申请/专利权人：清华大学

申请日：2018-09-26

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN108952290B

主分类号：E04H9/02

分类号：E04H9/02;E04B1/34;E04B1/98

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.01.01#实质审查的生效;2018.12.07#公开

摘要：本发明公开了一种高架独柱车站的消能减震体结构，包括：消能墩柱，底层防屈曲支撑框架，腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁和二层剪切连梁偏心支撑框架均用于在震级小于或等于预设震级时，提供额外的刚度，且在大于预设震级时，单独或与消能墩柱，底层防屈曲支撑框架，腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁和二层剪切连梁偏心支撑框架中任意组合，一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量。该消能减震体结构不仅适用于独柱高架车站，对于同类型的非规则结构，在类似的抗震薄弱环节同样可采用该消能减震结构中的某种消能减震子结构，从而提升其抗震性能和灾后可恢复性，具有良好的推广前景。

主权项：1.一种高架独柱车站的消能减震体结构，其特征在于，包括：消能墩柱，用于在震级小于或等于第一预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第一预设震级时，由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量；其中，所述消能墩柱包括钢管混凝土柱、低屈服点钢剪切连梁和第一连接节点，其中，所述消能墩柱由相邻的钢管混凝土柱组成，且中间设置有所述低屈服点钢剪切连梁相连，所述低屈服点钢剪切连梁在消能墩柱的柱肢之间均匀布置，且通过柱肢内侧伸出的牛腿与柱肢通过所述第一连接节点相连；底层防屈曲支撑框架，用于在震级大于第二预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第二预设震级时，与所述消能墩柱一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量；其中，所述底层防屈曲支撑框架由底层钢管混凝土柱、防屈曲支撑、底层纵向主梁和第二连接节点组成；所述防屈曲支撑的布置形式采用人字型形式、V字型形式、X字型形式、K字型形式或单对角布置形式；所述防屈曲支撑设置于底层所有的框架内部，或设置在部分开间，其中，在二层剪切连梁偏心支撑框架与所述防屈曲支撑的连接处有铰接节点，所述铰接节点的一端与所述二层剪切连梁偏心支撑框架通过加固板固接，且所述铰接节点的另一端通过端部与所述防屈曲支撑通过所述第二连接节点连接；腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁，用于在震级大于第三预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第三预设震级时，与所述消能墩柱和所述底层防屈曲支撑框架一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量；其中，所述腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁由悬臂转换梁、腋间防屈曲支撑和第三连接节点组成，其中，顶部与所述腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁的等截面端底部连接，且底部则与消能墩柱的柱肢相连；所述二层剪切连梁偏心支撑框架，用于在震级大于第四预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第四预设震级时，与所述消能墩柱、所述底层防屈曲支撑框架和所述腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量；其中，所述二层剪切连梁偏心支撑框架由二层纵向边主梁、二层边柱、钢支撑、低屈服点钢剪切连梁和第四连接节点组成。

