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一种装配式可恢复功能建筑柱脚结构 Download PDF

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Abstract

一种装配式可恢复功能建筑柱脚结构,包括上柱体、下柱体以及楼板,在所述上柱体的下端固定有一钢柱,在下柱体的上端设有一凹槽,在所述凹槽内安装有减震释能装置;所述减震释能装置包括外钢筒和内钢筒,在外钢筒和内钢筒之间的间隙内填充有弹性材料;所述钢柱的下端插入内钢筒内,并与内钢筒滑动配合相连;在内钢筒内还设有一释能弹簧,且上柱体的下端和下柱体的上端之间具有间隙。本发明释能能力强,形变范围更大,能够更快、更好地恢复功能,装配简单、方便,抗震能力更强,使用耐久性更好。

Description

一种装配式可恢复功能建筑柱脚结构
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域,尤其涉及一种装配式可恢复功能建筑柱脚结构。
背景技术
近年来,建筑领域中,可恢复功能的建筑结构成为研究热点,尤其是装配式可恢复功能的建筑结构,备受人们关注,它不仅能在地震时保护人们的生命财产安全,也能在强震后快速恢复结构的正常使用功能,减少受损结构的修复加固费用。可恢复功能柱脚结构可以在中震或者大震时通过柱体底部的抬升从而减轻结构的破坏。研究表明,结构的摇摆可以降低地震作用并提高结构本身的延性设计需求,减少地震破坏,节约结构造价。放松柱间约束或构件间约束,通过柱与柱之间的移动摇摆和转动消耗地震能量,在通过构件的恢复力进行复位,从而实现可恢复功能。
因此,研制开发一种具备较强耗能能力和具有一定可恢复功能的装配式可恢复功能的柱脚结构就显得既迫切又有意义。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足,本发明的目的在于提供一种装配式可恢复功能建筑柱脚结构,释能能力强,形变范围更大,能够更快、更好地恢复功能,装配简单、方便,抗震能力更强,使用耐久性更好。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是这样的:一种装配式可恢复功能建筑柱脚结构,包括上柱体、下柱体以及楼板,所述楼板与上柱体成型为一体;其特征在于:在所述上柱体的下端固定有一钢柱,在下柱体的上端,对应钢柱的位置设有一凹槽,在所述凹槽内安装有减震释能装置;
所述减震释能装置包括外钢筒和内钢筒,所述外钢筒和内钢筒同轴设置与凹槽内,且外钢筒和内钢筒之间具有间隙,在外钢筒和内钢筒之间的间隙内填充有弹性材料;所述钢柱的下端插入内钢筒内,并与内钢筒滑动配合相连;在内钢筒内还设有一释能弹簧,所述释能弹簧位于钢柱的下端与凹槽的槽底之间,其两端分别与钢柱的下端与凹槽的槽底紧贴,且上柱体的下端和下柱体的上端之间具有间隙。
本方案中,在建筑结构的柱间设置减震消能装置,使上柱体和下柱体之间能够实现少量相对平移,通过相对平移来实现对地震横波的消能减震,通过上柱体和下柱体之间的上下移动来实现对地震纵波的消能减震,通过上柱体和下柱体的节点转动来提高建筑结构的整体延性,提高建筑结构的减震消能能力,在震后功能可恢复,楼板通过二次浇注与上柱体成型为一体,提高建筑结构的整体性,提高耗能能力。
进一步地,所述上柱体的下端面呈向外凸出的外球面结构,下柱体的上端断面向内凹陷呈与所述外球面结构相对应的内球面结构;在上柱体的下端面和下柱体的上端面分别设有一碗状结构的钢垫板,所述钢垫板分别与上柱体和下柱体固定连接;在两钢垫板上,对应钢柱的位置均开设有过孔,钢柱的下端从所述过孔穿过,并与下柱体上的钢垫板间隙配合;在两钢垫板之间设置有弹性板,所述弹性板套设在钢柱上,其上下两侧分别与两钢垫板紧贴。
进一步地,在外缸筒的外侧绕其一周设置有数根立筋,所述立筋的上端延伸至外钢筒的上端,下端延伸至凹槽下方的下柱体内;在立筋的外侧套设有若干箍筋,通过该箍筋将所述立筋与外缸筒紧固在一起。
进一步地,所述钢柱的上端延伸上柱内,所述楼板靠近上柱体的下端,钢柱的上部设置有若干横向钢筋,所述横向钢筋延伸至楼板中,使楼板、上柱以及钢柱成型为一体。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:通过柱间连接处的减震消能装置,使建筑结构整体具备了较好的减震消能能力,对于地震横波和纵波均具有一定的耗能能力,在震后功能可恢复,减少了建筑结构的受损程度和修复成本,结构延性较好,抗震能力强,装配简单,施工方便快捷。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中:1—上柱体,2—下柱体,3—楼板,4—钢柱,5—外钢筒,6—内钢筒,7—弹性材料,8—释能弹簧,9—钢垫板,10—弹性板,11—立筋,12—箍筋,13—横向钢筋。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例:参见图1,一种装配式可恢复功能建筑柱脚结构,包括上柱体1、下柱体2以及楼板3,所述楼板3与上柱体1成型为一体。具体施工过程中,所述钢柱4的上端延伸上柱内,所述楼板3靠近上柱体1的下端,钢柱4的上部设置有若干横向钢筋13,所述横向钢筋13延伸至楼板3中,使楼板3、上柱以及钢柱4成型为一体;这样,能够有效提高楼板3与上柱体1的连接稳定性,从而进一步提高抗震性能。在所述上柱体1的下端固定有一钢柱4,在下柱体2的上端,对应钢柱4的位置设有一凹槽,在所述凹槽内安装有减震释能装置。
