一种内置芯柱可恢复功能的多肢L形异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L形异形柱，包括呈L形分布的双向芯柱和两个单向芯柱，双向芯柱和两个单向边柱的外壁上均贴合设置有中心边柱和多个边柱，任两个相邻的边柱间连接有钢梁、斜腹杆和可更换构件；本发明专利技术还公开了该多肢L形异形柱的装配方法，包括安装双向芯柱、中心边柱和边柱、安装连接件、安装单向芯柱和边柱、安装连接件、安装可更换构件的步骤。本发明专利技术的多肢L形异形柱适用于建筑物转角处，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；本发明专利技术多肢L形异形柱的装配方法，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L形异形柱及其装配方法
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L形异形柱，本专利技术还涉及该多肢L形异形柱的装配方法。
技术介绍
柱子作为主要的承重构件，其承担着梁传来的力，并将力传至基础。但地震作用对于建筑结构的损害具有复杂性，强烈地震作用后柱产生的损伤难以修复，进而导致结构安全难以保证或结构功能难以恢复。因此，有必要提出新的框架柱设计理念，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。此外，在承受较大荷载建筑结构的转角处，传统矩形柱由于截面惯性矩较小，导致构件抵抗地震作用的扭转能力降低，而加大矩形柱的截面面积使得建筑内部出现凸角，影响建筑内部的使用面积和器械布置，而异形柱的提出为解决上述问题的有效途径。因此，在确保柱具有足够的承载力和良好的延性的同时，提升异形柱震后快速恢复功能是结构抗震技术的发展方向之一。
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L形异形柱，适用于建筑物转角处，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L形异形柱的装配方法，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L形异形柱，包括呈长方体状的中心边柱，中心边柱的一个角处平行配设有双向芯柱，中心边柱的另外两个角均平行配设有单向芯柱，双向芯柱位于两个单向芯柱之间，且双向芯柱与两个单向芯柱均抵靠于中心边柱；每个单向芯柱和双向芯柱的外壁上均平行贴合设置有边柱，且每个单向芯柱与双向芯柱均有一共用边柱；任两个相邻边柱间均固接有钢梁和可更换构件；与中心边柱相邻的边柱中，每个单向芯柱与双向芯柱共用的边柱与中心边柱间均固接有钢梁，其他与中心边柱相邻的边柱与中心边柱间固接有钢梁和可更换构件。本专利技术采用的第一种技术方案的特点还在于：每个单向芯柱一个顶端处均呈锥形向外扩张，每个单向芯柱另一个顶端处均呈锥形向内减小；每个单向芯柱两端倾斜的角度均不大于摩擦角；双向芯柱的一个顶端处均呈锥形向外扩张，双向芯柱的另一个顶端处均呈锥形向内减小，双向芯柱两端倾斜的角度均不大于摩擦角。双向芯柱与边柱间填充有素混凝土；每个单向芯柱与边柱间也填充有素混凝土。双向芯柱与中心边柱间填充有素混凝土；每个单向芯柱与中心边柱间也填充有素混凝土。双向芯柱一端的端面上开有呈L形的第一凹槽，第一凹槽的两端均延伸至双向芯柱的边缘处；每个单向芯柱一端的端面上均开有第二凹槽，每个第二凹槽的两端均延伸至单向芯柱的边缘处；一个第二凹槽与第一凹槽的一边相贯通且宽度相等，另一个第二凹槽与第一凹槽的另一边相贯通且宽度相等。任两个相邻的边柱之间的距离不小于第二凹槽的最大宽度，每个单向芯柱和双向芯柱在未变径处的直径均不小于第二凹槽的最大宽度。靠近每个第二凹槽端口处的两个相邻的边柱上端相对的侧面均向内倾斜。每个单向芯柱与双向芯柱共用的边柱和中心边柱上端相对的侧面均向内倾斜。