全文数据：高架独柱车站的消能减震体结构技术领域[0001]本发明涉及结构工程技术领域，特别涉及一种高架独柱车站的消能减震体结构。背景技术[0002]如图1所示，为不影响既有城市路面交通，高架站台通常设立于道路中央的隔离带处，下部桥梁结构沿纵向采用路中独柱形式，墩柱沿两侧横向伸出悬臂盖梁作为站房建筑结构的支承体系，一般首层盖梁支承站厅层，上层盖梁支承站台层，车站整体构成形似“干”字形的独柱长悬臂式结构体系。该种结构形式虽然能够高效利用城市建筑空间，但因其“上大下小”和“纵长横短”的不规则结构特点，以及“高独柱抗侧”和“长悬臂承重”的非常规受力模式，不利于该结构体系的抗震设计，严重制约高架独柱车站在高烈度设防地区的推广和应用。[0003]在传统的车站结构抗震设计中，为实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防标准，满足不同构件的不同抗震性能需求，通常只能增强结构自身的强度及刚度等性能指标，这是一种“以刚克刚”的做法。这种设计方法严重依赖于主体结构构件进入弹塑性阶段后的变形能力和滞回耗能特征，是消极被动的抗震对策:为保证塑性较区域的耗能能力，常常需要增大构件截面或增加截面配筋，这不仅耗费了建筑材料、占用结构使用面积，而且随之提高的结构质量和刚度可能还会导致地震作用的增强，不具备主动调节的能力。一旦这些储存和消耗地震能量输入的关键主体结构，在强震下发生损伤或破坏，将严重影响到结构体系的整体抗震性能，其维修和更换的高难度也不易满足近年来抗震减灾领域所提出的“震后功能可恢复性”的结构性能要求。因此亟需研发适用于高架独柱车站的抗震性能提升的新技术，进一步降低结构损伤程度、避免人员伤亡、减小经济损失和加快灾后功能恢复速度。发明内容[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。[0005]为此，本发明的目的在于提出一种高架独柱车站的消能减震体结构。[0006]为达到上述目的，本发明提出了高架独柱车站的消能减震体结构，包括：消能墩柱，用于在震级小于或等于第一预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第一预设震级时，由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量;底层防屈曲支撑框架，用于在震级大于第二预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第二预设震级时，与所述消能墩柱一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量;腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁，用于在震级大于第三预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第三预设震级时，与所述消能墩柱和所述底层防屈曲支撑框架一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量；二层剪切连梁偏心支撑框架，用于在震级大于第四预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第四预设震级时，与所述消能墩柱、所述底层防屈曲支撑框架和所述腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量。[0007]本发明实施例的高架独柱车站的消能减震体结构，可提升结构的安全冗余度，改善结构由于平面内刚度分布不均匀带来的扭转效应，控制偶然偏心造成的结构扭转，减小因纵向刚度不均而造成的悬臂梁的扭矩，在地震状况下，各类耗能构件会提前进入屈服状态，通过其稳定的滞回行为耗散地震输入的能量，从而降低主体结构体系的地震响应并减小关键主体构件的损伤，同时，高强螺栓连接的装配式连接方式保证了耗能构件在震后的可更换性，结构在震后的可修复性也得到了极大的提升，降低了结构的修复成本，加快了灾后结构功能的恢复速度。[0008]另外，根据本发明上述实施例的高架独柱车站的消能减震体结构还可以具有以下附加的技术特征：[0009]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述消能墩柱、所述底层防屈曲支撑框架、所述腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁和所述二层剪切连梁偏心支撑框架均通过高强螺栓与主体构件固接。