本发明专利技术提供一种装配式方钢管柱与独立基础连接节点，涉及建筑结构领域，其中的内衬钢设在方钢管柱内部下端，顶部设有盖板，盖板上设有SMA圆形耗能片，盖板顶部和SMA圆形耗能片底部之间连接有弹簧，钢筋混凝土独立基础中的预埋锚栓依次穿过方钢管柱底部、内衬钢、盖板、弹簧和SMA圆形耗能片以固定；SMA支撑板均布在方钢管柱四侧外壁下端上，角钢安装在SMA支撑板和方钢管柱外壁之间，并固定在独立基础上；对拉螺杆依次穿过内衬钢、方钢管柱侧面、角钢和SMA支撑板以固定。本发明专利技术采用螺杆进行可拆卸连接利于建筑结构节点的升级改造。同时内置耗能片和弹簧耗散大部分地震能量，为方钢管柱提供抗侧回复力。本发明专利技术另提供一种施工方法。
1、钢管广泛应用于工业结构和大型空间结构，包括体育馆、工厂、广告牌等。然而，根据结构所处环境的不同，结构构件可能会出现均匀腐蚀和局部腐蚀，均匀腐蚀更容易控制，因为在实际设计中除了使用防腐涂料，薄壁钢构件还可以通过增加额外厚度来抵抗腐蚀，而局部腐蚀则更加难以预测和不易察觉，尤其在钢构件的根部出现的概率更大。
2、在一些大型工业或空间结构中，为了满足后期升级改造的需求，结构构件的承载能力往往会有较大的富余量，以保证对结构构件进行合理的升级。同时，可持续性的结构设计也成为了建筑工业化和工程结构抗震性能提升的关键。在建筑工业化的进程中，可持续性的结构设计可以有效地减少建筑废弃物、提高资源利用率，并且可以降低建筑的碳排放量，从而实现可持续发展。而在工程结构抗震性能的提升方面，可持续性的结构设计可以通过优化结构形式、材料选择和施工工艺等方面来提高抗震性能，同时还可以降低地震对结构的破坏程度，保障建筑和人员的安全。
3、因此，本专利技术提供了一种可快速更换的方钢管柱与独立基础连接节点，该节点形式提供了一种钢构件根部遭遇腐蚀后或由于升级改造需求可对构件进行更换的节点方案，在钢管内部设置了sma耗能片和减震弹簧,弹簧类型分为塔型弹簧或蝶型弹簧，主要特点是体积小、载荷大、变刚度，广泛用于空间小、载荷大的场合和减震装置,通过耗能片和弹簧的组合，提供一定程度的变形可恢复性能，确保结构的整体安全、延长使用寿命和适应升级改造的需求。
/>技术实现思路
1、本专利技术公开了一种装配式方钢管柱与独立基础连接节点，旨在改善上述技术问题。
2、本专利技术采用了如下方案：
3、一种装配式方钢管柱与独立基础连接节点，包括方钢管柱、内衬钢、角钢、sma支撑板、sma圆形耗能片、弹簧、对拉螺杆和固定安装在所述方钢管柱下方的钢筋混凝土独立基础，所述内衬钢设置在所述方钢管柱内部下端，顶部设有盖板，所述盖板上方设有sma圆形耗能片，所述盖板顶部和所述sma圆形耗能片底部之间连接有弹簧，所述钢筋混凝土独立基础中心的预埋锚栓依次穿过方钢管柱底部、内衬钢、盖板、弹簧和sma圆形耗能片以固定；所述sma支撑板均布在所述方钢管柱四侧外壁下端上，并固定在钢筋混凝土独立基础上，所述角钢安装在所述sma支撑板和所述方钢管柱外壁之间，并固定在钢筋混凝土独立基础上；所述对拉螺杆依次穿过内衬钢、方钢管柱侧面、角钢和sma支撑板以固定。
