CN111139948A - 装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱 - Google Patents

装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱 Download PDF

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Abstract

装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，本发明属于隔震以及建筑工业化领域。上、下隔震支墩均采用外置钢管约束高强混凝土浇筑预制而成，或采用内、外置钢管相套，并在内置钢管内以及内置钢管与外置钢管之间区域约束高强混凝土浇筑预制而成，或采用外置钢管与内置型钢相套，并在内置型钢与外置钢管之间区域约束高强混凝土浇筑预制而成，上隔震支墩内的下端以及下隔震支墩内的上端预制有环形限位凸起，上隔震支墩的金属板基面与上金属板随形可靠连接后形成上摩擦摆隔震支墩，下隔震支墩的金属板基面与下金属板随形可靠连接后形成下摩擦摆隔震支墩，受压滑块的上下表面与上金属板下表面及下金属板上表面相贴设置。本发明具有隔震性能好、构造简单、质量易控制、工业化程度高、施工便捷等优点。本发明用于建筑结构中。

Description

装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱
技术领域
本发明属于隔震以及建筑工业化领域，具体涉及一种装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱。
背景技术
地震作用是建筑结构面临的最严重的灾害之一，给人类生命和财产都带来了严重的威胁。隔震支座构造简单、原理明确，是一种安全高效的隔震元件。传统的摩擦摆隔震支座一般由上下座板、上下滑动面、球冠体组成，各部件之间一般采用钢板或铸钢件制作而成。
铸造工艺生产摩擦摆支座存在铸造工艺要求高，污染严重的问题。传统的隔震支座一般通过锚固件与支墩连接，其防护问题突出。支墩一般现浇而成，由于支墩受力状态特殊，钢筋配置较多、锚固受限，浇筑困难；并且现场浇筑支墩，养护等耗时较长，对环境依赖性强，施工质量较难保证。此外，传统的支墩、支座分离式结构难以适应装配式结构。支座一般需独立厂家生产，再运至现场安装，但传统支座一般尺寸和自重都比较大，安装时需要配合的机具人员多，程序复杂、费时费工，质量也不容易保证。
发明内容
本发明的目的是为解决背景技术中存在的上述问题，提供一种整体性好、质量易控制的装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱。
实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
一种装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，包括上隔震支墩、下隔震支墩及两个端承式柱脚；所述装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱还包括上金属板、下金属板及受压滑块；
所述上隔震支墩和下隔震支墩均采用外置钢管约束高强混凝土浇筑预制而成，或采用外置钢管与内置钢管相套，并在内置钢管内以及内置钢管与外置钢管之间区域约束高强混凝土浇筑预制而成，或采用外置钢管与内置型钢相套，并在内置型钢与外置钢管之间区域约束高强混凝土浇筑预制而成，上隔震支墩内的下端以及下隔震支墩内的上端与各自的外置钢管相邻处均预制有环形限位凸起，上隔震支墩的下端和下隔震支墩的上端位于环形限位凸起内的区域均成型为金属板基面，上隔震支墩的金属板基面为向上凸的球面，下隔震支墩的金属板基面为向下凸的球面，上隔震支墩的金属板基面与下隔震支墩的金属板基面曲率半径相同，上金属板和下金属板均为与所述金属板基面曲率半径相同的曲面板，上隔震支墩的金属板基面与上金属板随形可靠连接后形成上摩擦摆隔震支墩，下隔震支墩的金属板基面与下金属板随形可靠连接后形成下摩擦摆隔震支墩，所述上摩擦摆隔震支墩上端以及下摩擦摆隔震支墩下端均固定有端承式柱脚，所述受压滑块设置在上摩擦摆隔震支墩和下摩擦摆隔震支墩之间，受压滑块的上下表面为与上金属板和下金属板曲率半径相一致的曲面，上金属板的下表面及下金属板的上表面均为滑动耐磨面，受压滑块的上下表面与上金属板的下表面及下金属板的上表面相贴设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：第一，上、下金属板通过冲压等经济、简便的工艺即可获得滑动曲面，摒弃了传统摩擦摆隔震支座通过复杂、高污染、高耗能、高成本的铸造技术获得滑动面的缺点，更利于摩擦摆隔震技术的推广应用；第二，成型后的金属板与支墩共同浇筑养护形成隔震墩柱结构，该结构整体性好，质量易保证。避免了现有技术支墩、支座生产相互分离，现场安装费时、费力且质量不易保证的缺点，实现了建筑工业化。第三，支墩采用钢管混凝土，承载力更高、延性更好、施工更加便捷，避免了传统钢筋混凝土支墩钢筋过密、预埋件过多而影响支墩浇筑和养护质量的缺点。