[0010]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述消能墩柱包括钢管混凝土柱、低屈服点钢剪切连梁和第一连接节点，其中，所述消能墩柱由相邻的钢管混凝土柱组成，且中间设置有所述低屈服点钢剪切连梁相连，所述低屈服点钢剪切连梁在消能墩柱的柱肢之间均匀布置，且通过柱肢内侧伸出的牛腿与柱肢通过所述第一连接节点相连。[0011]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述消能墩柱采用双肢墩结构。[0012]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述底层防屈曲支撑框架由底层钢管混凝土柱、防屈曲支撑、底层纵向主梁和第二连接节点组成。[0013]可选地，在本发明的一个实施例中，所述防屈曲支撑的布置形式采用人字型形式、V字型形式、X字型形式、K字型形式或单对角布置形式。[0014]可选地，在本发明的一个实施例中，所述防屈曲支撑设置于底层所有的框架内部，或设置在部分开间，其中，在所述二层剪切连梁偏心支撑框架与所述防屈曲支撑的连接处有铰接节点，所述铰接节点的一端与所述二层剪切连梁偏心支撑框架通过加固板固接，且所述铰接节点的另一端通过端部与所述防屈曲支撑通过所述第二连接节点连接。[0015]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁由悬臂转换梁、腋间防屈曲支撑和第三连接节点组成，其中，顶部与所述腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁的等截面端底部连接，且底部则与消能墩柱的柱肢相连。[0016]进一步地，在本发明的一个实施例中，在所述消能墩柱与所述腋间防屈曲支撑连接的节点高度位置，所述消能墩柱内侧应设置有剪切连梁，以的是所述腋间防屈曲支撑传来的轴力由所述剪切连梁和所述柱肢共同承担。[0017]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述二层剪切连梁偏心支撑框架由二层纵向边主梁、二层边柱、钢支撑、低屈服点钢剪切连梁和第四连接节点组成。[0018]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明[0019]本发明上述的和或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明並邳谷芴埋鮮，其中：[0020]图1为相关技术中的传统独柱高架车站的结构示意图。[0021]图2为本发明实施例提出的高架独柱车站的消能减震体结构示意图，其中，⑹为正视图，⑹为侧视图；[0022]图3为本发明具体实施例高架独柱车站的消能减震体结构中的消能墩柱1示意图；[002^]图4为本发明具体实施例高架独柱车站的消能减震体结构中的底层防屈曲支撑框架2不意图；[0024]图5为本发明具体实施例尚架独柱车站的消能减震体结构中的腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁3示意图；[0025]图6为本发明具体实施例高架独柱车站的消能减震体结构中的二层剪切连梁偏心支撑框架4示意图；[0026]图7为本发明具体实施例高架独柱车站的消能减震体结构中的耗能子结构中高强螺栓第一至第四连接节点示意图，其中，（a为正视图，⑹为侧视图。[0027]附图标记说明：[0028]100-尚架独柱车站的消能减震体结构、1-消能墩柱、2-底层防屈曲支撑框架、3-腋间加防^曲支撑悬臂转换梁、4-二层剪切连梁偏心支撑框架、5-底层钢管混凝土柱、6—低屈服点钢剪切连梁、7-第一连接节点、8-防屈曲支撑、9_第二连接节点、10-底层纵向主梁、n—悬臂转换梁、12-腋间防屈曲支撑、13-第三连接节点、14_二层纵向边主梁、15_二层边柱、le-普通钢支撑、17-低屈服点钢剪切连梁、is-第四连接节点、19_连接节点内端板、20_连接节点内加劲肋和21-连接节点内高强螺栓。具体实施方式[0029]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。[0030]下面参照附图描述根据本发明实施例提出的高架独柱车站的消能减震体结构。