基于纺锤型环簧组-钢盒自复位耗能装置的柱柱连接结构制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于纺锤型环簧组

【技术实现步骤摘要】
基于纺锤型环簧组
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钢盒自复位耗能装置的柱柱连接结构


[0001]本专利技术属于装配式混凝土建筑
，具体涉及基于纺锤型环簧组
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钢盒自复位耗能装置的柱柱连接结构。

技术介绍

[0002]装配式建筑凭借其高效节能、全周期生命、有效降低碳排放等优势得到广泛应用。现如今梁、板等水平构件的预制连接技术已日臻完善，主体结构如何达到更高的装配率要求，对于装配式混凝土框架结构的关键是如何实现竖向构件(柱)的预制连接，柱柱连接处往往是发生破坏的薄弱位置，柱柱连接面是承载力明显降低的薄弱面，因此，柱柱连接的安全、适用是我们需要关注的重点。
[0003]现有技术中，柱柱的连接方式有灌浆套筒连接、焊接连接和螺栓连接，就目前现状而言，在技术方面灌浆套筒连接无法保证灌浆的密实度；焊接连接虽然施工方便，但施工质量不能保证，这主要原因是过分依赖施工人员的技术高低；螺栓连接受力较为复杂，普通连接螺栓精度低时，不宜受剪，精度高时加工和安装难度大，高强螺栓连接时摩擦面处理安装工艺较为复杂，造价较高且在地震作用下容易松动，容易在柱柱连接区域产生薄弱点，不能有效解决抗震及抗风所带来的不利影响。
[0004]装配式建筑柱柱连接一般比较薄弱，容易破坏，上述的柱柱连接方式可靠性不足，不能有效利用灌浆和钢筋连接的结合构造，并且以上连接方式一般是通过提高承载力来推迟结构进入塑性工作阶段并减少塑性变形，耗能能力和自复位能力均较弱。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于纺锤型环簧组
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钢盒自复位耗能装置的柱柱连接结构。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]一种基于纺锤型环簧组
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钢盒自复位耗能装置的柱柱连接结构，包括：预制钢筋混凝土上柱、预制钢筋混凝土下柱、四个连接杆、四个上侧钢盒组件和四个下侧钢盒组件；
[0007]所述上侧钢盒组件和所述下侧钢盒组件为上下对称的结构；
[0008]所述上侧钢盒组件，包括：上钢盒、多个上外环簧和多个上内环簧；
[0009]所述上钢盒，一侧开口，顶部与位于预制钢筋混凝土上柱的外部的位于角部的一根上柱纵筋的端部固定连接；
[0010]多个所述上内环簧依次间隔设置在所述上钢盒内，所述多个上内环簧的中心位于同一条直线上，位于一端的内环簧设置在所述上钢盒的底部上；
[0011]相邻的两个所述上内环簧之间设置有所述上外环簧，且所述上内环簧的外侧壁与相邻的所述上外环簧的内侧壁接触；所述上内环簧的外侧壁和所述上外环簧的内侧壁均为斜面；
[0012]所述连接杆穿过所述上内环簧和所述上钢盒的底部，且所述连接杆穿过所述下侧钢盒组件的下内环簧和下钢盒的顶部；所述连接杆的两端与所述下内环簧和所述上内环簧
固定连接；
[0013]所述上钢盒和所述下钢盒之间还设置有摩擦片；
[0014]所述上侧钢盒组件、所述摩擦片、所述下侧钢盒组件和所述连接杆构成环簧组
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钢盒自复位耗能装置。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述上内环簧的外侧壁，包括：第一子外壁和第二子外壁；
[0016]所述第一子外壁为由所述上内环簧的第一水平表面向远离所述上内环簧的中心延伸的斜面，且背向所述上内环簧的第二水平表面；
[0017]所述第二子外壁为由所述上内环簧的第二水平表面向远离所述上内环簧的中心延伸的斜面，且背向所述上内环簧的第一水平表面；
[0018]所述第一子外壁远离所述上内环簧的中心的边沿与所述第二子外壁远离所述上内环簧的中心的边沿相交；
[0019]所述上外环簧的内侧壁，包括：第一子内壁和第二子内壁；
[0020]所述第一子内壁与所述第二子外壁平行，所述第一子内壁与相邻的所述第二子外壁相接触；
[0021]所述第二子内壁与所述第一子外壁平行，所述第二子内壁与相邻的所述第一子外壁相接触；
[0022]多个所述上外环簧的最小内径和最大内径由上至下依次增大；
[0023]多个所述上内环簧的最小外径和最大外径由上至下依次增大；
[0024]所述上外环簧与所述上内环簧的接触面积由上至下依次增大。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，所述摩擦片采用非石棉NAO材料。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，还包括四个上U形连杆和四个下U形连杆；
