CN110424631A - 自控抗震耗能雨棚柱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自控抗震耗能雨棚柱，包括内柱及其外周的外柱，均为钢筋混凝土柱，内柱和外柱组成同轴的双层柱结构；内柱与外柱之间为内柱的模板，模板上自上而下环周设置有销键孔，利用混凝土浇筑内柱与外柱时在销键孔处形成内外柱之间横向的连接销键。本发明的内、外柱间能通过连接销键传递内力，保持内、外柱的整体性和共同工作性能，当连接销键因传递剪力过大而失效后，雨棚柱变成内柱和外柱两根独立受力柱，传递接触压力，具有相同的水平位移，柱竖向可自由滑动，提高了结构的抗震性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种雨棚柱结构，具体涉及一种自控抗震耗能雨棚柱。
背景技术
钢筋混凝土结构抗侧力构件按照小震作用水平设计具有相应的受弯和受剪承载力后，当遭受超过小震水平的中震或大震作用时，抗侧力构件纵筋不可避免地陆续进入屈服状态，从而使构件在弯矩较大区域出现塑性铰，产生较大转动，一旦当该区域因受剪承载力不足产生剪切破坏或者受压混凝土达到极限压应变而受压破坏时，该构件失效退出工作。
在超静定结构中，构件失效造成结构失去约束，当大量构件失效时，结构产生倒塌，所以该类结构良好抗震性能柱除了钢筋屈服前具有较大刚度外，钢筋屈服后还应具有较好的转动延性；在单柱雨棚结构中，列柱平面外方向仅为单柱悬臂结构，在顶点集荷载作用下，如果钢筋屈服后柱刚度大幅降低，结构会因为形成机动体系而倒塌，故对这一类结构，为了维持结构不产生过大变形，对结构柱的基本要求是需确保在钢筋屈服后具有良好耗能能力的同时还具应具较大抗侧刚度和承载力。
到目前为止，当传统配筋的钢筋混凝土单柱雨棚结构遭受罕遇地震作用时，在垂直于股道方向柱纵筋屈服后，柱底因纵筋屈服后过大变形而形成塑性铰，从而无法形成多道抗震防线而导致柱抗震性能较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种自控抗震耗能雨棚柱，提高雨棚柱的抗震性。
本发明所采用的技术方案为：
自控抗震耗能雨棚柱，其特征在于：
包括内柱及其外周的外柱，均为钢筋混凝土柱，内柱和外柱组成同轴的双层柱结构；
内柱与外柱之间为内柱的模板，模板上自上而下环周设置有销键孔，利用混凝土浇筑内柱与外柱时在销键孔处形成内外柱之间横向的连接销键。
模板为内柱浇筑的外摸板，为薄钢板或PVC管。
模板外涂覆有润滑剂，形成内外柱之间的润滑隔离。
内柱顶部浇筑高度低于外柱，在内柱顶部形成内外柱轴向相对滑动的余量空间。
内柱顶端设置有钢盖板，钢盖板包括顶板和顶板底面的套环，钢盖板自上方外套于内柱模板的顶端。
雨棚柱底端设置有柱下基础，内柱和外柱底端的钢筋均锚入柱下基础中。
本发明具有以下优点：
本发明将传统的钢筋混凝土实心雨棚圆柱或方柱分解为位于柱核心位置内柱和外环柱两部分，内、外双柱之间仅通过沿柱高方向一定间距设置的混凝土销键连接，在多遇水平地震下，经精心设计的该连接键混凝土完好无损，内、外柱间能通过销键传递内力，保持内、外柱的整体性和共同工作性能，实现“小震不坏”的抗震目标；在罕遇地震作用下，由于内、外柱间除销键外其余部分混凝土均采取措施隔离，相互间可以自由滑动而无法传递竖向剪力，此时，销键因传递剪力过大而逐渐断裂耗能，当所有销键混凝土都失效后，整根雨棚柱就变成为由内柱和外柱组成的两根独立受力柱，内、外柱间传递接触压力，具有相同的水平位移，但在柱竖向可自由滑动。当外柱钢筋和混凝土深度进入塑性受力状态，且较大地耗散地震能量时，由于内柱位于核心区，其钢筋和混凝土还处于相对较小的应力状态，即使外柱完全失效，整根雨棚柱也会因内柱所起“定海神针”的作用而不会出现倒塌，从而实现大震不倒的目标要求。
附图说明
图1为本发明平面图。
图2为图1中的A-A截面图。
图3为图2中的B-B截面图。
图4为图2中的C-C截面图。
图5为图2中的D-D截面图。
图6为图2中的E放大图。
图7为图2中的F放大图。
图8为薄钢板和PVC管的开孔示意图。
图9为雨棚柱和雨棚组装示意图。
图10为本发明配筋和销键构造示意图。
图11为本发明应用示意图。
图中，1-内柱，2-外柱，3-钢盖板，4-雨棚，5-模板，6-连接销键，7-润滑隔离，8-柱下基础，9-梁柱节点区，10-销键孔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及一种自控抗震耗能雨棚柱，使一个静定结构设计具有两道抗震防线的能力，并且可以通过调整销键的尺度来自动控制结构大幅耗能的起点。所述自控抗震耗能雨棚柱具体包括内柱1及其外周的外柱2，均为钢筋混凝土柱，内柱1和外柱2组成同轴的双层柱结构；内柱1与外柱2之间为内柱1的模板5，模板5上自上而下环周设置有销键孔10，利用混凝土浇筑内柱1与外柱2时在销键孔10处形成内外柱之间横向的连接销键6。
模板5为内柱1浇筑的外摸板，为薄钢板或PVC管。模板5外涂覆有润滑剂，形成内外柱之间的润滑隔离7。
内柱1顶部浇筑高度低于外柱2，在内柱1顶部形成内外柱轴向相对滑动的余量空间。
内柱1顶端设置有钢盖板3，钢盖板3包括顶板和顶板底面的套环，钢盖板3自上方外套于内柱1模板5的顶端。
雨棚柱底端设置有柱下基础8，内柱1和外柱2底端的钢筋均锚入柱下基础8中，用于固定雨棚柱。
雨棚柱顶端为梁柱节点区，用于连接雨棚悬臂梁和下部外柱2，雨棚柱顶节点区混凝土整体浇筑，外柱2的钢筋全部伸入节点区，节点的纵向梁、悬挑梁及外柱钢筋做法与按现行规范规定实心圆柱做法相同。
施工时，首先，绑扎内柱1的钢筋笼，内柱1采用PVC管或薄钢板做混凝土模板5，在内柱模板5表面涂刷润滑剂，以保持内外柱间混凝土成型后自由滑动；其次，在垂直于股道方向内柱模板5表面沿高度一定距离开孔，以使内、外柱在开孔位置混凝土连接形成连接销键6，然后绑扎外柱2的钢筋笼，做外柱2表面模板；最后，浇筑内、外柱混凝土.为使连接销键6破坏后内、外柱能自由滑动，在柱顶端，内柱混凝土浇筑高度应低于外柱或节点区50mm以上。
在多遇水平地震下，本发明的连接销键6完好无损，内、外柱间能通过连接销键6传递内力，保持内、外柱的整体性和共同工作性能；在罕遇地震作用下，由于内、外柱间除连接销键6外其余部分混凝土均采取措施隔离，相互间可以自由滑动而无法传递竖向剪力，此时，连接销键6因传递剪力过大而逐渐断裂耗能，当所有连接销键6混凝土都失效后，整根雨棚柱就变成为由内柱和外柱组成的两根独立受力柱，内、外柱间传递接触压力，具有相同的水平位移，但在柱竖向可自由滑动。因此，本发明通过一个静定结构设计具备了两道抗震防线的能力，提高了结构的抗震性能。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.自控抗震耗能雨棚柱，其特征在于：
包括内柱（1）及其外周的外柱（2），均为钢筋混凝土柱，内柱（1）和外柱（2）组成同轴的双层柱结构；
内柱（1）与外柱（2）之间为内柱（1）的模板（5），模板（5）上自上而下环周设置有销键孔（10），利用混凝土浇筑内柱（1）与外柱（2）时在销键孔（10）处形成内外柱之间横向的连接销键（6）。
2.根据权利要求1所述的自控抗震耗能雨棚柱，其特征在于：
模板（5）为内柱（1）浇筑的外摸板，为薄钢板或PVC管。
3.根据权利要求2所述的自控抗震耗能雨棚柱，其特征在于：
模板（5）外涂覆有润滑剂，形成内外柱之间的润滑隔离（7）。
4.根据权利要求3所述的自控抗震耗能雨棚柱，其特征在于：
内柱（1）顶部浇筑高度低于外柱（2），在内柱（1）顶部形成内外柱轴向相对滑动的余量空间。
5.根据权利要求4所述的自控抗震耗能雨棚柱，其特征在于：
内柱（1）顶端设置有钢盖板（3），钢盖板（3）包括顶板和顶板底面的套环，钢盖板（3）自上方外套于内柱（1）模板（5）的顶端。
6.根据权利要求5所述的自控抗震耗能雨棚柱，其特征在于：
雨棚柱底端设置有柱下基础（8），内柱（1）和外柱（2）底端的钢筋均锚入柱下基础（8）中。
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