可控转动自复位弹性柱铰结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种可控转动自复位弹性柱铰结构，其结构包括有直立的框架柱和设置在所述框架柱底面的浅杯口柱基；在所述浅杯口柱基的顶面设有承接所述框架柱的凹形杯口；在所述框架柱的底面设有钢制底板，在所述钢制底板上焊接有若干直立的钢管，所述钢管预埋在所述框架柱的柱体中，在每个所述钢管中穿接有高强钢筋，所述高强钢筋的上段锚固在所述框架柱的柱体中，所述高强钢筋的下段锚固在所述浅杯口柱基的基体中。本实用新型专利技术突破了传统框架的设计思路，能够使得框架柱基节点具有良好的自复位性能，使框架柱底具有弹性转动能力和自复位能力，提高了框架柱的抗震性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种可控转动自复位弹性柱铰结构，其结构包括有直立的框架柱和设置在所述框架柱底面的浅杯口柱基；在所述浅杯口柱基的顶面设有承接所述框架柱的凹形杯口；在所述框架柱的底面设有钢制底板，在所述钢制底板上焊接有若干直立的钢管，所述钢管预埋在所述框架柱的柱体中，在每个所述钢管中穿接有高强钢筋，所述高强钢筋的上段锚固在所述框架柱的柱体中，所述高强钢筋的下段锚固在所述浅杯口柱基的基体中。本技术突破了传统框架的设计思路，能够使得框架柱基节点具有良好的自复位性能，使框架柱底具有弹性转动能力和自复位能力，提高了框架柱的抗震性能。【专利说明】可控转动自复位弹性柱铰结构
本技术涉及一种建筑结构，具体地说是一种可控转动自复位弹性柱铰结构。
技术介绍
地球上近期频发的强烈地震，既造成了重大财产损失，也严重威胁到了广大民众的生命安全。而作为人民生产生活主要场所的建筑物，在地震等自然灾害中发生损坏，会带来巨大的损失。因此，研究建筑物新型抗震体系的意义十分重大。现有基于延性设计的混凝土框架柱或钢柱结构中，预设的截面延性变形机制主要是通过框架柱的结构材料如钢材或者混凝土的屈服形成截面塑性铰来实现，在中等地震强度的情况下就会发生，导致不可忽略的残余变形，由此带来以下四点不足: 1、截面延性变形过大且难以局部恢复，导致被整体拆除； 2、即便延性变形在限值以内，但设计截面的承载力和刚度都出现明显的下降，对继续服役造成不利影响； 3、直接造成巨大的经济损失。 4、结构进入弹塑性破坏状态之后很难修复。 在这样的现实状况下，建筑工程界需要寻求更加先进的设计方案以及更为严格的建筑抗震设计规范准则。
技术实现思路
本技术就是提供一种可控转动自复位弹性柱铰结构，以解决传统框架柱在地震过后具有较大残余变形从而影响建筑结构强度的问题。 本技术是这样实现的:一种可控转动自复位弹性柱铰结构，包括有直立的框架柱和设置在所述框架柱底面的浅杯口柱基；在所述浅杯口柱基的顶面设有承接所述框架柱的凹形杯口 ；在所述框架柱的底面设有钢制底板，在所述钢制底板上焊接有若干直立的钢管，所述钢管预埋在所述框架柱的柱体中，在每个所述钢管中穿接有高强钢筋，所述高强钢筋的上段锚固在所述框架柱的柱体中，所述高强钢筋的下段锚固在所述浅杯口柱基的基体中。 在所述浅杯口柱基的凹形杯口的侧壁与所述框架柱的侧壁之间留有间隙，在该间隙中充填有无收缩砂浆，形成隔绝空气的无收缩砂浆层，以防止钢制底板的锈蚀。 所述高强钢筋在所述框架柱中有至少2/3柱高的埋入长度，在所述框架柱的柱体内按照受力配有相应的纵筋和箍筋。 所述高强钢筋在所述浅杯口柱基内有足够的埋入长度或者采用90°弯钩的锚固方式固定。 所述高强钢筋与所述钢管内壁无粘结，以保证柱基节点柱铰具有足够的弹性转动能力；在所述钢管内注有油脂，以防止锈蚀。 所述浅杯口柱基为预制混凝土结构或者现浇结构，其凹形杯口具有足够的抗剪强度，以约束所述框架柱的水平位移，并保证柱基节点具有足够的转动空间。 本技术中的高强钢筋与浅杯口柱基构成一种弹性复位组件，其受力特点，一是布置于框架柱截面周边位置的高强钢筋将原本分开浇筑的框架柱与浅杯口柱基牢固连接在一起，在地震过后，由于高强钢筋的线弹性特性，可以产生足够的恢复力，使自复位弹性柱铰结构重新回到初始位形，而不产生或者减少转动残余变形；二是框架柱底端始终处于弹性阶段，不发生弹塑性或塑性破坏。通过理论研究和试验表明，本技术拥有稳定的自复位能力，可以保证框架柱底端始终处于弹性转动，这样，既能避免底层柱底出现塑性破坏，又能有效地减小塑性残余变形，由此实现了预设的弹性一复位的抗震自复位机制。 