觸面為摩擦連接，并通過調(diào)節(jié)高強(qiáng)螺栓(33)的預(yù)應(yīng)力以控制對(duì)應(yīng)的摩擦參數(shù)，所述地基連接板(32)與現(xiàn)澆地基(4)上的預(yù)埋鋼板(6)鉸接。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的搖擺自復(fù)位自立式高聳結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述上部結(jié)構(gòu)(I)底部沿結(jié)構(gòu)底板(16)環(huán)向和徑向設(shè)置加勁肋構(gòu)成加勁底板(15)，在上部結(jié)構(gòu)(I)的筒壁(II)外側(cè)與結(jié)構(gòu)底板(16)上端之間設(shè)置有底部外加勁肋(13)，用于與加勁底板(15)來傳遞摩擦阻尼裝置(3)的輸出力。6.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的搖擺自復(fù)位自立式高聳結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)還包括一種搖擺自復(fù)位自立式高聳結(jié)構(gòu)的施工方法，該方法包括以下步驟: 步驟(I)根據(jù)設(shè)計(jì)和施工要求，在工廠分段加工上部結(jié)構(gòu)I，在筒壁11內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)位置焊接內(nèi)環(huán)向加勁肋12和限位支架23;在底部節(jié)段的底部?jī)?nèi)側(cè)焊接加勁底板15，外側(cè)焊接底部外加勁肋13，在加勁底板15下部焊接搖擺半球14; 步驟(2)在結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)開挖基坑，按設(shè)計(jì)尺寸布置模板和鋼筋，并在對(duì)應(yīng)位置布置普通地錨5、抗剪地錨7、預(yù)埋鋼板6、拉索地錨24和足夠長(zhǎng)的預(yù)應(yīng)力拉索22，而后澆筑混凝土并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，形成現(xiàn)澆地基4; 步驟(3)定位安裝上部結(jié)構(gòu)I的最底部節(jié)段，定位后，將抗剪地錨7穿過搖擺半球14，并用螺母固定，將預(yù)先布置的預(yù)應(yīng)力拉索穿過加勁底板15和限位支架23;在底板和現(xiàn)澆基礎(chǔ)之間均勻設(shè)置千斤頂，頂住上部結(jié)構(gòu)I，防止晃動(dòng)； 步驟(4)在上部結(jié)構(gòu)I的底板下鉸接摩擦阻尼裝置3的上部結(jié)構(gòu)連接板31，在現(xiàn)澆基礎(chǔ)4上的預(yù)埋鋼板6上鉸接地基連接板32，用高強(qiáng)螺栓33將三塊板連接，并施加預(yù)應(yīng)力； 步驟(5)利用吊車，逐個(gè)安裝上部結(jié)構(gòu)I的其他節(jié)段，每個(gè)節(jié)段安裝時(shí)，將預(yù)應(yīng)力拉索22穿過該節(jié)段的限位支架，安裝至內(nèi)環(huán)向加勁肋12所在節(jié)段時(shí)，對(duì)預(yù)應(yīng)力拉索22進(jìn)行張拉，并用錨固件21錨固，隨后安裝其上節(jié)段直至結(jié)構(gòu)安裝完成； 步驟(6)結(jié)構(gòu)安裝完成后，撤去加勁底板15和預(yù)埋鋼板6之間的千斤頂。
【專利摘要】本發(fā)明是一種搖擺自復(fù)位自立式高聳結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要包括上部結(jié)構(gòu)、拉索體系、摩擦阻尼裝置、現(xiàn)澆地基、普通地錨、預(yù)埋鋼板、抗剪地錨組成，所述上部結(jié)構(gòu)與一般自立式高聳結(jié)構(gòu)截面相同，但沿筒壁內(nèi)側(cè)均勻布置多組拉索體系，在上部結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆地基之間設(shè)置搖擺半球，同時(shí)底板適當(dāng)位置安裝摩擦阻尼裝置，本結(jié)構(gòu)體系受到較大的動(dòng)力荷載時(shí)，上部結(jié)構(gòu)繞搖擺半球和預(yù)埋鋼板的接觸點(diǎn)擺動(dòng)，通過摩擦阻尼裝置耗能，抗剪錨栓抵抗剪力，振后利用預(yù)應(yīng)力拉索復(fù)位。本發(fā)明具有上部結(jié)構(gòu)用鋼量小、構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉、自動(dòng)復(fù)位、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】E04B1/98
【公開號(hào)】CN105672517
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610134696
【發(fā)明人】陳鑫, 郭彤, 李啟才, 李愛群, 王亞偉
【申請(qǐng)人】蘇州科技學(xué)院
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年3月10日