[0031]图2是本发明一个实施例的高架独柱车站的消能减震体结构示意图。[0032]如图2所示，该高架独柱车站的消能减震体结构100包括:消能墩柱1、底层防屈曲支撑框架2、腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁3和二层剪切连梁偏心支撑框架4。[0033]其中，消能墩柱1用于在震级小于或等于第一预设震级时，提供额外的刚度，且在大于第一预设震级时，由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量。底层防屈曲支撑框架2用于在震级大于第二预设震级时，提供额外的刚度，且在大于第二预设震级时，与消能墩柱一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量。腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁3用于在震级大于第三预设震级时，提供额外的刚度，且在大于第三预设震级时，与所述消能墩柱和所述底层防屈曲支撑框架一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量。二层剪切连梁偏心支撑框架4用于在震级大于第四预设震级时，提供额外的刚度，且在大于第四预设震级时，与所述消能墩柱、所述底层防屈曲支撑框架和所述腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量。该发明实施例高架独柱车站的消能减震体结构100提升各类型高架独柱车站结构的抗震性能，减少结构在大震后的损伤，降低震后的修复成本。[0034]也就是说，在中小震情况下（即预设震级的1-7级），各消能子结构内的耗能构件均处于弹性状态，为结构提供额外的刚度，从而保证结构在中小震情况下的地震响应得到合理的控制，结构在中小震情况下仍然能够满足使用的需求。在大震情况下（即预设震级如超过7级），各消能子结构内的耗能构件均进入屈服阶段，且发生较大的塑性变形，从而给结构带来附加的阻尼，降低结构的地震响应，同时，通过稳定的滞回行为，可极大的消耗地震输入的能量，从而保证主体构件仅受到极小的损伤甚至仍处于弹性状态。在地震过后，一般仅有耗能构件因塑性耗能发生了较大的损伤，因此结构的震后修复仅需将耗能构件进行替换即可，且由于本发明提出的消能体系中，耗能构件均是通过螺栓连接的形式与主体构件相连的，在构件的拆、替换和安装过程中，均无需破坏主体构件或者连接节点，极大的降低了结构灾后的修复成本，提升了结构的灾后可恢复性能。[0035]进一步地，在本发明的一个实施例中，消能墩柱、底层防屈曲支撑框架、腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁和二层剪切连梁偏心支撑框架均通过高强螺栓与主体构件固接。[0036]进一步地，在本发明的一个实施例中，消能墩柱采用双肢墩结构、消能墩柱包括钢管混凝土柱、低屈服点钢剪切连梁和第一连接节点，其中，消能墩柱由相邻的钢管混凝土柱组成，且中间设置有低屈服点钢剪切连梁相连，低屈服点钢剪切连梁在消能墩柱的柱肢之间均匀布置，且通过柱肢内侧伸出的牛腿与柱肢通过第一连接节点相连。[0037]进一步地，在本发明的一个实施例中，底层防屈曲支撑框架由底层钢管混凝土柱、防屈曲支撑、底层纵向主梁和第二连接节点组成。[0038]可选地，在本发明的一个实施例中，防屈曲支撑的布置形式可以采用相关规范推荐的类型，布置形式可以采用人字型形式、V字型形式、X字型形式、K字型形式或单对角布置形式。[0039]可选地，在本发明的一个实施例中，防屈曲支撑设置于底层所有的框架内部，或设置在部分开间，其中，在二层剪切连梁偏心支撑框架与防屈曲支撑的连接处有铰接节点，较接节点的一端与二层剪切连梁偏心支撑框架通过加固板固接，且铰接节点的另一端通过端部与防屈曲支撑通过第二连接节点连接。[0040]进一步地，在本发明的一个实施例中，腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁由悬臂转换梁、腋间防屈曲支撑和第三连接节点组成，其中，顶部与腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁的等截面端底部连接，且底部则与消能墩柱的柱肢相连。[0041]进一步地，在本发明的一个实施例中，在消能墩柱与腋间防屈曲支撑连接的节点高度位置，消能墩柱内侧应设置有剪切连梁，以的是腋间防屈曲支撑传来的轴力由剪切连梁和柱肢共同承担。