CN115288472A - 一种圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚 - Google Patents

一种圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚 Download PDF

Info

Publication number
CN115288472A
CN115288472A CN202210972248.9A CN202210972248A CN115288472A CN 115288472 A CN115288472 A CN 115288472A CN 202210972248 A CN202210972248 A CN 202210972248A CN 115288472 A CN115288472 A CN 115288472A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wood
friction
end plate
column
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210972248.9A
Other languages
English (en)
Inventor
何梦诚
张延泰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Forestry University
Original Assignee
Nanjing Forestry University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Forestry University filed Critical Nanjing Forestry University
Priority to CN202210972248.9A priority Critical patent/CN115288472A/zh
Publication of CN115288472A publication Critical patent/CN115288472A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98—Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/30—Columns; Pillars; Struts
    • E04C3/36—Columns; Pillars; Struts of materials not covered by groups E04C3/32 or E04C3/34; of a combination of two or more materials
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • E04G23/0225—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements of circular building elements, e.g. by circular bracing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
    • E04G2023/0248—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements of elements made of wood

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)

Abstract

一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，其特征在于摩擦板(5)与内钢筒(6)组成具有摇摆机制的构件部分，两块对称的摩擦板(5)内侧分别焊接在内钢筒(6)的两端；上端板(3)、摩擦板(5)、内钢筒(6)、下端板(9)、压力弹簧(8)与限位铆钉(10)组成具有摩擦耗能及自复位功能的构件部分，上端板(3)和下端板(9)与上下两块摩擦板通过对应的安装孔以限位铆钉(10)和压力弹簧(8)固定。本发明以自重和预应力筋提供的恢复力实现地震下的原位摆动，利用摆动机制构件实现大量的地震耗能，有效地缓解地震冲击和减小结构损伤，适用于高层木结构圆形木柱柱脚节点。