附图说明
图1为本发明的装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱的主视图；
图2为上金属板或下金属板的主视图；
图3为采用外置钢管约束高强混凝土浇筑预制而成的上隔震支墩或下隔震支墩的水平剖面图；
图4为将外置钢管与内置钢管相套，并在内置钢管内以及内置钢管与外置钢管之间区域约束高强混凝土浇筑预制而成的上隔震支墩或下隔震支墩的水平剖面图；
图5为将外置钢管与内置型钢相套，并在内置型钢与外置钢管之间区域约束高强混凝土浇筑预制而成的上隔震支墩或下隔震支墩的水平剖面图；
图6为受压滑块的主视图。
上述附图中涉及到的部件名称及标号如下：
上隔震支墩1、上金属板2、受压滑块3、环形限位凸起4、下隔震支墩5、外置钢管6、高强混凝土7、内置钢管8、内置型钢9、耐磨材料层10、下金属板11、端承式柱脚12。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式一：如图1-图3、图6所示，本实施方式披露了一种装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，包括上隔震支墩1、下隔震支墩5及两个端承式柱脚12；所述装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱还包括上金属板2、下金属板11及受压滑块3；
所述上隔震支墩1和下隔震支墩5均采用外置钢管6约束高强混凝土7浇筑预制而成（隔震墩柱浇筑时，外置钢管6充当侧向模板），上隔震支墩1内的下端以及下隔震支墩5内的上端与各自的外置钢管6相邻处均预制有环形限位凸起4（由高延性水泥基材料浇筑而成），上隔震支墩1的下端和下隔震支墩5的上端位于环形限位凸起4内的区域均成型为金属板基面，上隔震支墩1的金属板基面为向上凸的球面（其球面轮廓度符合设计要求），下隔震支墩5的金属板基面为向下凸的球面（其球面轮廓度符合设计要求），上隔震支墩1的金属板基面与下隔震支墩5的金属板基面曲率半径相同，上金属板2和下金属板11均为与所述金属板基面曲率半径相同的曲面板，上隔震支墩1的金属板基面与上金属板2随形可靠连接后形成上摩擦摆隔震支墩，下隔震支墩5的金属板基面与下金属板11随形可靠连接后形成下摩擦摆隔震支墩，所述上摩擦摆隔震支墩上端以及下摩擦摆隔震支墩下端均固定有端承式柱脚12（每个所述端承式柱脚12均由底板、多个加劲肋以及多个锚栓构成，上摩擦摆隔震支墩上端和下摩擦摆隔震支墩下端分别通过多个锚栓与各自的底板固定连接，上摩擦摆隔震支墩与底板之间以及下摩擦摆隔震支墩与底板之间分别固定连接有多个加劲肋），所述受压滑块3设置在上摩擦摆隔震支墩和下摩擦摆隔震支墩之间，受压滑块3（采用金属件加工而成）的上下表面为与上金属板2和下金属板11曲率半径相一致的曲面，上金属板2的下表面及下金属板11的上表面均为滑动耐磨面，受压滑块3的上下表面与上金属板2的下表面及下金属板11的上表面相贴设置。
具体实施方式二：如图1、图2、图4、图6所示，本实施方式披露了一种装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，包括上隔震支墩1、下隔震支墩5及两个端承式柱脚12；所述装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱还包括上金属板2、下金属板11及受压滑块3；
