一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱及其装配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱，包括芯柱，芯柱的外壁上平行贴合设置有多个截面呈扇形的边柱，芯柱和边柱的间隙间填充有素混凝土；每个边柱的外壁上均固接有至少一个加固板，任两个相邻的边柱间均固接有多根钢梁和多个可更换构件，任两个相邻的边柱上的加固板间连接有SMA丝。本发明专利技术还公开了一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱的装配方法，包括安装芯柱、安装边柱、在边柱间固接钢梁和斜腹杆、将芯柱和边柱间填充素混凝土填充、固接可更换构件、固接加固板、将加固板用SMA丝连接。本发明专利技术的多肢圆形柱能够在强烈地震作用后，快速恢复功能，本发明专利技术的多肢圆形柱的安装方法，装配简单，便于工业化批量使用。

【技术实现步骤摘要】
一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱及其装配方法
本专利技术属于结构工程
，涉及一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱，本专利技术还涉及该多肢圆形柱的装配方法。
技术介绍
地震作用对于建筑结构的损害具有复杂性，一旦建筑物造成损伤，将会对人民生命财产安全造成不可逆的影响。但是，现代建筑结构由于体量大、结构体系复杂等原因，导致结构震后修复工作难以开展。因此，有必要提出新的结构构件设计理念，既方便施工又有安全保障，保证结构在多遇地震作用下不发生破坏，或在强烈地震作用后仅更换损伤构件即可快速恢复结构功能。目前，国内已有许多学者设计出一系列可恢复功能的结构构件，这些构件能够耗散大量地震能量并且能在强震后快速恢复结构功能。但是目前国内罕有柱子可恢复功能专利，这是由于柱子作为主要的受力构件其变形能力弱，且可恢复功能结构施工复杂。为了实现结构震后快速恢复功能，填补国内相关方面的专利空白，急需一种承载强度高、施工简便、地震耗能能力强的可恢复功能的柱子。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱，能够在强烈地震作用后快速恢复结构功能，本专利技术还提供了一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱的装配方法，装配简单，便于工业批量使用。本专利技术所采用的第一种技术方案是，一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱，包括芯柱，芯柱的外壁上平行贴合设置有多个截面呈扇形的边柱，芯柱和边柱的间隙间填充有素混凝土；每个边柱的外壁上均固接有至少一个加固板，任两个相邻的边柱间均固接有多根钢梁和多个可更换构件，任两个相邻的边柱上的加固板间连接有SMA丝。本专利技术第一种技术方案的特点还在于：芯柱一个顶端处呈锥形向外扩张，芯柱另一个顶端处呈锥形向内减小，且芯柱两端倾斜的角度均不大于摩擦角；芯柱向外扩张的一端的端面上开有两个相互垂直的凹槽，且两个凹槽均延伸至芯柱顶端的边缘处。任两个相邻的边柱上端均向内倾斜；任两个相邻的边柱间最短距离不小于凹槽的宽度。芯柱在未变径处的直径均不小于凹槽的宽度；芯柱和边柱的间隙间填充有素混凝土。任两个相邻的所述边柱间的钢梁相互平行，任两个相邻的钢梁间配设有斜腹杆，每个斜腹杆的一端与一个边柱固接，每个斜腹杆的另一端与另一个边柱固接。可更换构件为阻尼器或钢梁。本专利技术采用的另一种技术方案是：一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱的装配方法，具体按照下述步骤进行：步骤1，将芯柱安装在预定位置处；步骤2，将四个边柱均匀的平行贴合配设于安装好的芯柱的外侧；步骤3，步骤2完成后，在任两个相邻边柱间均固接多个钢梁和斜腹杆；步骤4，步骤3完成后，向芯柱和边柱之间的间隙用素混凝土填充；步骤5，步骤4完成后，在任两个相邻边柱间均固接多个可更换构件6；步骤6，步骤5完成后，在每个边柱的外壁上固接一个加固板；步骤7，步骤6完成后，将相邻的边柱上的加固板用SMA丝连接。本专利技术的有益效果是(1)本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱，能够在强烈地震作用后，快速更换耗能失效的可更换构件，即可快速恢复结构功能；(2)本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱，能够合理利用自锁现象来使得边柱和芯柱协调变形，边柱和芯柱不需另设钢连接件，节约钢材；(3)本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱的装配方法，装配简单，便于工业化批量使用。附图说明图1是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱中芯柱的结构示意图；图2是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱中芯柱的仰视图；图3是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱的结构示意图；图4是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱的侧视图；图5是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱的俯视图；图6是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱的仰视图；图7是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱中钢筋混凝土边柱与钢梁、斜腹杆和可更换构件的连接的结构示意图；图8是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱中钢筋混凝土边柱与钢梁、斜腹杆和可更换构件的连接的侧视图；图9是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱中钢筋混凝土边柱与钢梁、斜腹杆和可更换构件的连接的俯视图；图10是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱中钢筋混凝土边柱与钢梁、斜腹杆和可更换构件的连接的仰视图；图11是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱中加固板和SMA丝的连接结构示意图；图12是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱中棱台状橡胶垫块的结构示意图。图中，1.芯柱，2.边柱，3.SMA丝，4.钢梁，5.斜腹杆，6.可更换构件，7.凹槽，8.加固板。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱，如图1和图2，包括芯柱1，芯柱1一个顶端处呈锥形向外扩张，芯柱1另一个顶端处呈锥形向内减小，芯柱1两端倾斜的角度均为摩擦角内；芯柱1向外扩张一端的端面上开有两个相互垂直的凹槽7，且两个凹槽7均延伸至芯柱1顶端的边缘处，凹槽7用于搭设梁；如图3、图4、图5和图6所示，芯柱1的外壁上平行贴合设置有四个截面呈扇形边柱2，且芯柱1和边柱2间的填充有素混凝土；任两个边柱2上端向内倾斜一定角度，倾斜角度根据梁的宽度来设置，且任两个边柱2间的最短距离不小于凹槽7的宽度，且芯柱1在未变径处的直径均不小于凹槽7的宽度；如图7、图8、图9和图10所示，任两个相邻的边柱2间均平行固接有多根钢梁4和多个可更换构件6，每个可更换构件6的两端均与边柱2上的连接预埋件通过螺栓连接，其中可更换构件6为阻尼器或钢梁；任两个相邻的钢梁4件均固接有斜腹杆5，每个斜腹杆5的一端与一个边柱2固接，每个斜腹杆5的另一端与另一个边柱2固接，且两个相邻的斜腹杆5首尾相近设置；如图3和图11所示，每个边柱2的外壁中上部均固接有至少一个加固板8，每个加固板8均通过边柱2上的预埋连接件或采用膨胀锚栓与边柱2相连，每个加固版8的外侧面上均开有横向的凹肋，任两个相邻的边柱2上的加固板8间连接有SMA丝3，且SMA丝3套接在凹肋中。本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱中，芯柱1的两端均在摩擦角内进行变径，而边柱2平行贴合芯柱设计，则边柱2的一角也相应的在摩擦角内进行尺寸进行改变，使得边柱2能够对芯柱1产生很强的约束，使得芯柱1和边柱2的两端能够合理的利用自锁现象，不需设置钢连接件就可实现芯柱1与边柱2的协调变形；加固板8和SMA丝3能够为本专利技术多肢圆形柱提供一定的自复位能力和地震耗能能力。在芯柱1和边柱2之间填充素混凝土，能够保证芯柱1与边柱2的紧密贴合，保证芯柱1与边柱2接触面全截面受力；凹槽7在设置完梁后，在边柱和梁的间隙间填充棱台状橡胶垫块，能够增加芯柱1与边柱2的整体性，也可以增加本专利技术的多肢圆形柱的抗扭转刚度，也具有一定的地震耗能能力；梁搭设在凹槽7内，先将力传至芯柱1，用素混凝土填充芯柱1与边柱2之间的缝隙，在地震时依靠自锁现象，芯柱1将与边柱2协调变形。每两个边柱2依靠钢梁4、斜腹杆5和可更换构件6进行可靠连接，在地震时边柱2将在水平面内向外发生弹性变形，钢梁4和可更换构件6耗散地震能量。在强烈地震作用下，边柱2依靠钢梁4、斜腹杆5和SMA丝3的可靠连接，本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱不会发生结构破坏，可更换构件6耗散大量地震能量直至发生过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱，其特征在于，包括芯柱(1)，所述芯柱(1)的外壁上平行贴合设置有多个截面呈扇形的边柱(2)，所述芯柱(1)和边柱(2)的间隙间填充有素混凝土；每个所述边柱(2)的外壁上均固接有至少一个加固板(8)，任两个相邻的边柱(2)间均固接有多根钢梁(4)和多个可更换构件(6)，任两个相邻的边柱(2)上的加固板(8)间连接有SMA丝(3)。