Description

一种圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚
技术领域
本发明涉及一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，应用于建筑结构，属于土木工程领域。
背景技术
近年来木结构建筑流行于全球各地，其具有设计灵活、建筑工期短、易于整修等诸多优势，但仅靠其自身结构强度，不足以在地震频繁地区取得优势，高层木结构更是难以施展拳脚。
木柱作为木结构中竖向承重与侧向受力构件，在地震作用下首当其冲地吸收地震能量，会发生较大的侧向位移并由残余位移。为改进圆形木柱的抗震能力，本发明针对高层木结构中圆形木柱提出了一种摩擦耗能自复位钢木混合柱脚。在地震作用下本发明首先通过预应力筋提供的预应力增强柱脚稳定性，再通过摇摆结构自重提供的恢复力原位摇摆和摩擦耗能肋的能量转换消耗地震能量，从而提高木柱的抗震性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，满足高层木结构对木柱性能的要求，提高木柱的抗震能力与竖向承载力，在地震作用下，摇摆结构能原位摇摆消耗一定的地震能量，同时带动摩擦耗能肋做工起到耗能的作用，摇摆结构能有效的起到自复位功能，预应筋使机构在卸载后更好地重新闭合，并增强结构的稳定性，从而提高木柱的抗震性能，减小结构侧向位移与残余变形，因此具有承载力高，抗震性能好，减小震感等优点，可以适用于高层木结构和重型木结构中底层圆形木柱的柱脚节点。
本发明的技术方案：一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，由外钢筒、外钢筒预留钻孔、上端板、球冠形耗能肋、摩擦板、内钢筒、预应力筋、压力弹簧、下端板、限位铆钉、锚钉、圆形凹模、圆形木柱、槽口、下端板预留安装孔、预留锚具孔、上端板预留安装孔、摩擦板预留安装孔组成，其特征在于摩擦板与内钢筒组成具有摇摆机制的构件部分，两块摩擦板内侧分别焊接在内钢筒的两端，上端板、球冠形耗能肋、摩擦板、内钢筒、下端板、压力弹簧、限位铆钉与圆形凹模组成具有摩擦耗能及自复位功能的构件部分，上端板和下端板与上下两块摩擦板通过对应的预留安装孔以限位铆钉和压力弹簧固定，上端板、预应力筋、下端板、预留锚具孔组成带有预应力加固功能的构件部分，预应力筋通过锚具在预留锚具孔进行预应力加固，圆形木柱插入外钢筒并通过铆钉穿过外钢筒预留钻孔进行连接，下端板与锚钉焊接并埋于混凝土基础中。
所述外钢筒的厚度变换处与上端板外边缘焊接。
所述摩擦板为上下对称的两块，都具有若干球冠形耗能肋，呈环状排列。
所述限位铆钉穿过下端板预留安装孔与摩擦板预留安装孔连接下端板与摩擦板，穿过上端板预留安装孔与摩擦板预留安装孔连接上端板与摩擦板。
所述圆形木柱下部钢结构高度范围内的直径与外钢筒上部直径相同，以便插入外钢筒中，槽口用于容纳限位铆钉钉帽。
所述预应力筋为多根，呈环形分布排列，上下锚具内嵌于预留锚具孔内。
所述上端板和下端板上都有若干圆形凹模，其位置与摩擦板上的球冠形耗能肋相对应，且可以完全贴合。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明的装置利用摇摆机制，通过有控摇摆有效地消耗一部分地震能量，在卸载后能起自复位功能，减少结构的侧向位移和残余变形；
2、耗能肋能协作消耗地震能量，承载时能限制结构的位移，在卸载后起到引导闭合的作用，并辅以预应力筋，进一步达到自复位功能，有效减小木结构建筑的侧向位移、残余形变与结构的地震损害；
3、外钢筒下部厚度较小，在地震作用下可以发生形变，利于内部结构发挥其作用。
4、通过钢木混合结构有效增强结构的抗弯性能，其钢结构能在工厂预制，适合现场组装，适配木结构建筑的工期。
附图说明：
图1是一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚正视图；
图2是一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚1-1剖面图；
图3是一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚2-2剖面图；
图4是一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚3-3剖面图；
图5是一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚上端板仰视图；
图6是一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚下端板俯视图；
图7是一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚摩擦板正视图；
图8是一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚摩擦板仰视图；
在附图1～附图8中，1为外钢筒；2为外钢筒预留钻孔；3为上端板；4为球冠形耗能肋；5为摩擦板；6为内钢筒；7为预应力筋；8为压力弹簧；9为下端板；10为限位铆钉；11为锚钉；12为圆形凹模；13为圆形木柱；14为槽口；15为下端板预留安装孔；16为预留锚具孔；17为上端板预留安装孔；18为摩擦板预留安装孔。
具体实施方式：
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚地理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1-图8所示，本发明提出一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，由外钢筒1、外钢筒预留钻孔2、上端板3、球冠形耗能肋4、摩擦板5、内钢筒6、预应力筋7、压力弹簧8、下端板9、限位铆钉10、锚钉11、圆形凹模12、圆形木柱13、槽口14、下端板预留安装孔15、预留锚具孔16、上端板预留安装孔17、摩擦板预留安装孔18组成，其特征在于摩擦板5与内钢筒6组成具有摇摆机制的构件部分，两块摩擦板5内侧分别焊接在内钢筒6的两端，上端板3、球冠形耗能肋4、摩擦板5、内钢筒6、下端板9、压力弹簧8、限位铆钉10与圆形凹模12组成具有摩擦耗能及自复位功能的构件部分，上端板3和下端板9与上下两块摩擦板通过对应的预留安装孔以限位铆钉10和压力弹簧8固定，上端板3、预应力筋7、下端板9、预留锚具孔16组成带有预应力加固功能的构件部分，预应力筋7通过锚具在预留锚具孔16进行预应力加固，圆形木柱13插入外钢筒(1)并通过铆钉穿过外钢筒预留钻孔2进行连接，下端板9与锚钉11焊接并埋于混凝土基础中。
所述外钢筒的厚度变换处与上端板外边缘焊接；所述摩擦板为上下对称的两块，都具有若干球冠形耗能肋，呈环状排列；所述限位铆钉穿过下端板预留安装孔与摩擦板预留安装孔连接下端板与摩擦板，穿过上端板预留安装孔与摩擦板预留安装孔连接上端板与摩擦板；所述圆形木柱下部钢结构高度范围内的直径与外钢筒上部直径相同，以便插入外钢筒中，槽口用于容纳限位铆钉钉帽；所述预应力筋为多根，呈环形分布排列，上下锚具内嵌于预留锚具孔内；所述上端板和下端板上都有若干圆形凹模，其位置与摩擦板上的球冠形耗能肋相对应，且可以完全贴合。
上述高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚的连接方法，包括如下步骤：
(1)在工厂内将外钢筒1与上端板3，摩擦板5与内钢筒6进行焊接连接，将锚钉11焊接于下端板9底面，将上端板3、摩擦板5、下端板9进行对接，并将限位铆钉穿过下端板预留安装孔15与摩擦板预留安装孔18，上端板预留安装孔17与摩擦板预留安装孔18，用压力弹簧8进行加压固定，将预应力筋7穿过上端板3与下端板9上的预留锚具孔16进行预应力张拉，通过锚具固定于上端板3与下端板9，组成钢结构部分。
(2)在现场将锚钉11与混凝土基础浇筑在一起，混凝土达到强度后将圆形木柱13插入外钢筒1，用铆钉通过外钢筒预留钻孔2将圆形木柱13与钢结构连接。
上述圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，通过摩擦板5与内钢筒6有控摇摆有效地消耗一部分地震能量，在卸载后能实现自复位功能，减少结构的侧向位移和残余变形，通过球冠形耗能肋4与圆形凹模12相互摩擦，协作消耗地震能量，承载时能限制结构的位移，在卸载后起到引导闭合的作用，并辅以预应力筋7，进一步达到自复位功能，有效减小木结构建筑的侧向位移、残余形变与结构的地震损害。此节点符合装配化要求，现场施工量较少，适配木结构建筑的工期。