4、作为进一步改进，所述方钢管柱底部侧面开设有第一槽口和第一对拉杆通孔，所述第一槽口的高度高于钢筋混凝土独立基础中预埋钢筋的外露长度且第一槽口宽度略大于预埋钢筋的直径；所述第一对拉杆通孔设于第一槽口的两侧，且孔径与对拉螺杆的直径对应，相邻面的第一对拉杆通孔上下错开设置。
5、作为进一步改进，所述盖板的几何中心设有供预埋锚栓穿过的通孔；所述内衬钢的翼缘板上设有分别与方钢管柱底部的第一对拉杆通孔对应的翼缘对拉杆通孔。
6、作为进一步改进，所述角钢上开设有第二槽口，所述第二槽口的竖向高度高于预埋钢筋的外露长度且第二槽口宽度略大于预埋钢筋的直径；所述第二槽口的水平段长度应满足两根预埋钢筋之间的间距要求，所述第二槽口边缘采用圆弧过渡，且最外侧的预埋钢筋应与圆弧过渡区边缘有一定距离；所述角钢的水平板上预埋钢筋位置的第二槽口两侧设有对接孔洞，竖向板设有分别与方钢管柱底部的第一对拉杆通孔对应的角钢对拉杆通孔；且所述角钢与钢筋混凝土独立基础之间设有橡胶摩擦板。
7、作为进一步改进，所述sma支撑板的竖向板上设有分别与方钢管柱底部的第一对拉杆通孔对应的第二对拉杆通孔；所述sma支撑板的水平板上设有与预埋钢筋对应位置和尺寸的锚固通孔；所述sma支撑板4的水平板底部设有与角钢水平板对接孔洞对应尺寸的对接件。
8、作为进一步改进，所述对拉螺杆依次通过所述翼缘对拉杆通孔、第一对拉杆通孔、角钢对拉杆通孔、第二对拉杆通孔以依次穿过内衬钢、方钢管柱、角钢和sma支撑板，且两端采用第一高强螺母固定。
9、作为进一步改进，所述sma圆形耗能片的最大环向尺寸小于盖板的边长尺寸；所述sma圆形耗能片中心位置设有与预埋锚栓对应尺寸的锚固孔洞。
10、作为进一步改进，所述弹簧为塔型弹簧或蝶型弹簧，所述弹簧尺寸应在sma圆形耗能片可包裹的范围内。
11、作为进一步改进，所述钢筋混凝土独立基础内设有预埋钢筋、预埋锚栓和基础底部钢筋网片，所述预埋钢筋和预埋锚栓均伸入钢筋混凝土独立基础底部，放置在基础底部钢筋网片之上；所述预埋钢筋的下端部为弯钩水平段；所述预埋锚栓下端部设有锚头，所述锚头采用闭口回形勾或者圆形锚头。
12、一种基于如上述所述的装配式方钢管柱与独立基础连接节点的施工方法，包括如下步骤：
13、s1：根据钢筋混凝土独立基础预留的预埋钢筋、预埋锚栓和方钢管柱的尺寸确定内衬钢、角钢和sma支撑板尺寸；确定sma圆形耗能片尺寸和锚固孔洞的定位加工；
14、s2：选择弹簧类型，并根据盖板尺寸选择合适的弹簧尺寸；
15、s3：根据选定的内衬钢和角钢尺寸，对方钢管柱的第一对拉杆通孔和第一槽口进行定位；
16、s4：确定对拉螺杆的尺寸；
17、s5：根据预埋钢筋和对拉螺杆尺寸对方钢管柱的第一槽口和第一对拉杆通孔位置进行机械开孔和开槽；
18、s6：根据方钢管柱的第一对拉杆通孔、第一槽口和预埋钢筋的直径对角钢的第二槽口、角钢对拉杆通孔进行定位和加工,同时设置合适的对接孔洞和橡胶摩擦板；
19、s7：在sma支撑板的竖向板和水平板设置与方钢管柱的第一对拉杆通孔和预埋钢筋对应的第二对拉杆通孔和锚固通孔；
20、s8：将内衬钢、盖板、弹簧和sma圆形耗能片穿过钢筋混凝土独立基础中的预埋锚栓并进行几何对中，通过高强摩擦型螺母固定在钢筋混凝土独立基础上；