所述上隔震支墩1和下隔震支墩5均采用外置钢管6与内置钢管8相套，并在内置钢管8内以及内置钢管8与外置钢管6之间区域约束高强混凝土7浇筑预制而成（隔震墩柱浇筑时，外置钢管6充当侧向模板），上隔震支墩1内的下端以及下隔震支墩5内的上端与各自的外置钢管6相邻处均预制有环形限位凸起4（由高延性水泥基材料浇筑而成），上隔震支墩1的下端和下隔震支墩5的上端位于环形限位凸起4内的区域均成型为金属板基面，上隔震支墩1的金属板基面为向上凸的球面（其球面轮廓度符合设计要求），下隔震支墩5的金属板基面为向下凸的球面（其球面轮廓度符合设计要求），上隔震支墩1的金属板基面与下隔震支墩5的金属板基面曲率半径相同，上金属板2和下金属板11均为与所述金属板基面曲率半径相同的曲面板，上隔震支墩1的金属板基面与上金属板2随形可靠连接后形成上摩擦摆隔震支墩，下隔震支墩5的金属板基面与下金属板11随形可靠连接后形成下摩擦摆隔震支墩，所述上摩擦摆隔震支墩上端以及下摩擦摆隔震支墩下端均固定有端承式柱脚12（每个所述端承式柱脚12均由底板、多个加劲肋以及多个锚栓构成，上摩擦摆隔震支墩上端和下摩擦摆隔震支墩下端分别通过多个锚栓与各自的底板固定连接，上摩擦摆隔震支墩与底板之间以及下摩擦摆隔震支墩与底板之间分别固定连接有多个加劲肋），所述受压滑块3设置在上摩擦摆隔震支墩和下摩擦摆隔震支墩之间，受压滑块3（采用金属件加工而成）的上下表面为与上金属板2和下金属板11曲率半径相一致的曲面，上金属板2的下表面及下金属板11的上表面均为滑动耐磨面，受压滑块3的上下表面与上金属板2的下表面及下金属板11的上表面相贴设置。此方案通过内置的钢管可显著提高墩柱水平向延性，适用于水平抗剪要求较高的情形。
具体实施方式三：如图1、图2、图5、图6所示，本实施方式披露了一种装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，包括上隔震支墩1、下隔震支墩5及两个端承式柱脚12；所述装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱还包括上金属板2、下金属板11及受压滑块3；
所述上隔震支墩1和下隔震支墩5均采用外置钢管6与内置型钢9相套，并在内置型钢9与外置钢管7之间区域约束高强混凝土7浇筑预制而成（隔震墩柱浇筑时，外置钢管6充当侧向模板），上隔震支墩1内的下端以及下隔震支墩5内的上端与各自的外置钢管6相邻处均预制有环形限位凸起4（由高延性水泥基材料浇筑而成），上隔震支墩1的下端和下隔震支墩5的上端位于环形限位凸起4内的区域均成型为金属板基面，上隔震支墩1的金属板基面为向上凸的球面（其球面轮廓度符合设计要求），下隔震支墩5的金属板基面为向下凸的球面（其球面轮廓度符合设计要求），上隔震支墩1的金属板基面与下隔震支墩5的金属板基面曲率半径相同，上金属板2和下金属板11均为与所述金属板基面曲率半径相同的曲面板，上隔震支墩1的金属板基面与上金属板2随形可靠连接后形成上摩擦摆隔震支墩，下隔震支墩5的金属板基面与下金属板11随形可靠连接后形成下摩擦摆隔震支墩，所述上摩擦摆隔震支墩上端以及下摩擦摆隔震支墩下端均固定有端承式柱脚12（每个所述端承式柱脚12均由底板、多个加劲肋以及多个锚栓构成，上摩擦摆隔震支墩上端和下摩擦摆隔震支墩下端分别通过多个锚栓与各自的底板固定连接，上摩擦摆隔震支墩与底板之间以及下摩擦摆隔震支墩与底板之间分别固定连接有多个加劲肋），所述受压滑块3设置在上摩擦摆隔震支墩和下摩擦摆隔震支墩之间，受压滑块3（采用金属件加工而成）的上下表面为与上金属板2和下金属板11曲率半径相一致的曲面，上金属板2的下表面及下金属板11的上表面均为滑动耐磨面，受压滑块3的上下表面与上金属板2的下表面及下金属板11的上表面相贴设置。本实施方式中的内置型钢可以大幅提高墩柱的竖向承载力和水平向延性，此方案适用于墩柱承受较大荷载并且对墩柱水平延性要求较高的情形。
具体实施方式四：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式一、二或三作出的进一步说明，所述上金属板2的上表面以及下金属板11的下表面均为粘贴面（经过喷砂等工艺处理成粗糙度满足粘接剂要求的粘贴面），所述上隔震支墩1的金属板基面与上金属板2的粘贴面以及下隔震支墩5的金属板基面与下金属板11的粘贴面均采用粘接方式可靠连接。
具体实施方式五：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式一、二或三作出的进一步说明，所述上金属板2的滑动耐磨面以及下金属板11的滑动耐磨面均经镀铬、抛光或表面织构处理工艺后得到的。
具体实施方式六：如图6所示，本实施方式是对具体实施方式一、二或三作出的进一步说明，所述受压滑块3的上下表面均采用粘贴或沉头螺栓的方式固定有耐磨材料层10。
具体实施方式七：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式一、二或三作出的进一步说明，所述外置钢管6为圆管、方管或六边形管。
具体实施方式八：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式一、二或三作出的进一步说明，所述外置钢管6为铸造件或焊接件。
具体实施方式九：如图4所示，本实施方式是对具体实施方式一、二或三作出的进一步说明，所述内置钢管8为圆管、方管或六边形管。
具体实施方式十：如图4所示，本实施方式是对具体实施方式一、二或三作出的进一步说明，所述内置钢管8为铸造件或焊接件。
需要指出的是，隔震支墩使用的外置钢管6的几何形状不局限于上述实例的圆管，也可以是方管、六边形管等，其他形状的铸造或焊接钢管均可，都包含在本发明保护范围之内。
需要指出的是，隔震支墩使用的内置钢管8的几何形状不局限于上述实例的圆管，也可以是方管、六边形管等，其他形状的铸造或焊接钢管均可，都包含在本发明保护范围之内。
同时，本发明披露的装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，包括上隔震支墩（1）、下隔震支墩（5）及两个端承式柱脚（12）；其特征在于：所述装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱还包括上金属板（2）、下金属板（11）及受压滑块（3）；
所述上隔震支墩（1）和下隔震支墩（5）均采用外置钢管（6）约束高强混凝土（7）浇筑预制而成，或采用外置钢管（6）与内置钢管（8）相套，并在内置钢管（8）内以及内置钢管（8）与外置钢管（6）之间区域约束高强混凝土（7）浇筑预制而成，或采用外置钢管（6）与内置型钢（9）相套，并在内置型钢（9）与外置钢管（7）之间区域约束高强混凝土（7）浇筑预制而成，上隔震支墩（1）内的下端以及下隔震支墩（5）内的上端与各自的外置钢管（6）相邻处均预制有环形限位凸起（4），上隔震支墩（1）的下端和下隔震支墩（5）的上端位于环形限位凸起（4）内的区域均成型为金属板基面，上隔震支墩（1）的金属板基面为向上凸的球面，下隔震支墩（5）的金属板基面为向下凸的球面，上隔震支墩（1）的金属板基面与下隔震支墩（5）的金属板基面曲率半径相同，上金属板（2）和下金属板（11）均为与所述金属板基面曲率半径相同的曲面板，上隔震支墩（1）的金属板基面与上金属板（2）随形可靠连接后形成上摩擦摆隔震支墩，下隔震支墩（5）的金属板基面与下金属板（11）随形可靠连接后形成下摩擦摆隔震支墩，所述上摩擦摆隔震支墩上端以及下摩擦摆隔震支墩下端均固定有端承式柱脚（12），所述受压滑块（3）设置在上摩擦摆隔震支墩和下摩擦摆隔震支墩之间，受压滑块（3）的上下表面为与上金属板（2）和下金属板（11）曲率半径相一致的曲面，上金属板（2）的下表面及下金属板（11）的上表面均为滑动耐磨面，受压滑块（3）的上下表面与上金属板（2）的下表面及下金属板（11）的上表面相贴设置。
2.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，其特征在于：所述上金属板（2）的上表面以及下金属板（11）的下表面均为粘贴面，所述上隔震支墩（1）的金属板基面与上金属板（2）的粘贴面以及下隔震支墩（5）的金属板基面与下金属板（11）的粘贴面均采用粘接方式可靠连接。
3.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，其特征在于：所述上金属板（2）的滑动耐磨面以及下金属板（11）的滑动耐磨面均经镀铬、抛光或表面织构处理工艺后得到的。
4.根据权利要求1、2或3所述的装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，其特征在于：所述受压滑块（3）的上下表面均采用粘贴或沉头螺栓的方式固定有耐磨材料层（10）。
5.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，其特征在于：所述外置钢管（6）为圆管、方管或六边形管。
6.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，其特征在于：所述外置钢管（6）为铸造件或焊接件。
7.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，其特征在于：所述内置钢管（8）为圆管、方管或六边形管。
8.根据权利要求1所述的装配式钢管混凝土摩擦摆隔震墩柱，其特征在于：所述内置钢管（8）为铸造件或焊接件。
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