固接有可更换构件的两个边柱间还固接有斜腹杆，斜腹杆位于两个相邻的钢梁间，且相邻斜腹杆首尾相近设置。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L形异形柱的装配方法，其特征在于，具体按照下述步骤进行：步骤1，将双向芯柱安装在预定位置处；步骤2，在双向芯柱的外壁上均匀贴合设置有中心边柱和多个边柱；步骤3，步骤2完成后，在每个双向芯柱与单向芯柱共用的边柱与中心边柱间固接钢梁；步骤4，步骤3完成后，任两个相邻的边柱间固接钢梁和斜腹杆；步骤5，步骤4完成后，向双向芯柱与第一边柱的间隙间填充素混凝土，向双向芯柱与每个边柱的间隙间填充素混凝土；步骤6，步骤5完成后，将两个单向芯柱安装在预定位置；步骤7，步骤6完成后，在两个单向边柱的外壁处均贴合设置多个边柱；步骤8，步骤7完成后，在相邻的边柱间固接钢梁和斜腹杆，在中心边柱与与其相邻的边柱间固接钢梁和斜腹杆；步骤9，步骤8完成后，在单向芯柱与相邻的边柱间填充混凝土，在单向芯柱与中心边柱间填充素混凝土；步骤10，步骤9完成后，在固接有斜腹杆的两个边柱间固接可更换构件，在固接有斜腹杆的中心边柱与相邻边柱间固接可更换构件。本专利技术另一个技术方案的特点还在于：第一凹槽和第二凹槽在设置完梁后，在上端倾斜设置的边柱和梁的间隙间、中心边柱与梁的间隙间均填充棱台状橡胶垫块。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L形异形柱，适用于建筑物转角处，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L形异形柱，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L形异形柱的装配方法，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L形异形柱的结构示意图；图2是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢L形异形柱中双向芯柱的结构示意图；图3是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢L形异形柱中单向芯柱的结构示意图；图4是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢L形异形柱的中心边柱和边柱的连接示意图；图5是本专利技术一种内置芯柱可恢复功能的多肢L形异形柱中棱台状橡胶垫块的结构示意图。图中，1.中心边柱，2.双向芯柱，3.单向芯柱，4.边柱，5.钢梁，6.可更换构件，7.第一凹槽，8.第二凹槽，9.斜腹杆。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L形异形柱，如图1所示，包括呈长方体状的中心边柱1，中心边柱1的一个角处平行配设有双向芯柱2，且双向芯柱2抵靠于中心边柱1上；如图2所示，双向芯柱2的一个顶端处均呈锥形向外扩张，双向芯柱2的另一个顶端处均呈锥形向内减小，双向芯柱2两端倾斜的角度均不大于摩擦角；双向芯柱2的上端面上开有呈L形的第一凹槽，第一凹槽的两端均延伸至双向芯柱的边缘处；如图1和图3所示，中心边柱1的另外两个角均平行配设有单向芯柱3，且单向边柱3抵靠于中心边柱1上，双向芯柱2位于两个单向芯柱3之间；每个单向芯柱3一个顶端处均呈锥形向外扩张，每个单向芯柱3另一个顶端处均呈锥形向内减小，每个单向芯柱3两端倾斜的角度均不大于摩擦角；每个单向芯柱3的上端面均上开有第二凹槽8，每个第二凹槽8的两端均延伸至单向芯柱3的边缘处；一个第二凹槽8与第一凹槽7的一边相贯通且宽度相等，另一个第二凹槽8与第一凹槽7的另一边相贯通且宽度相等；每个单向芯柱3和双向芯柱2在未变径处的直径均不小于第二凹槽8的最大宽度。