自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点制造技术

本实用新型专利技术涉及一种自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点，包括基础和长圆钢管柱，长圆钢管柱内部预埋有柱钢筋笼；柱钢筋笼包括若干柱纵筋Ⅰ、若干柱箍和两根对称分布在柱钢筋笼两侧短边上的柱纵筋Ⅱ，所述基础内预埋有基础预埋纵筋，每根柱纵筋Ⅰ下端通过套筒与SMA棒材连接，每根SMA棒材上套设有去粘结层，每根SMA棒材下端通过套筒与对应基础预埋纵筋连接；每根柱纵筋Ⅱ通过套筒与对应基础预埋纵筋连接。安全可靠，传力明确，地震后变形可恢复，不影响桥梁体系的正常使用，便于震后救灾工作的开展。的开展。的开展。

【技术实现步骤摘要】
自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点


[0001]本技术涉及桥梁
，特别是一种自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点。

技术介绍

[0002]在地震防灾体系中，桥梁系统为重要的生命线，连接维护生命财产安全所需的许多重要建筑物，如医院、消防站、学校和公共避难场所等，扮演交通枢纽的角色。因此，在地震作用下，桥梁系统需维持应有的运输功能。若桥梁于地震中受损而丧失交通运输功能，除了造成生命伤亡与财产损失外，也将影响救灾重建工作。
[0003]柱脚是钢管混凝土桥墩与基础连接的重要节点，其连接刚度与结构和构件的稳定性能密切相关，并对结构内力和位移产生重要影响，是决定结构稳定承载力和水平抗震承载能力的主要因素。在柱脚部分钢管混凝土从有到无，造成结构上的不连续，如果在这一部分处理不得当，很容易发生破坏，导致整个上部结构失效。现有资料均无法直接指导本项目柱脚节点的设计与施工。因此，需要系统、全面地研究长圆形截面钢管混凝土桥墩柱脚节点的承载性能，提出柱脚节点的合理构造措施，保证钢管混凝土桥墩与混凝土承台共同受力。
[0004]由于国内外现行钢管混凝土构件的有关规范规程均只规定了圆形截面和方形截面柱脚节点的构造措施，现有资料均无法直接指导本项目柱脚节点的设计与施工。因此，需要系统、全面地研究长圆形截面钢管混凝土桥墩柱脚节点的承载性能，提出柱脚节点的合理构造措施，保证钢管混凝土桥墩与混凝土承台共同受力。
[0005]结构在温度作用下产生的温度应力，如果不采取相应的措施，会导致基础尺寸过大，造成经济上的浪费。由于构件之间常用的连接类型包括灌浆波纹管连接、灌浆套管连接、后张拉钢筋束连接和承插连接。由于连接接头的存在，在大周期变形条件下，桥架结构的完整性取决于接头的可靠性和迟滞性。近年来，研究人员对不同连接类型的地震行为进行了研究。在这些连接类型中，灌浆套管被认为是预制件的最佳选择之一。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本技术的目的是提供一种安全可靠，传力明确，施工简便，地震后变形可恢复的自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点。
[0007]本技术采用以下方案实现：一种自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点，包括基础和位于基础上侧且截面呈长圆形的长圆钢管柱，长圆钢管柱内部预埋有柱钢筋笼，长圆钢管柱内底部设有方形钢管，方形钢管下端贴着基础上侧面，方形钢管和长圆钢管柱之间的环形区域中填充有HPFRCC，方形钢管内部以及方形钢管上方区域的长圆钢管柱内部填充有柱混凝土；柱钢筋笼包括若干柱纵筋Ⅰ、若干柱箍和两根对称分布在柱钢筋笼两侧短边上的柱纵筋Ⅱ，所述基础内预埋有伸出基础上侧面并与柱纵筋Ⅰ及柱纵筋Ⅱ位置对应的基础预埋纵筋，每根柱纵筋Ⅰ下端通过套筒与SMA棒材连接，每根SMA棒材上套设有去粘结层，每根SMA棒材下端通过套筒与对应基础预埋纵筋连接；每根柱纵筋Ⅱ通过套筒与对应基
础预埋纵筋连接。
[0008]进一步的，方形钢管内的柱混凝土中间埋设有CFST柱，所述CFST柱下端向上延伸并插入基础中，CFST柱外部包裹有RPC包裹层。
[0009]进一步的，方形钢管内部还设有多根钢管，所述钢管下端向下延伸并埋入基础中，钢管上端向上延伸并埋入方形钢管上方的柱混凝土中；所述钢管埋入基础中的深度与基础预埋纵筋深度相同，钢管的直径是CFST柱直径的0.5倍；CFST柱直径为方形钢管边长的0.5倍，CFST柱插入基础的深度为其自身直径的3倍。