【技术特征摘要】
1.一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱，其特征在于，包括芯柱(1)，所述芯柱(1)的外壁上平行贴合设置有多个截面呈扇形的边柱(2)，所述芯柱(1)和边柱(2)的间隙间填充有素混凝土；每个所述边柱(2)的外壁上均固接有至少一个加固板(8)，任两个相邻的边柱(2)间均固接有多根钢梁(4)和多个可更换构件(6)，任两个相邻的边柱(2)上的加固板(8)间连接有SMA丝(3)。2.根据权利要求1所述的一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱，其特征在于，所述芯柱(1)一个顶端处呈锥形向外扩张，所述芯柱(1)另一个顶端处呈锥形向内减小，且所述芯柱(1)两端倾斜的角度均不大于摩擦角。3.根据权利要求2所述的一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱，其特征在于，所述芯柱(1)向外扩张的一端的端面上开有两个相互垂直的凹槽(7)，且两个所述凹槽(7)均延伸至芯柱(1)顶端的边缘处。4.根据权利要求3所述的一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱，其特征在于，任两个相邻的所述边柱(2)上端均向内倾斜；任两个相邻的边柱(2)间最短距离不小于凹槽(7)的宽度；所述芯柱(1)在未变径处的直径均不小于凹槽(7)的宽度。5.根据权利要求1所述的一种内置芯柱可恢复功能的多肢圆形柱，其特征在于，所述芯柱(1)和边柱(2)的间隙间填充有素混...

【专利技术属性】
技术研发人员：马辉，白恒宇，刘云贺，王博楠，席嘉诚，陈云冲，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61