[0042]需要说明的是，腋间防屈曲支撑的布置应注意不影响车站下部行车的净空要求，腋间防屈曲支撑与悬臂梁和墩柱的连接节点以及防屈曲支撑12的截面特征参数和构造设计均根据相关规范计算确定，在此不做限定。[0043]进一步地，在本发明的一个实施例中，二层剪切连梁偏心支撑框架由二层纵向边主梁、二层边柱、钢支撑^氏屈服点钢剪切连梁和第四连接节点组成。[0044]其中，在二层剪切连梁偏心支撑的耗能剪切连梁段，可以根据需求设置一个或多个耗能剪切连梁，二层剪切连梁偏心支撑框架的剪切连梁一般为工字型截面，普通钢支撑应为刚性支撑，钢支撑和剪切连梁截面特征参数均根据相关规范计算确定，在此不做限定。[0045]另外，本发明实施例消能减震体结构中的第一至第四连接节点均为采用高强螺栓端板连接的连接形式，连接节点主要由端板19、加劲肋20和高强螺栓21组成，且在施工过程中，应保证其他主体构件安装到位后，最后安装各类子结构中的耗能构件，连节点的尺寸和构造、耗能构件的尺寸和构造均应根据相关规范计算确定，以确保连接节点一直处于弹性状态而不发生较大的变形。[0046]下面根据具体实施例对本发明实施例高架独柱车站的消能减震体结构进行进一步的描述。[0047]实施例一[0048]如图2所示，用于高架独柱车站消能减震体系，体系主要包括四类消能减震子结构，1-4分别为消能墩柱、底层防屈曲支撑框架、腋间防屈曲支撑悬臂转换梁和二层剪切连梁偏心支撑框架。在高架独柱车站中，根据工程所处场地的抗震设防烈度和设防目标的不同，可以根据需要选取一种或多种消能减震子结构组成该车站的消能减震体系，且对于某一种消能减震子结构的布置，可以在结构的某一处或者多处根据需求单独使用或者重复使用。在这些子结构中，所有的耗能构件均通过装配式的连接方式与主体构件相连，在中小震情况下为结构提供附加刚度控制结构地震响应，而在大震情况下为结构提供附加阻尼，减低结构地震响应，通过通过自身的塑性变形和滞回行为，消耗地震输入的能量，保护主体构件。[0049]实施例二[0050]如图3所示，用于高架独柱车站的消能减震体系，对于其包含的消能墩柱子结构。该消能墩柱主要用于提升结构在横桥向的抗震性能，消能墩柱由两排列紧密的钢管混凝土柱柱肢组成，且在中间由低屈服点剪切连梁连接。在钢管混凝土柱柱肢的内侧在加工时焊接好牛腿，剪切连梁通过如图7所示的连接节点与钢牛腿相连。相比于原来的独柱墩，消能墩柱的宽度和截面面积均增加，因此其弹性状态下的刚度和承载力增加，可有效控制结构在中小震下的侧向变形，而大震时，剪切连梁承受较大的剪力而发生剪切屈服，进入塑性耗能阶段，从而降低了消能墩柱的刚度并提供了附加的结构阻尼，降低了结构的地震响应。在地震过后，消能墩柱的柱肢仍然处于弹性状态。除了图3所示的消能墩柱形式外，根据实际的工程需求采用多肢钢管混凝土柱并通过耗能剪切连梁相连的结构形式，均属于该消能减震体系所涉及的消能子结构形式。[0051]实施例三[0052]如图4所示，用于高架独柱车站的消能减震体系，对于其包含的底层防屈曲支撑框架子结构。该防屈曲支撑框架主要用于提升结构在顺桥向底层的抗震性能，防屈曲支撑框架由底层墩柱的柱肢和首层的纵向主梁组成，且在中间设置防屈曲支撑连接。在框架施工完成后，在与防屈曲支撑连接的部位焊接好铰接节点，较接节点的一端与框架焊接，通过时应注意采用加固板进行加固，而铰接节点的另一端仍然设计成端板连接的形式，从而与防屈曲支撑采用如图7所示的连接节点相连。相比于原来的纯刚性框架，引入防屈曲支撑后，结构底层纵向的刚度进一步增加，分担了框架的剪力，在中小震下结构侧向变形得到有效的控制，在大震时，防屈曲支撑屈服，通过滞回耗能消耗了顺桥向输入结构底层的地震能量，从而保护了主体构件。除了图4的防屈曲支撑布置形式外，根据实际的工程需求采用的以其他形式例如“人字形”、“V字型”、“X字型”“K字型”以及单对角）布置防屈曲支撑的框架，均属于该消能减震体系所涉及的消能子结构形式。[0053]实施例四[0054]如图5所示，用于高架独柱车站的消能减震体系，对于其包含的腋间防屈曲支撑悬臂梁子结构。该腋间防屈曲支撑主要用于减少悬臂梁在竖向地震和横桥向地震作用产生的弯矩和剪力，为悬臂梁提供额外的支撑可以增加其安全冗余度。悬臂梁等截面段底部和底部墩柱柱肢外侧应焊接铰接节点，且通过加固板加强，铰接节点的另一端均应设计为端板连接，从而通过图7所示的连接节点形式与防屈曲支撑连接。