一种带沙漏形耗能杆的自复位方钢管混凝土柱脚节点制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带沙漏形耗能杆的自复位方钢管混凝土柱脚节点，包括方钢管混凝土柱、混凝土基础组件、预应力筋、锚固装置和耗能装置，方钢管混凝土柱设置在混凝土基础组件上，预应力筋一端通过锚固装置连接在方钢管混凝土柱上，另一端连接在混凝土基础组件上，耗能装置包括耗能杆、第一端板和第二端板，耗能杆为从中心向两端直径逐渐增加的对称锥形杆，耗能杆的两端分别与第一端板、第二端板连接；本实用新型专利技术应用“沙漏形”耗能杆作为耗能元件，通过耗能杆的金属塑性变形来耗散地震能量。同时将耗能装置安装在方钢管混凝土柱的外部，在地震后如果耗能装置受损，只需在方钢管混凝土柱体外部更换相应耗能装置即可。柱体外部更换相应耗能装置即可。柱体外部更换相应耗能装置即可。

【技术实现步骤摘要】
一种带沙漏形耗能杆的自复位方钢管混凝土柱脚节点


[0001]本技术属于建筑结构抗震减灾
，具体涉及一种带沙漏形耗能杆的自复位方钢管混凝土柱脚节点。

技术介绍

[0002]作为可恢复功能结构的一种实现形式，自复位结构在摇摆耗能的基础上，通过引入能够为结构提供复位力的复位构件控制并减小建筑结构在地震后的残余位移，从而使结构在地震后仅经过少量修复或不需要修复即可恢复至原有状态。
[0003]柱脚节点作为上部结构传力的“最终端”，其受力性能是影响结构在地震作用下安全性能的关键因素之一，其抗震性能也越来越受研究人员的关注。预应力筋与耗能装置是影响自复位柱脚节点抗震性能的主要部件，预应力筋锚固于方钢管混凝土柱上的锚固平台，耗能装置多采用金属摩擦耗能的方式进行耗能。不同于自复位梁柱节点单个方向的受力特点，在实际工程中，柱脚节点需要考虑两个方向的地震作用。若采用金属摩擦作为耗能方式，则无法很好地应对垂直于摩擦面的地震作用。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本技术提供了一种带沙漏形耗能杆的自复位方钢管混凝土柱脚节点，解决现有的自复位柱脚节点无法满足多方向复位与耗能的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：
[0006]一种带沙漏形耗能杆的自复位方钢管混凝土柱脚节点，包括方钢管混凝土柱、混凝土基础组件、预应力筋、锚固装置和耗能装置，所述方钢管混凝土柱设置在混凝土基础组件上，所述预应力筋一端通过锚固装置连接在方钢管混凝土柱上，另一端连接在混凝土基础组件上；所述耗能装置包括耗能杆、第一端板和第二端板，所述耗能杆为从中心向两端直径逐渐增加的对称锥形杆，所述耗能杆的两端分别与第一端板、第二端板连接；所述方钢管混凝土柱的每两个相对侧面之间贯通有第一穿芯孔，所述第一穿芯孔中设置有第一穿芯杆，所述第一穿芯杆的两端分别连接两个相对侧面处的第一端板；所述第二端板与L型连接板的一端连接，所述L型连接板的另一端与混凝土基础组件连接。
[0007]优选的，所述L型连接板的开口处设置有第一加劲肋。
[0008]优选的，围绕所述方钢管混凝土柱的四周均设置有预应力筋，且方钢管混凝土柱每一侧面处的预应力筋对称设置在耗能装置的两侧。
[0009]具体的，所述锚固装置包括T型连接板和第二穿芯杆，所述方钢管混凝土柱上设置有第二穿芯杆穿过的第二穿芯孔，所述T型连接板的翼缘板通过第二穿芯杆连接在方钢管混凝土柱上，所述预应力筋端部锚固在T型连接板的腹板上。
[0010]优选的，所述T型连接板的翼缘板与腹板之间设置有第二加劲肋。
[0011]具体的，所述混凝土基础组件包括混凝土基础和柱底连接组件，所述柱底连接组件包括连接板和支撑框架，所述支撑框架的中心围绕形成有与所述方钢管混凝土柱外部轮
廓匹配的方形空间，所述支撑框架一部分预埋在混凝土基础中，另一部分裸露在外部；所述连接板连接在支撑框架裸露部分的顶部，所述连接板上设置有与所述方钢管混凝土柱外部轮廓匹配的方形孔；所述预应力筋、L型连接板均与连接板连接。
[0012]优选的，所述混凝土基础上设置有与方钢管混凝土柱外部轮廓匹配的方形凹槽，所述方形凹槽底部铺设有加强板。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0014](1)本技术应用“沙漏形”耗能杆作为耗能元件，通过耗能杆的金属塑性变形来耗散地震能量。同时将耗能装置安装在方钢管混凝土柱的外部，在地震后如果耗能装置受损，只需在方钢管混凝土柱体外部更换相应耗能装置即可。
