CN206110352U - 一种可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点，包括方钢管混凝土柱、防屈曲钢板、底座和混凝土基础。其中底座包括上底座和下底座，下底座用锚栓锚固于混凝土基础，上底座与矩形钢管混凝土柱连接；矩形钢管混凝土柱内设有无粘结预应力筋；矩形钢管混凝土柱的四周设置有防屈曲钢板，根据柱脚的不同可分为上凸型柱脚、下凹型柱脚和滚球型柱脚三种形式。本实用新型具有构造简单、施工方便和容易修复的特点，能够达到防震减灾和震后结构自复位的功能，可广泛应用于建筑领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑结构防震减灾技术领域，涉及可修复、自复位式结构，具体涉及一种可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点。
背景技术
现有技术中，如CN201753480U公开了一种摩擦耗能型自定心墩柱结构节点连接装置，该结构虽然在地震中能通过摩擦消耗一定的地震能量，减少地震对结构本身的损害，然后通过预应力筋所提供的预应力达到自复位的效果，但是该技术没有在结构上满足空间变形的要求，当遭遇的地震级数较高，破坏力较大时候，该结构还是会遭到严重的损害，且该结构损坏后无法修复。
综上，现有的新型耗能自复位式混凝土框架柱脚节点主要存在以下不足：
1、无法满足在级数较高的地震的冲击力下的空间变形；
2、未设置耗能系统，无法消除地震能量对建筑结构的损害；
3、无法实现震后快速修复。
发明内容
针对现有技术中的耗能自复位式混凝土框架柱脚节点系统中混凝土框架柱脚节点结构上无法满足在级数较高的地震的冲击力下的空间变形、混凝土框架柱脚节点结构中未设置耗能系统，无法消除地震能量对建筑结构的损害和混凝土框架柱脚节点结构在震后无法快速修复等技术问题，本实用新型提供以下技术方案予以解决：
一种可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点，包括矩形钢管混凝土柱和混凝土基础，矩形钢管混凝土柱安装在混凝土基础上；其特征在于，所述的混凝土基础的上表面设置下底座，所述的矩形钢管混凝土柱下表面设置有上底座，上底座和下底座铰接；矩形钢管混凝土柱的内部竖直方向上设置有一定数量的预应力筋导管，预应力筋导管内设置有无粘结预应力筋，无粘结预应力筋下端顺次穿过上底座和下底座与混凝土基础固连。
矩形钢管混凝土柱侧壁上同一水平高度处各设置有一定相同数量的带肋角钢，矩形钢管混凝土柱四周还设置有防屈曲钢板，防屈曲钢板上端连接有横向的连接板，连接板与带肋角钢通过可拆卸式连接，防屈曲钢板下端连接有横向的挡板，挡板与下底座通过可拆卸式连接。
其中，混凝土基础与下底座通过锚栓连接。
矩形钢管混凝土柱侧壁上同一水平高度处各设置有一定相同数量的带肋角钢，矩形钢管混凝土柱侧壁上的带肋角钢分别与其对面侧壁上的带肋角钢通过穿芯螺栓固定。
上底座和下底座通过铰接连接是指通过上凸型柱脚连接，上凸型柱脚连接是指下底座中心部位设置有上凸的圆柱体且圆柱形体的顶部设置为半球状榫头，上底座的中心部位设置有半径大于榫头的半球状凹槽，榫头嵌套在半球状凹槽内。
上底座和下底座通过铰接连接是指通过下凹型柱脚连接，下凹型柱脚连接是指，在上底座的中心部位设置有向下凸起的圆柱体且圆柱体的头部设置为半球状榫头，在下底座的中心部位设置有半径大于榫头的半球状凹槽，榫头嵌套在半球状凹槽内。
上底座和下底座通过铰接连接是指通过滚球型柱脚连接，滚球型柱脚连接是指，在上底座和下底座的中心部位均设置有半球型凹槽，在两个凹槽所构成的空腔内设置有滚球，上底座和下底座能够相对滚球滑动，在下底座的半球型凹槽的一周均匀设置多个支承件用来支承上底座。
其中，半球型凹槽的内壁上设置有聚四氟乙烯垫层。
其中，防屈曲钢板外侧设置有盖板，盖板与防屈曲钢板之间通过螺栓连接。
无粘结预应力筋下端与混凝土基础固连是指无粘结预应力筋下端用锚具锚固于下底座下方，混凝土基础设有预留槽用于无粘结预应力筋的锚固。
上述技术方案和现有技术相比具有以下技术效果：
1、矩形钢管混凝土框架柱脚节点结构上能满足在大型地震冲击力下的空间变形；
2、设置有耗能系统，减少地震能量对矩形钢管混凝土框架柱脚节点结构本身的破坏；