相比于原来的悬臂结构，腋间支撑分担了活载和地震荷载下的竖向分力，控制了中小震下结构悬臂端的竖向变形，消耗了竖向地震输入的能量，保护了悬臂梁构件。除了图5的防屈曲支撑布置形式外，根据实际的工程需求在悬臂梁和墩柱腋间采用防屈曲支撑类耗能构件加固悬臂梁的形式，均属于该消能减震体系所涉及的消能子结构形式。[0055]实施例五[0056]如图6所示，用于高架独柱车站的消能减震体系，对于其包含的二层剪切连梁偏心支撑框架子结构。该偏心支撑框架主要用于提升结构二层在顺桥向的抗震性能，偏心支撑由二层的边柱和上部边主梁组成，偏心支撑的引入一方面可以增加二层的抗侧刚度，控制二层在地震下的变形，耗散地震输入结构二层的能量，另一方面，偏心支撑的引入可以改变二层外侧和内部刚度的差异，从而减少因为纵向差异而给悬臂梁带来的巨大扭矩。在偏心支撑与框架连接处，均应设置牛腿，并在牛腿外侧设置端板，从而与剪切连梁通过图7所示的连接节点连接。在偏心支撑的耗能段，可以根据需求设置单个或者多个剪切连梁耗能构件。除了图6所示的偏心支撑布置形式外，根据实际的工程需求采用的以其他偏心支撑形式设计的框架，均属于该消能减震体系所涉及的消能子结构形式。[0057]实施例六[0058]用于高架独柱车站的消能减震体系，在各类消能子结构中，耗能构件与主体构件的连接方式均是采用高强螺栓端板连接的形式，该类型属于一种典型的装配式连接类型，在连接主体构件通过焊接牛腿的方式外伸，提供连接的空间，并在连接处端部设置连接端板，端板与牛腿之间一般都通过加劲肋加固，端板厚度一般超过30mm，在耗能构件的两端，同样应设置同等厚度的端板，且与耗能构件通过加劲肋连接，对于其他类似于端板连接的装配式连接节点形式，用于连接耗能构件与主体构件的，均应属于本发明提出的消能减震体系内的连接节点形式。[0059]综上所述，相比于传统的消能减震方案，本发明实施例最大的特点在于采用了多耗能子结构、多耗能构件的消能减震策略，属于新型的混合消能减震体系概念范畴。传统的消能减震方案往往仅针对某一类规则结构或轻度不规则结构，因为仅采用了单类的耗能构件，但是当工程对象变为类似于高架独柱车站这种高度不规则的结构时，再采用传统的消能减震方案已经无法满足工程实践的需求，因此本发明提出了一种有针对性的，面向高度不规则结构各个薄弱环节，全方位提升结构抗震性能和灾后可恢复性能的消能减震策略，本发明的这种思想和提出的几类耗能子结构，不仅仅适用于高架独柱车站，通过不同的组合方式，还能适用于同类型的高度不规则结构，因此具有非常广泛的应用前景。而从成本和施工的，度来看，本发明采用装配式的连接方式，在安装和修复的过程中，仅需要再连接节点处对高强螺栓进行操作，无现场焊接和切割工作，不会对主体构件或者连接节点造成任何影响，因此将维护和安装成本降到了最低。[0060]需要说明的是，对于耗能构件来说，其构造和设置与传统消能减震体系方案类似，因此相比传统方案不会在耗能减震构件的设计加工或者材料费用上增加任何成本，施工工程中，应注意耗能构件的安装应在所有主体构件安装完成后再进行，从而使得耗能构件不参与抵抗结构的恒载，提升耗能构件在地震力作用下的工作效率。[0061]另外，本发明实施例的施工方式和施工工序为：[0062]1、在消能子结构的主体构件加工制作时，在与耗能构件的连接位置预先制作好牛腿，并焊接端板，用于现场与耗能构件的连接；[0063]2、施工时先施工完成全部的主体构件，然后在需要设置消能减震体系的位置，安装对应的耗能构件；[0064]3、耗能构件安装时，均采用本发明提出的高强螺栓连接的连接方式。[0065]根据本发明实施例提出的高架独柱车站的消能减震体结构，可提升结构的安全冗余度，改善结构由于平面内刚度分布不均勾带来的扭转效应，控制偶然偏心造成的结构扭转，减小因纵向刚度不均而造成的悬臂梁的扭矩，在地震状况下，各类耗能构件会提前进入屈服状态，通过其稳定的滞回行为耗散地震输入的能量，从而降低主体结构体系的地震响应并减小关键主体构件的损伤，同时，高强螺栓连接的装配式连接方式保证了耗能构件在震后的可更换性，结构在震后的可修复性也得到了极大的提升，降低了结构的修复成本，力口快了灾后结构功能的恢复速度。[0066]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。[0067]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0068]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。[0069]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。[0070]尽管上面己经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