[0027]所述上U形连杆的两端与所述上钢盒的外侧壁焊接；
[0028]所述四个上U形连杆之间焊接连接；
[0029]所述下U形连杆的两端与所述下钢盒的外侧壁焊接；
[0030]所述四个下U形连杆之间焊接连接。
[0031]在本专利技术的一个实施例中，所述上钢盒的顶部和底部上分别设置有第一安装孔和第二安装孔；
[0032]所述第一安装孔用于安装上柱纵筋；
[0033]所述第二安装孔用于安装连接杆。
[0034]在本专利技术的一个实施例中，所述上外环簧和所述连接杆均采用SMA材料；所述上内环簧采用高强钢。
[0035]在本专利技术的一个实施例中，所述上钢盒的开口背向所述预制钢筋混凝土上柱的中心。
[0036]本专利技术的有益效果：
[0037]1、本专利技术通过内环簧与外环簧形成环簧组件结构，将其置入钢盒内，共同构成了自复位耗能装置，通过环簧的超弹性提供恢复力，震后实现柱柱连接的自复位。在地震作用下，上钢盒、下钢盒之间将会相互错动，环簧组件受力被压缩，环簧组件多处的内环簧的外侧壁与外环簧的内侧壁之间产生摩擦能够更好地耗散地震能量，增强了耗能能力。在小震
和中震作用下处于一阶段耗能状态，此时环簧组件结构发挥耗能作用，连接杆为外环簧和内环簧提供中心支撑，能够辅助外环簧和内环簧进行自复位，兼具自复位和耗散地震能量作用；
[0038]同时，环簧组件结构位于连接杆的端部与钢盒之间，连接杆的长度相对更长，使得连接杆端部受力点得以延伸，连接杆的形变量增大，当在大震作用下，环簧组件结构达到极限压缩状态而无法耗能时，此时将进入二阶段耗能状态，由于连接杆能够承受更大的形变量，连接杆仍能使柱柱连接处不断耗散地震能量，震后仍能实现自复位，避免上下柱发生损伤破坏。因此，环簧组件和连接杆相互作用下增强了柱柱连接的耗能能力和自复位能力，实现更高水准的结构抗震性能目标。
[0039]2、在预制钢筋混凝土上柱和预制钢筋混凝土下柱的连接处的钢盒内设置外环簧和内环簧，既能有效利用建筑空间，又兼具自复位和耗能效果。
[0040]3、可以通过调节环簧组件结构的楔率、尺寸、个数以及钢盒的尺寸、形状等，来改变柱柱连接结构的自复位及耗能性能，从而满足各种抗震需求，当在大震作用下，纺锤型环簧组受损伤后，震后可实现快速更换和修复，达到结构使用功能和力学性能的同步恢复。
[0041]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0042]图1为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于纺锤型环簧组
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钢盒自复位耗能装置的柱柱连接结构，其特征在于，包括：预制钢筋混凝土上柱(10)、预制钢筋混凝土下柱(20)、四个连接杆(30)、四个上侧钢盒组件(13)和四个下侧钢盒组件(23)；所述上侧钢盒组件(13)和所述下侧钢盒组件(23)为上下对称的结构；所述上侧钢盒组件(13)，包括：上钢盒(131)、多个上外环簧(132)和多个上内环簧(133)；所述上钢盒(131)，一侧开口，顶部与位于预制钢筋混凝土上柱(10)的外部的位于角部的一根上柱纵筋(11)的端部固定连接；多个所述上内环簧(133)依次间隔设置在所述上钢盒(131)内，所述多个上内环簧(133)的中心位于同一条直线上，位于一端的内环簧设置在所述上钢盒(131)的底部上；相邻的两个所述上内环簧(133)之间设置有所述上外环簧(132)，且所述上内环簧(133)的外侧壁与相邻的所述上外环簧(132)的内侧壁接触；所述上内环簧(133)的外侧壁和所述上外环簧(132)的内侧壁均为斜面；所述连接杆(30)穿过所述上内环簧(133)和所述上钢盒(131)的底部，且所述连接杆(30)穿过所述下侧钢盒组件(23)的下内环簧(233)和下钢盒(231)的顶部；所述连接杆(30)的两端与所述下内环簧(233)和所述上内环簧(133)固定连接；所述上钢盒(131)和所述下钢盒(231)之间还设置有摩擦片(40)；所述上侧钢盒组件(13)、所述摩擦片(40)、所述下侧钢盒组件(23)和所述连接杆(30)构成环簧组
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钢盒自复位耗能装置。2.根据权利要求1所述的一种基于纺锤型环簧组
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钢盒自复位耗能装置的柱柱连接结构，其特征在于，所述上内环簧(133)的外侧壁，包括：第一子外壁(134)和第二子外壁(135)；所述第一子外壁(134)为由所述上内环簧(133)的第一水平表面向远离所述上内环簧(133)的中心延伸的斜面，且背向所述上内环簧(133)的第二水平表面；所述第二子外壁(135)为由所述上内环簧(133)的第二水平表面向远离所述上内环簧(133)的中心延伸的斜面，且背向所述上内环簧(133)的第一水平表面；所述第一子外壁(134)远离所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄炜，毛路，陶帅，张皓，张家瑞，
申请(专利权)人：陕西投资远大建筑工业有限公司，
类型：发明
国别省市：