3、矩形钢管混凝土框架柱脚节点结构上设置有修复系统，能够在震后快速修复。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的盖板分离式结构示意图；
图3为本实用新型的B-B竖直剖面示意图；其中，图3(a)是上凸型柱脚；图3(b)是下凹型柱脚；图3(c)是滚球型柱脚；
图4为本实用新型A-A水平剖面示意图；其中，图4(a)是上凸型柱脚；图4(b)是下凹型柱脚；图4(c)是滚球型柱脚；
图5为本实用新型下底座示意图；其中，图5(a)是上凸型柱脚；图5(b)是下凹型柱脚；图5(c)是滚球型柱脚；
图中各符号表示：1、矩形钢管混凝土柱；2、预应力筋导管；3、无粘结预应力筋；4、上底座；5、下底座；6、上底座预留孔；7、聚四氟乙烯垫层；8、防屈曲钢板；9、挡板；10、连接板；11、带肋角钢；12、穿芯螺栓；13、锚栓；14、混凝土基础；15、下底座预留孔16、锚具；17、预留槽；18、地基；19、支承件；20、滚球；21、盖板。
具体实施方式：
本实用新型提供了一种可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点，如图3为本实用新型的竖直方向的剖面示意图，该结构包括矩形钢管混凝土柱1和混凝土基础14，矩形钢管混凝土柱1安装在混凝土基础14上；其特征在于，所述的混凝土基础14的上表面设置下底座5，所述的矩形钢管混凝土柱1下表面设置有上底座4，上底座4和下底座5铰接；矩形钢管混凝土柱1的内部竖直方向上设置有一定数量的预应力筋导管2，预应力筋导管2内设置有无粘结预应力筋3，无粘结预应力筋3下端顺次穿过上底座4和下底座5与混凝土基础14固连。
上述方案中，混凝土基础14的上表面设置下底座5，矩形钢管混凝土柱1下表面设置有上底座4，上底座4和下底座5通过铰接连接，能够保证在大型地震的冲击力下，矩形钢管混凝土框架柱脚节点可以满足空间结构变形，而不至于损坏矩形钢管混凝土框架柱脚节点本身的结构。通过无粘结预应力筋的设置，使得矩形钢管混凝土框架柱脚节点在地震中可以相对转动，且震后在预应力的作用下柱脚节点恢复到地震前初始状态，即实现结构的自复位。
矩形钢管混凝土柱1侧壁上同一水平高度处各设置有一定相同数量的带肋角钢11，矩形钢管混凝土柱1四周还设置有防屈曲钢板8，所述的防屈曲钢板8上端连接有横向的连接板10，连接板10与带肋角钢11通过可拆卸式连接，防屈曲钢板下端连接有横向的挡板9，挡板9与下底座5通过可拆卸式连接。
矩形钢管混凝土柱四周还设置有防屈曲钢板，可以在柱脚发生转动时屈服消耗地震产生的能量，震后更换防屈曲钢板，可实现快速修复矩形钢管混凝土框架柱脚节点。
其中，混凝土基础14与下底座5通过锚栓连接。
其中，矩形钢管混凝土柱1侧壁上的带肋角钢11分别与其对面侧壁上的带肋角钢11通过设置在矩形钢管混凝土柱1中穿芯螺栓12固定，能够使得带肋角钢更加稳固的固定于矩形钢管混凝土柱侧壁上。
其中，上底座4和下底座5通过铰接连接，包括上凸型柱脚连接、下凹型柱脚连接和滚球型柱脚连接。
上凸型柱脚连接是指下底座5中心部位设置有上凸的圆柱体且圆柱形体的顶部设置为半球状榫头，上底座4的中心部位设置有半径大于榫头的半球状凹槽，榫头嵌套在半球状凹槽内。
下凹型柱脚连接是指，在上底座4的中心部位设置有向下凸起的圆柱体且圆柱体的头部设置为半球状榫头，在下底座的中心部位设置有半径大于榫头的半球状凹槽，榫头嵌套在半球状凹槽内。
滚球型柱脚连接是指，在上底座和下底座的中心部位均设置有半球型凹槽，在两个凹槽所构成的空腔内设置有滚球，上底座和下底座能够相对滚球滑动，在下底座5的半球型凹槽的一周均匀设置多个支撑件19用来支承上底座4。
以上三种柱脚连接方式，都能保证在大型地震的冲击力下，矩形钢管混凝土框架柱脚节点在空间结构上的变形，不至于损坏矩形钢管混凝土框架柱脚节点结构本身。
其中，半球型凹槽的内壁上设置有聚四氟乙烯垫层，能够保证在地震过程中，矩形钢管混凝土柱和混凝土基础更加轻易的相对滑动，且聚四氟乙烯耐高温，不易损坏。
其中，防屈曲钢板8外侧设置有盖板21，盖板21与防屈曲钢板8之间通过螺栓连接，盖板能够防止防屈曲钢板发生面外变形，通过螺栓与防屈曲钢板相连，在更换时更加方便。
其中，无粘结预应力筋3下端与混凝土基础14固连是指无粘结预应力筋3下端用锚具锚固于下底座下方，混凝土基础14设有预留槽用于无粘结预应力筋3的锚固。这样的通过锚固的方式固定无粘结性预应力筋更加稳固。