权利要求：1.一种高架独柱车站的消能减震体结构，其特征在于，包括：消能墩柱，用于在震级小于或等于第一预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第一预设震级时，由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量；底层防屈曲支撑框架，用于在震级大于第二预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第二预设震级时，与所述消能墩柱一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量；腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁，用于在震级大于第三预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第三预设震级时，与所述消能墩柱和所述底层防屈曲支撑框架一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量；二层剪切连梁偏心支撑框架，用于在震级大于第四预设震级时，提供额外的刚度，且在大于所述第四预设震级时，与所述消能墩柱、所述底层防屈曲支撑框架和所述腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁一同由弹性状态进入屈服状态，以发生塑性变形，消耗地震的部分输入能量。2.根据权利要求1所述的高架独柱车站的消能减震体结构，其特征在于，所述消能墩柱、所述底层防屈曲支撑框架、所述腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁和所述二层剪切连梁偏心支撑框架均通过高强螺栓与主体构件固接。3.根据权利要求1所述的高架独柱车站的消能减震体结构，其特征在于，所述消能墩柱包括钢管混凝土柱、低屈服点钢剪切连梁和第一连接节点，其中，所述消能墩柱由相邻的钢管混凝土柱组成，且中间设置有所述低屈服点钢剪切连梁相连，所述低屈服点钢剪切连梁在消能墩柱的柱肢之间均匀布置，且通过柱肢内侧伸出的牛腿与柱肢通过所述第一连接节点相连。4.根据权利要求1所述的高架独柱车站的消能减震体结构，其特征在于，所述消能墩柱采用双肢墩结构。5.根据权利要求1所述的高架独柱车站的消能减震体结构，其特征在于，所述底层防屈曲支撑框架由底层钢管混凝土柱、防屈曲支撑、底层纵向主梁和第二连接节点组成。6.根据权利要求5所述的高架独柱车站的消能减震体结构，其特征在于，所述防屈曲支撑的布置形式采用人字型形式、V字型形式、X字型形式、K字型形式或单对角布置形式。7.根据权利要求5或所述的高架独柱车站的消能减震体结构，其特征在于，所述防屈曲支撑设置于底层所有的框架内部，或设置在部分开间，其中，在所述二层剪切连梁偏心支撑框架与所述防屈曲支撑的连接处有铰接节点，所述铰接节点的一端与所述二层剪切连梁偏心支撑框架通过加固板固接，且所述铰接节点的另一端通过端部与所述防屈曲支撑通过所述第二连接节点连接。8.根据权利要求1或所述的高架独柱车站的消能减震体结构，其特征在于，所述腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁由悬臂转换梁、腋间防屈曲支撑和第三连接节点组成，其中，顶部与所述腋间加防屈曲支撑悬臂转换梁的等截面端底部连接，且底部则与消能墩柱的柱肢相连。9.根据权利要求1或所述的高架独柱车站的消能减震体结构，其特征在于，在所述消能墩柱与所述腋间防屈曲支撑连接的节点高度位置，所述消能墩柱内侧应设置有剪切连梁，以的是所述腋间防屈曲支撑传来的轴力由所述剪切连梁和所述柱肢共同承担。10.根据权利要求1或所述的高架独柱车站的消能减震体结构，其特征在于，所述二层剪切连梁偏心支撑框架由二层纵向边主梁、二层边柱、钢支撑、低屈服点钢剪切连梁和第四连接节点组成。

百度查询： 清华大学 高架独柱车站的消能减震体结构

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