如图1和图4所示，每个单向芯柱3和双向芯柱2的外壁上均平行贴合设置有边柱4，且每个单向芯柱3与双向芯柱2均有一共用边柱4；任两个相邻边柱4间均平行固接有钢梁5和可更换构件6，钢梁5的一端通过端板与一个边柱4上的预埋连接件连接，钢梁5的另一端也通过端板与另一个边柱4上的预埋连接件连接；可更换构件6的两端均通过预埋连接件与边柱固接；其中可更换构件6为阻尼器或钢梁；任两个相邻的边柱4间还固接有斜腹杆9，每个斜腹杆9均固接于两个相邻的钢梁5间，每个斜腹杆9的一端均与一个钢梁5通过同一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内置芯柱可恢复功能的多肢L形异形柱，其特征在于，包括呈长方体状的中心边柱(1)，所述中心边柱(1)的一个角处平行配设有双向芯柱(2)，所述中心边柱(1)的另外两个角均平行配设有单向芯柱(3)，且所述双向芯柱(2)位于两个单向芯柱(3)之间，且所述双向芯柱(2)与两个单向芯柱(3)均抵靠于中心边柱(1)；每个所述单向芯柱(3)和双向芯柱(2)的外壁上均平行贴合设置有边柱(4)，且每个单向芯柱(3)与双向芯柱(2)均有一共用边柱(4)；任两个相邻边柱(4)间均固接有钢梁(5)和可更换构件(6)；与中心边柱(1)相邻的边柱(4)中，每个单向芯柱(3)与双向芯柱(2)共用的边柱(4)与中心边柱(1)间均固接有钢梁(5)，其他与中心边柱(1)相邻的边柱(4)与中心边柱(1)间固接有钢梁(5)和可更换构件(6)。

【技术特征摘要】
1.一种内置芯柱可恢复功能的多肢L形异形柱，其特征在于，包括呈长方体状的中心边柱(1)，所述中心边柱(1)的一个角处平行配设有双向芯柱(2)，所述中心边柱(1)的另外两个角均平行配设有单向芯柱(3)，且所述双向芯柱(2)位于两个单向芯柱(3)之间，且所述双向芯柱(2)与两个单向芯柱(3)均抵靠于中心边柱(1)；每个所述单向芯柱(3)和双向芯柱(2)的外壁上均平行贴合设置有边柱(4)，且每个单向芯柱(3)与双向芯柱(2)均有一共用边柱(4)；任两个相邻边柱(4)间均固接有钢梁(5)和可更换构件(6)；与中心边柱(1)相邻的边柱(4)中，每个单向芯柱(3)与双向芯柱(2)共用的边柱(4)与中心边柱(1)间均固接有钢梁(5)，其他与中心边柱(1)相邻的边柱(4)与中心边柱(1)间固接有钢梁(5)和可更换构件(6)。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L形异形柱，其特征在于，每个所述单向芯柱(3)一个顶端处均呈锥形向外扩张，每个所述单向芯柱(3)另一个顶端处均呈锥形向内减小；每个单向芯柱(3)两端倾斜的角度均不大于摩擦角；双向芯柱(2)的一个顶端处均呈锥形向外扩张，双向芯柱(2)的另一个顶端处均呈锥形向内减小，双向芯柱(2)两端倾斜的角度均不大于摩擦角。3.根据权利要求1所述的一种内置芯柱可恢复功能的多肢L形异形柱，其特征在于，所述双向芯柱(2)与边柱(4)间填充有素混凝土；每个所述单向芯柱(3)与边柱(4)间也填充有素混凝土。4.根据权利要求1所述的一种内置芯柱可恢复功能的多肢L形异形柱，其特征在于，所述双向芯柱(2)一端的端面上开有呈L形的第一凹槽(7)，所述第一凹槽(7)的两端均延伸至双向芯柱(2)的边缘处；每个所述单向芯柱(3)一端的端面上均开有第二凹槽(8)，每个所述第二凹槽(8)的两端均延伸至单向芯柱(3)的边缘处；一个所述第二凹槽(8)与第一凹槽(7)的一边相贯通且宽度相等，另一个所述第二凹槽(8)与第一凹槽(7)的另一边相贯通且宽度相等。5.根据权利要求4所述的一种内置芯柱可恢复功能的多肢L形异形柱，其特征在于，任两个相邻的边柱(4)之间的距离不小于第二凹槽(8)的最大宽度...

【专利技术属性】
技术研发人员：马辉，白恒宇，刘云贺，司建辉，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