21、s9：安装方钢管柱并在钢筋混凝土独立基础顶面相应位置放置橡胶摩擦板，通过对拉螺杆依次将内衬钢、方钢管柱、角钢和sma支撑板4连接为整体，对拉螺杆两端通过第一高强螺母固定。
22、通过采用上述技术方案，本专利技术可以取得以下技术效果：
23、本申请的装配式方钢管柱与独立基础连接节点由于整体连接节点的可拆卸性，方便了在较强地震作用后对损坏的部件进行更换，能够实现震后快速修复。且本申请采用装配式，施工安装现场无需湿作业，施工方便，因此既可用于新建大型空间结构的节点，也可用于既有建筑结构节点的升级改造。同时通过本申请内置的sma圆形耗能片和弹簧能够耗散大部分地震能量，提供一定的竖向回复力，以有效提高方钢管柱的自复位和抗倾覆能力，确保结构的整体安全、延长使用寿命。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种装配式方钢管柱与独立基础连接节点，其特征在于，包括方钢管柱、内衬钢、角钢、SMA支撑板、SMA圆形耗能片、弹簧、对拉螺杆和固定安装在所述方钢管柱下方的钢筋混凝土独立基础，所述内衬钢设置在所述方钢管柱内部下端，顶部设有盖板，所述盖板上方设有SMA圆形耗能片，所述盖板顶部和所述SMA圆形耗能片底部之间连接有弹簧，所述钢筋混凝土独立基础中心的预埋锚栓依次穿过方钢管柱底部、内衬钢、盖板、弹簧和SMA圆形耗能片以固定；所述SMA支撑板均布在所述方钢管柱四侧外壁下端上，并固定在钢筋混凝土独立基础上，所述角钢安装在所述SMA支撑板和所述方钢管柱外壁之间，并固定在钢筋混凝土独立基础上；所述对拉螺杆依次穿过内衬钢、方钢管柱侧面、角钢和SMA支撑板以固定。
2.根据权利要求1所述的装配式方钢管柱与独立基础连接节点，其特征在于，所述方钢管柱底部侧面开设有第一槽口和第一对拉杆通孔，所述第一槽口的高度高于钢筋混凝土独立基础中预埋钢筋的外露长度且第一槽口宽度略大于预埋钢筋的直径；所述第一对拉杆通孔设于第一槽口的两侧，且孔径与对拉螺杆的直径对应，相邻面的第一对拉杆通孔上下错开设置。
3.根据权利要求2所述的装配式方钢管柱与独立基础连接节点，其特征在于，所述盖板的几何中心设有供预埋锚栓穿过的通孔；所述内衬钢的翼缘板上设有分别与方钢管柱底部的第一对拉杆通孔对应的翼缘对拉杆通孔。
4.根据权利要求3所述的装配式方钢管柱与独立基础连接节点，其特征在于，所述角钢上开设有第二槽口，所述第二槽口的竖向高度高于预埋钢筋的外露长度且第二槽口宽度略大于预埋钢筋的直径；所述第二槽口的水平段长度应满足两根预埋钢筋之间的间距要求，所述第二槽口边缘采用圆弧过渡，且最外侧的预埋钢筋应与圆弧过渡区边缘有一定距离；所述角钢的水平板上预埋钢筋位置的第二槽口两侧设有对接孔洞，竖向板设有分别与方钢管柱底部的第一对拉杆通孔对应的角钢对拉杆通孔；且所述角钢与钢筋混凝土独立基础之间设有橡胶摩擦板。
5.根据权利要求4所述的装配式方钢管柱与独立基础连接节点，其特征在于，所述SMA支撑板的竖向板上设有分别与方钢管柱底部的第一对拉杆通孔对应的第二对拉杆通孔；所述SMA支撑板的水平板上设有与预埋钢筋对应位置和尺寸的锚固通孔；所述SMA支撑板4的水平板底部设有与角钢水平板对接孔洞对应尺寸的对接件。