所述减震释能装置包括外钢筒5和内钢筒6,所述外钢筒5和内钢筒6同轴设置与凹槽内,且外钢筒5和内钢筒6之间具有间隙,在外钢筒5和内钢筒6之间的间隙内填充有弹性材料7。其中,所述弹性材料7采用橡胶,形变性能更好,恢复性能也更好。在外缸筒的外侧绕其一周设置有数根立筋11,所述立筋11的上端延伸至外钢筒5的上端,下端延伸至凹槽下方的下柱体2内;在立筋11的外侧套设有若干箍筋12,通过该箍筋12将所述立筋11与外缸筒紧固在一起;这样,箍筋12和立筋11用于对凹槽处的柱顶薄弱部分进行加固强化,防止在震中柱顶发生破碎,箍筋12在凹槽的对应位置可适当减小间距,施工过程中,所述箍筋12与下柱体2浇注成型为一体。所述钢柱4的下端插入内钢筒6内,并与内钢筒6滑动配合相连。在内钢筒6内还设有一释能弹簧8,所述释能弹簧8位于钢柱4的下端与凹槽的槽底之间,其两端分别与钢柱4的下端与凹槽的槽底紧贴,且上柱体1的下端和下柱体2的上端之间具有间隙。在上柱体1相对于下柱体2在水平方向震动时,钢柱4带动内钢筒6在外钢筒5中水平移动,弹性材料7可以对内钢筒6起到支撑和回复力的作用,通过弹性材料7的变形来耗散地震能量。并且,由于上柱体1的下端和下柱体2的上端之间具有间隙,使得在上柱体1相对于下柱体2能够发生节点转动,在转动时,弹性材料7也可为内钢筒6的转动提供一定的转动余量。钢柱4底部的释能弹簧8能够使钢柱4在内钢筒6中做上下移动时,对地震能量进行耗散,震后通过上部结构的自重复位。
本方案中,在建筑结构的柱间设置减震消能装置,使上柱体1和下柱体2之间能够实现少量相对平移,通过相对平移来实现对地震横波的消能减震,通过上柱体1和下柱体2之间的上下移动来实现对地震纵波的消能减震,通过上柱体1和下柱体2的节点转动来提高建筑结构的整体延性,提高建筑结构的减震消能能力,在震后功能可恢复,楼板3通过二次浇注与上柱体1成型为一体,提高建筑结构的整体性,提高耗能能力。
具体实施过程中,所述上柱体1的下端面呈向外凸出的外球面结构,下柱体2的上端断面向内凹陷呈与所述外球面结构相对应的内球面结构。在上柱体1的下端面和下柱体2的上端面分别设有一碗状结构的钢垫板9,所述钢垫板9分别与上柱体1和下柱体2固定连接;在两钢垫板9上,对应钢柱4的位置均开设有过孔,钢柱4的下端从所述过孔穿过,并与下柱体2上的钢垫板9间隙配合。在两钢垫板9之间设置有弹性板10,所述弹性板10套设在钢柱4上,其上下两侧分别与两钢垫板9紧贴,该弹性板10也采用橡胶板。上柱体1与下柱体2之间形成球面结构,使上柱体1和下柱体2之间发生位移时,能够更好的通过上部结构的自重来进一步增加恢复力,以更好的恢复正常使用功能。上柱体1的下端和下柱体2的上端设置钢垫板9后,能够有效增加整个结构的使用寿命,减少磨损,弹性板10用于为结构间的移动提供移动余量、辅助耗能和增加恢复力。
最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种装配式可恢复功能建筑柱脚结构,包括上柱体、下柱体以及楼板,所述楼板与上柱体成型为一体;其特征在于:在所述上柱体的下端固定有一钢柱,在下柱体的上端,对应钢柱的位置设有一凹槽,在所述凹槽内安装有减震释能装置;
所述减震释能装置包括外钢筒和内钢筒,所述外钢筒和内钢筒同轴设置与凹槽内,且外钢筒和内钢筒之间具有间隙,在外钢筒和内钢筒之间的间隙内填充有弹性材料;所述钢柱的下端插入内钢筒内,并与内钢筒滑动配合相连;在内钢筒内还设有一释能弹簧,所述释能弹簧位于钢柱的下端与凹槽的槽底之间,其两端分别与钢柱的下端与凹槽的槽底紧贴,且上柱体的下端和下柱体的上端之间具有间隙。
2.根据权利要求1所述的一种装配式可恢复功能建筑柱脚结构,其特征在于:所述上柱体的下端面呈向外凸出的外球面结构,下柱体的上端断面向内凹陷呈与所述外球面结构相对应的内球面结构;在上柱体的下端面和下柱体的上端面分别设有一碗状结构的钢垫板,所述钢垫板分别与上柱体和下柱体固定连接;在两钢垫板上,对应钢柱的位置均开设有过孔,钢柱的下端从所述过孔穿过,并与下柱体上的钢垫板间隙配合;在两钢垫板之间设置有弹性板,所述弹性板套设在钢柱上,其上下两侧分别与两钢垫板紧贴。
3.根据权利要求1所述的一种装配式可恢复功能建筑柱脚结构,其特征在于:在外缸筒的外侧绕其一周设置有数根立筋,所述立筋的上端延伸至外钢筒的上端,下端延伸至凹槽下方的下柱体内;在立筋的外侧套设有若干箍筋,通过该箍筋将所述立筋与外缸筒紧固在一起。
4.根据权利要求1所述的一种装配式可恢复功能建筑柱脚结构,其特征在于:所述钢柱的上端延伸上柱内,所述楼板靠近上柱体的下端,钢柱的上部设置有若干横向钢筋,所述横向钢筋延伸至楼板中,使楼板、上柱以及钢柱成型为一体。
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