[0010]进一步的，所述长圆钢管柱的短边外径为D，所述方形钢管和HPFRCC的高度均与长圆钢管柱的短边外径相同，方形钢管边长为长圆钢管柱短边外径的2/3；所述SMA棒材的长度为L，L=0.3D；所述SMA棒材单根轴拉承载力不小于单根柱纵筋Ⅰ的轴拉承载力。
[0011]进一步的，所述基础上侧在长圆钢管柱外围预埋有埋板，基础内预埋有上端从基础上侧面穿出的锚栓；长圆钢管柱下端外围焊接有位于埋板上方的柱脚底板，埋板上开设有与锚栓对应的锚栓孔，柱脚底板上开设有与锚栓对应的长孔，锚栓上端连接有压紧柱脚底板的锁紧螺母。
[0012]进一步的，所述埋板和柱脚底板之间夹设有第一PFA板，锁紧螺母和柱脚底板之间设有锚栓垫板和第二PFA板；所述埋板上还焊接有位于柱脚底板外围的限位挡板。
[0013]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0014]（1）使用的SMA棒材可传递节点区弯矩和轴力，安全可靠，传力明确，地震后变形可恢复，不影响桥梁体系的正常使用，便于震后救灾工作的开展；
[0015]（2）仅在柱脚节点处局部应用SMA棒材和HPFRCC材料，在保证节点力学性能的基础上又保证了经济性；
[0016]（3）使用内外钢管，增加结构的抗弯与抗拉性能，减少了高性能混凝土用量；
[0017]（4）可实现桥墩和基础的安全可靠连接，施工简便，有效地释放温度应力，基础反力较大的问题，避免了因柱脚反力过大造成的基础难设计、难施工的情况发生，有助于减小基础截面尺寸及基础配筋，具有良好的经济效益。
[0018]为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本技术作进一步详细说明。
附图说明
[0019]图1为本技术实施例整体结构示意图；
[0020]图2为图1中A
‑
A剖视图
[0021]图3为图1中B
‑
B剖视图；
[0022]图4为本技术实施例柱纵筋Ⅰ、SMA棒材和基础预埋纵筋连接示意图；
[0023]图5为本技术实施例中CFST柱与RPC包裹层连接的示意图；
[0024]图6为本技术实施例俯视图；
[0025]图7为锚栓连接处的局部结构示意图；
[0026]图中标号说明：1
‑
长圆钢管柱、2
‑
柱钢筋笼、201
‑
柱纵筋Ⅰ、202
‑
柱箍筋、203
‑
柱纵筋Ⅱ、3
‑
方形钢管、4
‑
钢管、5
‑
基础、6
‑
基础预埋纵筋、7
‑
柱混凝土、8
‑
HPFRCC、9
‑
CFST柱、10
‑
RPC包裹层、11
‑
SMA棒材、12
‑
去粘结层、13
‑
套筒、14
‑
柱脚底板、15
‑
长孔、16
‑
锚栓、17
‑
埋板、
18
‑
限位挡板、19
‑
锚栓孔、20
ꢀ‑
第一PFA板、21
‑
第二PFA板、22
‑
锚栓垫板。
具体实施方式
[0027]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点，其特征在于：包括基础和位于基础上侧且截面呈长圆形的长圆钢管柱，长圆钢管柱内部预埋有柱钢筋笼，柱钢筋笼包括若干柱纵筋Ⅰ、若干柱箍和两根对称分布在柱钢筋笼两侧短边上的柱纵筋Ⅱ，所述基础内预埋有伸出基础上侧面并与柱纵筋Ⅰ及柱纵筋Ⅱ位置对应的基础预埋纵筋，每根柱纵筋Ⅰ下端通过套筒与SMA棒材连接，每根SMA棒材上套设有去粘结层，每根SMA棒材下端通过套筒与对应基础预埋纵筋连接；每根柱纵筋Ⅱ通过套筒与对应基础预埋纵筋连接。2.根据权利要求1所述的自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点，其特征在于：长圆钢管柱内底部设有方形钢管，方形钢管下端贴着基础上侧面，方形钢管和长圆钢管柱之间的环形区域中填充有HPFRCC，方形钢管内部以及方形钢管上方区域的长圆钢管柱内部填充有柱混凝土；方形钢管内的柱混凝土中间埋设有CFST柱，所述CFST柱下端向上延伸并插入基础中，CFST柱外部包裹有RPC包裹层。3.根据权利要求2所述的自复位长圆钢管约束钢筋混凝土柱脚节点，其特征在于：方形钢管内部还设有多根钢管，所述钢管下端向下延伸并埋入基础中，钢管上端向上延伸并埋入方形钢管上方的柱混凝土中...

【专利技术属性】
技术研发人员：许莉，陈婕妤，李伟方，韩强，方文新，韩冬冬，林少武，郭聪，张晓毅，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：