Claims (8)

1.一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，由外钢筒(1)、外钢筒预留钻孔(2)、上端板(3)、球冠形耗能肋(4)、摩擦板(5)、内钢筒(6)、预应力筋(7)、压力弹簧(8)、下端板(9)、限位铆钉(10)、锚钉(11)、圆形凹模(12)、圆形木柱(13)、槽口(14)、下端板预留安装孔(15)、预留锚具孔(16)、上端板预留安装孔(17)、摩擦板预留安装孔(18)组成，其特征在于摩擦板(5)与内钢筒(6)组成具有摇摆机制的构件部分，两块摩擦板(5)内侧分别焊接在内钢筒(6)的两端，上端板(3)、球冠形耗能肋(4)、摩擦板(5)、内钢筒(6)、下端板(9)、压力弹簧(8)、限位铆钉(10)与圆形凹模(12)组成具有摩擦耗能及自复位功能的构件部分，上端板(3)和下端板(9)与上下两块摩擦板通过对应的预留安装孔以限位铆钉(10)和压力弹簧(8)固定，上端板(3)、预应力筋(7)、下端板(9)、预留锚具孔(16)组成带有预应力加固功能的构件部分，预应力筋(7)通过锚具在预留锚具孔(16)进行预应力加固，圆形木柱(13)插入外钢筒(1)并通过铆钉穿过外钢筒预留钻孔(2)进行连接，下端板(9)与锚钉(11)焊接并埋于混凝土基础中。
2.根据权利要求1所述的一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，其特征在于：所述摩擦板(5)为上下对称的两块，都具有若干球冠形耗能肋(4)，呈环状排列。
3.根据权利要求1所述的一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，其特征在于：所述限位铆钉(10)穿过下端板预留安装孔(15)与摩擦板预留安装孔(18)连接下端板(9)与摩擦板(5)，穿过上端板预留安装孔(17)与摩擦板预留安装孔(18)连接上端板(3)与摩擦板(5)。
4.根据权利要求1所述的一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，其特征在于：所述预应力筋(7)为多根，呈环形分布排列，上下锚具内嵌于预留锚具孔(16)内。
5.根据权利要求1所述的一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，其特征在于：所述外钢筒(1)的厚度切换处与上端板(3)外边缘焊接。
6.根据权利要求1所述的一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，其特征在于：所述上端板(3)和下端板(9)上都有若干圆形凹模(12)，其位置与摩擦板(5)上的球冠形耗能肋(4)相对应，且可以完全贴合。
7.根据权利要求1所述的一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，其特征在于：所述槽口(14)用于容纳限位铆钉(10)钉帽。
8.根据权利要求1所述的一种高层木结构中圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚，其特征在于：所述圆形木柱(13)下部钢结构高度范围内的直径与外钢筒(1)上部直径相同，以便插入外钢筒中。
CN202210972248.9A 2022-08-05 2022-08-05 一种圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚 Pending CN115288472A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210972248.9A CN115288472A (zh) 2022-08-05 2022-08-05 一种圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210972248.9A CN115288472A (zh) 2022-08-05 2022-08-05 一种圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115288472A true CN115288472A (zh) 2022-11-04