6.根据权利要求5所述的装配式方钢管柱与独立基础连接节点，其特征在于，所述对拉螺杆依次通过所述翼缘对拉杆通孔、第一对拉杆通孔、角钢对拉杆通孔、第二对拉杆通孔以依次穿过内衬钢、方钢管柱、角钢和SMA支撑板，且两端采用第一高强螺母固定。
7.根据权利要求1所述的装配式方钢管柱与独立基础连接节点，其特征在于，所述SMA圆形耗能片的最大环向尺寸小于盖板的边长尺寸；所述SMA圆形耗能片中心位置设有与预埋锚栓对应尺寸的锚固孔洞。
8.根据权利要求1所述的装配式方钢管柱与独立基础连接节点，其特征在于，所述弹簧为塔型弹簧或蝶型弹簧，所述弹簧尺寸应在SMA圆形耗能片可包裹的范围内。
9.根据权利要求1所述的装配式方钢管柱与独立基础连接节点，其特征在于，所述钢筋混凝土独立基础内设有预埋钢筋、预埋锚栓和基础底部钢筋网片，所述预埋钢筋和预埋锚栓均伸入钢筋混凝土独立基础底部，放置在基础底部钢筋网片之上；所述预埋钢筋的下端部为弯钩水平段；所述预埋锚栓下端部设有锚头，所述锚头采用闭口回形勾或者圆形锚头。
10.一种基于如权利要求1-9任意一项所述的装配式方钢管柱与独立基础连接节点的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
...
【技术特征摘要】
1.一种装配式方钢管柱与独立基础连接节点，其特征在于，包括方钢管柱、内衬钢、角钢、sma支撑板、sma圆形耗能片、弹簧、对拉螺杆和固定安装在所述方钢管柱下方的钢筋混凝土独立基础，所述内衬钢设置在所述方钢管柱内部下端，顶部设有盖板，所述盖板上方设有sma圆形耗能片，所述盖板顶部和所述sma圆形耗能片底部之间连接有弹簧，所述钢筋混凝土独立基础中心的预埋锚栓依次穿过方钢管柱底部、内衬钢、盖板、弹簧和sma圆形耗能片以固定；所述sma支撑板均布在所述方钢管柱四侧外壁下端上，并固定在钢筋混凝土独立基础上，所述角钢安装在所述sma支撑板和所述方钢管柱外壁之间，并固定在钢筋混凝土独立基础上；所述对拉螺杆依次穿过内衬钢、方钢管柱侧面、角钢和sma支撑板以固定。
2.根据权利要求1所述的装配式方钢管柱与独立基础连接节点，其特征在于，所述方钢管柱底部侧面开设有第一槽口和第一对拉杆通孔，所述第一槽口的高度高于钢筋混凝土独立基础中预埋钢筋的外露长度且第一槽口宽度略大于预埋钢筋的直径；所述第一对拉杆通孔设于第一槽口的两侧，且孔径与对拉螺杆的直径对应，相邻面的第一对拉杆通孔上下错开设置。
3.根据权利要求2所述的装配式方钢管柱与独立基础连接节点，其特征在于，所述盖板的几何中心设有供预埋锚栓穿过的通孔；所述内衬钢的翼缘板上设有分别与方钢管柱底部的第一对拉杆通孔对应的翼缘对拉杆通孔。
4.根据权利要求3所述的装配式方钢管柱与独立基础连接节点，其特征在于，所述角钢上开设有第二槽口，所述第二槽口的竖向高度高于预埋钢筋的外露长度且第二槽口宽度略大于预埋钢筋的直径；所述第二槽口的水平段长度应满足两根预埋钢筋之间的间距要求，所述第二槽口边缘采用圆弧过渡，且最外侧的预埋钢筋应与圆弧过渡区边缘有一定距离；所述角钢的水平...
【专利技术属性】
技术研发人员：王裕琳，胡红松，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。