本技术与传统框架柱基节点相比，具有如下优点: 1、弹性复位功能，锚固于框架柱柱体中的高强钢筋可以产生恢复力，使得该节点可重新回到初始位形，而不产生转动残余变形，由此很好地解决了传统框架柱在地震过后具有较大残余变形的问题。 2、本技术设计灵活，结构受力明确，建筑结构在预先设定部位(柱底)通过布置于框架柱柱体中的高强钢筋组件实现自复位，且能够保证框架柱具有足够的强度和刚度。 3、本技术采用现浇构件体系，现场施工，不增加施工难度和工序，体系明确、性能优越。 本技术突破了传统框架的设计思路，能够使得框架柱基节点具有良好的自复位性能，以满足越来越多的对于框架柱震后残余变形的要求。 本技术可以采用预制构件施工或者现浇施工。预制构件施工只需现场作业拼装，施工清晰、简便、快速，可保证框架柱类建筑结构具有足够的强度和刚度，是一种先进实用的新型框架柱体系。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术的结构示意图。 图2是图1的A— A向剖面图。 图中:1、框架柱，2、浅杯口柱基，4、钢制底板，5、钢管，6、高强钢筋，7、纵筋，8、无收缩砂浆层，9、箍筋。 【具体实施方式】 如图1、图2所示，本技术包括有直立的框架柱I和浅杯口柱基2。在浅杯口柱基2的顶面设有承接框架柱的凹形杯口。在框架柱I的柱体内按照受力配有相应的纵筋7和箍筋9。在框架柱I的底面设有钢制底板4，在钢制底板4上焊接有若干直立的钢管5，钢管5预埋在框架柱I的柱体中。在每个钢管5中穿接有高强钢筋6，高强钢筋6的上段锚固在框架柱I的柱体中，高强钢筋6在框架柱中有至少2/3柱高的埋入长度。高强钢筋5的下段锚固在浅杯口柱基2的基体中。高强钢筋6在浅杯口柱基2内有足够的埋入长度，或者采用90°弯钩的锚固方式固定。高强钢筋6与钢管5的内壁无粘结，以保证柱基节点柱铰具有足够的弹性转动能力。在钢管5内注有油脂，以防止锈蚀。 框架柱下部的预埋件可起到分压的作用，以防止后张拉预应力钢筋在锚固端部产生过大的局部压力而压溃混凝土。 在浅杯口柱基2的凹形杯口的侧壁与框架柱I的侧壁之间留有间隙，在该间隙中充填有无收缩砂浆，形成隔绝空气的无收缩砂浆层8，以防止钢制底板的锈蚀。浅杯口柱基2为预制混凝土结构或者现浇结构，其凹形杯口具有足够的抗剪强度，以约束框架柱的水平位移，并保证柱基节点具有足够的转动空间。 本技术是按以下方式制作: (I)预埋件的制作:按框架柱底面的设计形状和尺寸截取一块矩形钢板，钢板可采用Q235或以上等级的常规钢板。在钢板的板面四角用气焊各开设I一2个孔眼，在钢板的顶面对应每个孔眼处焊接一根直立的钢管，所有型钢焊缝均为双面焊缝。钢管的内径以及钢板上孔眼的孔径应略大于选用的高强钢筋的直径。钢板与钢管整体做防锈处理后，即成预埋件。预埋件中的钢板置于框架柱的底面，在浇筑定型后，即成为框架柱的钢制底板，用于与浅杯口柱基相接触。由于框架柱在受到地震反复作用时会产生左右摆动，框架柱与浅杯口柱基制间会因摆动而产生夹角，混凝土的框架柱很容易因局部荷载过大而破碎、压溃，预埋件中的钢板恰为框架柱提供了良好的接触表面，减缓了混凝土框架柱及浅杯口柱基在柱脚处的接触破坏，改善了结构的局部承压性能。此外，预埋件中的钢板与钢管一起，还可起到连接和分压的作用，以防止框架柱底端部产生过大的局部压力而压溃混凝土。 (2)浅杯口柱基的制作:采用混凝土预制或现浇的方式制作浅杯口柱基，浅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控转动自复位弹性柱铰结构，其特征是，包括有直立的框架柱和设置在所述框架柱底面的浅杯口柱基；在所述浅杯口柱基的顶面设有承接所述框架柱的凹形杯口；在所述框架柱的底面设有钢制底板，在所述钢制底板上焊接有若干直立的钢管，所述钢管预埋在所述框架柱的柱体中，在每个所述钢管中穿接有高强钢筋，所述高强钢筋的上段锚固在所述框架柱的柱体中，所述高强钢筋的下段锚固在所述浅杯口柱基的基体中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨树标，贾剑辉，孙魁，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：新型
国别省市：河北;13