[0015](2)本技术通过四面设置的耗能装置和复位装置来满足自复位柱脚节点多方向复位的问题，可以通过调整“沙漏形”耗能杆的数量和组合方式以满足不同条件下的耗能需要。
[0016](3)本技术除了预应力筋需要进行现场张拉施工，其余部件均可采用工厂加工现场装配的方式进行施工。通过预先在柱底连接组件开设连接孔，使预应力筋、L型连接板可以通过预设连接孔与混凝土基础组件的柱底连接组件进行连接，从而降低现场作业的要求，缩短施工工期。
[0017]本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0018]图1是本技术实施例记载的方钢管混凝土自复位柱脚节点的整体结构示意图。
[0019]图2是本技术实施例记载的耗能装置的连接详细图示。
[0020]图3是本技术实施例记载的耗能装置的详细示意图。
[0021]图4是本技术实施例记载的锚固装置的详细图示。
[0022]图5是本技术实施例记载的混凝土基础组件的详细图示。
[0023]图6是本技术实施例记载的柱底连接组件的详细图示。
[0024]图7为本技术实施例记载的自复位柱脚节点的荷载
‑
位移脚滞回曲线图。
[0025]图8为本技术实施例记载的自复位柱脚节点加载后应力云图，其中，(a)为平行于加载方向的耗能杆，(b)为垂直于加载方向的耗能杆，(c)为自复位方钢管混凝土柱脚节点。
[0026]图9为本技术专利所描述的自复位柱脚节点加载至4％层间位移角时应力云图，其中，(a)为平行于加载方向的耗能杆，(b)为垂直于加载方向的耗能杆，(c)为自复位方钢管混凝土柱脚节点。
[0027]图中各标号表示为：
[0028]1‑
方钢管混凝土柱，2
‑
混凝土基础组件，3
‑
预应力筋，4
‑
锚固装置，5
‑
耗能装置，6
‑
第一穿芯杆，7
‑
L型连接板，8
‑
螺栓；
[0029]11
‑
第一穿芯孔，12
‑
第二穿芯孔；
[0030]21
‑
混凝土基础，22
‑
柱底连接组件，23
‑
加强板；
[0031]211
‑
方形凹槽；221
‑
连接板，222
‑
支撑框架；
[0032]2211
‑
方形孔，2212
‑
第七连接孔，2213
‑
第八连接孔；
[0033]2221
‑
长钢板，2222
‑
加强板；
[0034]41
‑
T型连接板，42
‑
第二穿芯杆；
[0035]411
‑
第二加劲肋，412
‑
第五连接孔，413
‑
第六连接孔；
[0036]51
‑
耗能杆，52
‑
第一端板，53
‑
第二端板；
[0037]521
‑
第一连接孔，531
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带沙漏形耗能杆的自复位方钢管混凝土柱脚节点，包括方钢管混凝土柱(1)、混凝土基础组件(2)、预应力筋(3)、锚固装置(4)和耗能装置(5)，所述方钢管混凝土柱(1)设置在混凝土基础组件(2)上，所述预应力筋(3)一端通过锚固装置(4)连接在方钢管混凝土柱(1)上，另一端连接在混凝土基础组件(2)上，其特征在于，所述耗能装置(5)包括耗能杆(51)、第一端板(52)和第二端板(53)，所述耗能杆(51)为从中心向两端直径逐渐增加的对称锥形杆，所述耗能杆(51)的两端分别与第一端板(52)、第二端板(53)连接；所述方钢管混凝土柱(1)的每两个相对侧面之间贯通有第一穿芯孔(11)，所述第一穿芯孔(11)中设置有第一穿芯杆(6)，所述第一穿芯杆(6)的两端分别连接两个相对侧面处的第一端板(52)；所述第二端板(53)与L型连接板(7)的一端连接，所述L型连接板(7)的另一端与混凝土基础组件(2)连接。2.如权利要求1所述的带沙漏形耗能杆的自复位方钢管混凝土柱脚节点，其特征在于，所述L型连接板(7)的开口处设置有第一加劲肋(73)。3.如权利要求1所述的带沙漏形耗能杆的自复位方钢管混凝土柱脚节点，其特征在于，围绕所述方钢管混凝土柱(1)的四周均设置有预应力筋(3)，且方钢管混凝土柱(1)每一侧面处的预应力筋(3)对称设置在耗能装置(5)的两侧。4.如权利要求1所述的带沙漏形耗能杆的自复位方钢管混凝土柱脚节点，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汇城，王先铁，谢川东，郭艺伟，杨博乐，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：新型
国别省市：