Claims (10)
1.一种可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点，包括矩形钢管混凝土柱(1)和混凝土基础(14)，矩形钢管混凝土柱(1)安装在混凝土基础(14)上；其特征在于，所述的混凝土基础(14)的上表面设置下底座(5)，所述的矩形钢管混凝土柱(1)下表面设置有上底座(4)，上底座(4)和下底座(5)铰接；矩形钢管混凝土柱(1)的内部竖直方向上设置有一定数量的预应力筋导管(2)，预应力筋导管(2)内设置有无粘结预应力筋(3)，无粘结预应力筋(3)下端顺次穿过上底座(4)和下底座(5)与混凝土基础(14)固连。
2.如权利要求1所述的可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点，其特征在于，所述的矩形钢管混凝土柱(1)侧壁上同一水平高度处各设置有一定相同数量的带肋角钢(11)，矩形钢管混凝土柱(1)四周还设置有防屈曲钢板(8)，所述的防屈曲钢板(8)上端连接有横向的连接板(10)，连接板(10)与带肋角钢(11)通过可拆卸式连接，防屈曲钢板下端连接有横向的挡板(9)，挡板(9)与下底座(5)通过可拆卸式连接。
3.如权利要求1所述的可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点，其特征在于，所述的混凝土基础(14)与下底座(5)通过锚栓连接。
4.如权利要求1所述的可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点，其特征在于，所述的矩形钢管混凝土柱(1)侧壁上同一水平高度处各设置有一定相同数量的带肋角钢(11)，矩形钢管混凝土柱(1)侧壁上的带肋角钢(11)分别与其对面侧壁上的带肋角钢(11)通过穿芯螺栓(12)固定。
5.如权利要求1所述的可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点，其特征在于，所述的上底座(4)和下底座(5)通过铰接连接是指通过上凸型柱脚连接，所述的上凸型柱脚连接是指下底座(5)中心部位设置有上凸的圆柱体且圆柱形体的顶部设置为半球状榫头，上底座(4)的中心部位设置有半径大于榫头的半球状凹槽，榫头嵌套在半球状凹槽内。
6.如权利要求1所述的可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点，其特征在于，所述的上底座(4)和下底座(5)通过铰接连接是指通过下凹型柱脚连接，所述的下凹型柱脚连接是指，在上底座(4)的中心部位设置有向下凸起的圆柱体且圆柱体的头部设置为半球状榫头，在下底座的中心部位设置有半径大于榫头的半球状凹槽，榫头嵌套在半球状凹槽内。
7.如权利要求1所述的可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点，其特征在于，所述的上底座(4)和下底座(5)通过铰接连接是指通过滚球型柱脚连接，所述的滚球型柱脚连接是指，在上底座(4)和下底座(5)的中心部位均设置有半球型凹槽，在两个凹槽所构成的空腔内设置有滚球(20)，上底座(4)和下底座(5)能够相对滚球(20)滑动，在下底座(5)的半球型凹槽的一周均匀设置多个支承件(19)用来支撑上底座(4)。
8.如权利要求5、6或7中任意一条权利要求所述的新型耗能可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点，其特征在于，所述的半球型凹槽的内壁上设置有聚四氟乙烯垫层(7)。
9.如权利要求2所述的可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点，其特征在于，所述的防屈曲钢板(8)外侧设置有盖板(21)，盖板(21)与防屈曲钢板(8)之间通过螺栓连接。
10.如权利要求1所述的可修复、自复位式矩形钢管混凝土框架柱脚节点，其特征在于，所述的无粘结预应力筋(3)下端与混凝土基础(14)固连是指无粘结预应力筋(3)下端用锚具锚固于下底座下方，混凝土基础(14)设有预留槽用于无粘结预应力筋(3)的锚固。
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