Family

ID=83829916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210972248.9A Pending CN115288472A (zh) 2022-08-05 2022-08-05 一种圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115288472A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116988937A (zh) * 2023-09-25 2023-11-03 上海勘测设计研究院有限公司 一种摇摆自复位风电塔架及摇摆自复位方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116988937A (zh) * 2023-09-25 2023-11-03 上海勘测设计研究院有限公司 一种摇摆自复位风电塔架及摇摆自复位方法
CN116988937B (zh) * 2023-09-25 2023-12-15 上海勘测设计研究院有限公司 一种摇摆自复位风电塔架及摇摆自复位方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109208641B (zh) 一种基于装配式地下结构具有自复位功能的中柱节点及复位方法
CN110468986B (zh) 一种用于地下车站中柱的摇摆自复位减震体系及施工方法
CN111827317B (zh) 一种可耗能减震支护结构及施工方法
CN110468691B (zh) 一种灾后可更换装配式混凝土防摇摆桥墩体系
CN115288472A (zh) 一种圆形木柱适用的摩擦耗能自复位钢木混合柱脚
CN102535749A (zh) 底部带软钢套管的双功能多腔体钢管混凝土柱及作法
CN109853636B (zh) 一种装配式地铁车站中柱及弧形橡胶支座自复位减震结构
CN209907572U (zh) 自复位预制梁柱抗震节点结构
CN114790787A (zh) 多摇摆界面自复位墙高层结构体系
CN101413294A (zh) 分灾剪切滑移基础减震结构的施工方法
CN218116110U (zh) 预制装配式双层钢管混凝土组合桥墩结构
CN108532446B (zh) 具有自复位的装配式钢桥墩
CN216615473U (zh) 一种带耗能减震装置的装配式空心混凝土桥墩
CN116163410A (zh) 一种柱脚附加阻尼器的自复位框架结构体系
CN116335017A (zh) 一种分离式摇摆承台全装配式桥梁结构体系
CN206941372U (zh) 哑铃型钢管混凝土组合桥墩及与承台的连接结构
CN110541355B (zh) Frp约束混凝土空心自复位-软钢挤压耗能桥墩结构
CN212478276U (zh) 一种带摩擦式锚固装置的自复位方钢管混凝土柱脚节点
CN202380638U (zh) 底部带软钢套管内嵌高韧性材料的钢管混凝土柱
CN214575946U (zh) 一种高层木结构中圆形木柱适用的自复位钢木混合柱脚
CN210856913U (zh) Frp约束混凝土空心自复位-软钢挤压耗能桥墩结构
CN113969629A (zh) 一种高韧性剪力墙及其建造方法
CN214697048U (zh) 一种高层木结构适用的外露式圆形木柱柱脚预应力加固装置
CN209162890U (zh) 一种基于装配式地下结构具有自复位功能的中柱节点
CN214575943U (zh) 一种高层木结构适用的内嵌式方形木柱自复位柱脚

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication