專(zhuān)利名稱(chēng)：一種自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑工程領(lǐng)域，涉及建筑結(jié)構(gòu)消能減震技術(shù)，涉及自復(fù)位結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)是一種新型的減震控制結(jié)構(gòu)，它不僅能在地震時(shí)保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，也能幫助人們?cè)诖蟮卣鹬?，盡快恢復(fù)正常生活，是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)理想的新方向?？苫謴?fù)結(jié)構(gòu)體系主要包括可更換結(jié)構(gòu)構(gòu)件，搖擺結(jié)構(gòu)，以及自復(fù)位結(jié)構(gòu)等。近年來(lái)，研究表明，結(jié)構(gòu)的搖擺可以降低地震作用和結(jié)構(gòu)本身的延性設(shè)計(jì)需求，減小地震破壞，節(jié)約結(jié)構(gòu)造價(jià)。放松結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間約束或構(gòu)件間約束，使結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)或構(gòu)件接觸面處僅有受壓能力而無(wú)受拉能力，則結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生搖擺，通過(guò)預(yù)應(yīng)力使結(jié)構(gòu)復(fù)位，形成自復(fù)位結(jié)構(gòu)。這種新型結(jié)構(gòu)體系既能有效控制結(jié)構(gòu)“最大變形”，又能減少結(jié)構(gòu)“殘留變形”。目前，自復(fù)位結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)抗震方面屬于一個(gè)創(chuàng)新的研究領(lǐng)域，具有自復(fù)位能力的框架梁柱節(jié)點(diǎn)有待研究、開(kāi)發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種能夠提供自復(fù)位能力的柱腳節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)既能達(dá)到小震下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，又能實(shí)現(xiàn)大震下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，震后結(jié)構(gòu)自復(fù)位的理想效果。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種新型自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)，包括混凝土柱和混凝土基礎(chǔ)，所述的混凝土柱柱腳插入混凝土基礎(chǔ)凹槽，所述的混凝土柱內(nèi)設(shè)有無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)，所述的混凝土柱底部設(shè)有鋼板，所述的混凝土柱插入混凝土基礎(chǔ)部分與混凝土基礎(chǔ)之間設(shè)有剪壓橡膠墊層，所述的混凝土基礎(chǔ)凹槽頂面設(shè)有鋼板，所述的無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)下端用錨具錨固在頂面鋼板下方，所述的混凝土柱和混凝土基礎(chǔ)通過(guò)鋼絞線(xiàn)拉結(jié)固定，所述的混凝土柱柱底鋼板與混凝土基礎(chǔ)頂面鋼板僅接觸。所述的混凝土基礎(chǔ)頂面鋼板設(shè)有鋼絞線(xiàn)孔。所述的無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)應(yīng)事先穿鋼絞線(xiàn)孔，下端用錨具錨固在頂面鋼板下方。所述的頂面鋼板和固定好的無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)應(yīng)事先置入基礎(chǔ)鋼筋籠的凹槽，然后燒筑混凝土基礎(chǔ)。所述的混凝土柱若為預(yù)制，其內(nèi)部中心和底部鋼板中心均應(yīng)預(yù)設(shè)與鋼絞線(xiàn)匹配的鋼絞線(xiàn)孔。所述的混凝土柱若為現(xiàn)澆，其底部鋼板應(yīng)設(shè)有鋼絞線(xiàn)孔。底部鋼板應(yīng)事先穿過(guò)無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)置于基礎(chǔ)凹槽頂面鋼板上方。綁扎柱鋼筋籠時(shí)，縱筋與底部鋼板焊接，無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)一同綁扎，位于柱鋼筋籠正中心。所述的混凝土柱底部無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)周?chē)鷳?yīng)設(shè)置網(wǎng)狀鋼筋或螺旋箍。
所述的剪壓橡膠墊層應(yīng)事先置于柱鋼筋籠和混凝土基礎(chǔ)之間，然后綁扎或澆筑混凝土柱。所述的錨具選用擠壓套、夾片式錨具、支承式錨具或錐塞式錨具。由于采用了上述方案，本發(fā)明的有益效果是:采用本發(fā)明提供的自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)，小震下，柱腳節(jié)點(diǎn)與固接節(jié)點(diǎn)相同，中震或大震下，柱底一側(cè)壓應(yīng)力消失，柱腳發(fā)生提離，剪壓層橡膠墊層產(chǎn)生水平變形傳遞剪力并提供轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，預(yù)應(yīng)力筋始終處于彈性狀態(tài)，地震作用過(guò)后，混凝土柱沒(méi)有破壞和殘余變形，在預(yù)應(yīng)力筋的作用下，柱腳回到初始狀態(tài)，達(dá)到小震下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，大震下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，震后結(jié)構(gòu)自復(fù)位的效果。本發(fā)明方案簡(jiǎn)單，施工方便，可以很好的實(shí)現(xiàn)自復(fù)位減震控制效果，保證結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全，可廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)消能減震技術(shù)領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2a為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)自復(fù)位功能的工作原理示意圖之一:顯示柱底一端抬起。圖2b為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)自復(fù)位功能的工作原理示意圖之二:顯示節(jié)點(diǎn)恢復(fù)原始狀態(tài)。圖2c為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)自復(fù)位功能的工作原理示意圖之三:顯示柱底另一端抬起。附圖標(biāo)注:I混凝土柱，2混凝土基礎(chǔ)，3無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)，4 (混凝土柱)底部鋼板，5剪壓橡膠墊層，6 (混凝土基礎(chǔ)凹槽)頂面鋼板，7錨具，8混凝土柱底部鋼板上的第一鋼絞線(xiàn)孔，9混凝土基礎(chǔ)凹槽頂面鋼板上的第二鋼絞線(xiàn)孔，10基礎(chǔ)鋼筋籠，11柱鋼筋籠，12混凝土柱縱筋，13螺旋箍。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2為自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)的工作機(jī)理，其中a為柱底一端抬起，b為節(jié)點(diǎn)恢復(fù)原始狀態(tài)，c為柱底另一端抬起。該自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)柱身為現(xiàn)澆。一種自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)，包括混凝土柱I和混凝土基礎(chǔ)2，混凝土柱I插入混凝土基礎(chǔ)2凹槽，混凝土柱I內(nèi)設(shè)有無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)3，混凝土柱I底部設(shè)有底部鋼板4，混凝土基礎(chǔ)2凹槽與混凝土柱I之間設(shè)有剪壓橡膠墊層5，混凝土基礎(chǔ)2凹槽頂部設(shè)有頂面鋼板6，混凝土柱I與混凝土基礎(chǔ)2通過(guò)無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)3拉結(jié)，用錨具7錨固在混凝土基礎(chǔ)2凹槽頂面鋼板6下方。剪壓橡膠墊層5 為標(biāo)準(zhǔn)橡膠層?；炷粱A(chǔ)2凹槽頂面鋼板6設(shè)有第二鋼絞線(xiàn)孔9，用以穿引無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)3。
無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)3應(yīng)事先穿第二鋼絞線(xiàn)孔9，下端用錨具7錨固在頂面鋼板下方。頂面鋼板6和固定好的無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)3應(yīng)事先置入基礎(chǔ)鋼筋籠的凹槽，然后燒筑混凝土基礎(chǔ)?；炷林鶠楝F(xiàn)澆，其底部鋼板4設(shè)有第一鋼絞線(xiàn)孔8，用以穿引無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)3。底部鋼板4應(yīng)事先穿過(guò)無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)3置于基礎(chǔ)凹槽頂面鋼板6上方。綁扎柱鋼筋籠11時(shí)，縱筋12與底部鋼板4焊接，無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)3 —同綁扎，位于柱鋼筋籠11正中心。混凝土柱底部無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)3周?chē)鷳?yīng)設(shè)置網(wǎng)狀鋼筋或螺旋箍13。剪壓橡膠墊層5應(yīng)事先置于柱鋼筋籠11和混凝土基礎(chǔ)2之間，然后現(xiàn)澆混凝土柱
1鋼絞線(xiàn)3為柔性桿件，穿過(guò)頂面鋼板6和底部鋼板4，將混凝土柱I和混凝土基礎(chǔ)2拉結(jié)固定，鋼絞線(xiàn)3下端通過(guò)錨具7夾持固定。錨具7選用擠壓套、夾片式錨具、支承式錨具或錐塞式錨具。具體施工時(shí)，無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)3、底部鋼板4、剪壓橡膠墊層5、頂面鋼板6、錨具7均可在工廠(chǎng)預(yù)制，混凝土柱可現(xiàn)澆亦可預(yù)制，按上述實(shí)施方法安裝組合為本發(fā)明。使用時(shí)將本發(fā)明一種自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)用于結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間，即完成施工。經(jīng)過(guò)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)證明，本發(fā)明能夠滿(mǎn)足小震下，柱腳節(jié)點(diǎn)與固接節(jié)點(diǎn)相同，中震或大震下，柱底一側(cè)壓應(yīng)力消失，柱腳發(fā)生提離，剪壓層橡膠墊層產(chǎn)生水平變形傳遞剪力并提供轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，預(yù)應(yīng)力筋始終處于彈性狀態(tài)，地震作用過(guò)后，混凝土柱沒(méi)有破壞和殘余變形，在預(yù)應(yīng)力筋的作用下，柱腳回到初始狀態(tài)，達(dá)到小震下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，大震下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，震后結(jié)構(gòu)自復(fù)位的理想效果。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于消能減震結(jié)構(gòu)體系中，在地震作用下既可保障良好的消能減震效果，實(shí)現(xiàn)減小結(jié)構(gòu)地震損害的目的，又能在中震或大震下，使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，震后沒(méi)有破壞和殘余變形，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)自復(fù)位的效果。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)，其特征在于:包括混凝土柱(I)和混凝土基礎(chǔ)(2)，所述的混凝土柱(I)柱腳插入混凝土基礎(chǔ)(2 )凹槽，所述的混凝土柱(I)內(nèi)設(shè)有無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)(3)，所述的混凝土柱(I)底部設(shè)有底部鋼板(4)，所述的混凝土柱(I)插入混凝土基礎(chǔ)(2 )部分與混凝土基礎(chǔ)(2 )之間設(shè)有剪壓橡膠墊層(5 )，所述的混凝土基礎(chǔ)(2 )凹槽頂面設(shè)有頂面鋼板(6)，所述的無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)(3)下端用錨具(7)錨固在頂面鋼板(6)下方，所述的混凝土柱(I)和混凝土基礎(chǔ)(2)通過(guò)鋼絞線(xiàn)(3)拉結(jié)固定，所述的混凝土柱(I)柱底鋼板與混凝土基礎(chǔ)(2)頂面鋼板(6)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述的混凝土基礎(chǔ)(2)頂面鋼板(6)設(shè)有第二鋼絞線(xiàn)孔(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述的無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)(3)穿過(guò)第二鋼絞線(xiàn)孔(9)，下端用錨具(7)錨固在頂面鋼板(6)下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述的頂面鋼板(6)和固定好的無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)(3)置入基礎(chǔ)鋼筋籠(10)的凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述的混凝土柱(I)為預(yù)制，其內(nèi)部中心和底部鋼板(4)中心均應(yīng)預(yù)設(shè)與鋼絞線(xiàn)匹配的鋼絞線(xiàn)孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述的混凝土柱(I)為現(xiàn)澆，所述的底部鋼板(4)設(shè)有第一鋼絞線(xiàn)孔(8);底部鋼板(4)事先穿過(guò)無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)(3)置于頂面鋼板(6)上方；縱筋(12)與底部鋼板(4)焊接，無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)(3)—同綁扎，位于柱鋼筋籠(11)正中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述的混凝土柱(I)底部無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)(3)周?chē)O(shè)置有網(wǎng)狀鋼筋或螺旋箍(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述的剪壓橡膠墊層(5)置于柱鋼筋籠(11)和混凝土基礎(chǔ)(2)之間與混凝土柱(I)配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述的錨具(7)選用擠壓套、夾片式錨具、支承式錨具或錐塞式錨具。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑領(lǐng)域，涉及一種自復(fù)位框架柱腳節(jié)點(diǎn)，包括混凝土柱(1)柱腳和混凝土基礎(chǔ)(2)，所述的混凝土柱(1)柱腳位于混凝土基礎(chǔ)(2)凹槽內(nèi)部，所述的混凝土柱(1)內(nèi)設(shè)有無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)(3)，所述的混凝土柱(1)底部設(shè)有鋼板(4)，所述的混凝土柱(1)插入混凝土基礎(chǔ)(2)部分與混凝土基礎(chǔ)(2)之間設(shè)有剪壓橡膠墊層(5)，所述的混凝土基礎(chǔ)(2)凹槽頂面設(shè)有鋼板(6)，所述的無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼筋(3)一端用錨具(7)錨固在頂面鋼板(6)下方，所述的混凝土柱(1)和混凝土基礎(chǔ)(2)通過(guò)無(wú)粘結(jié)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)(3)拉結(jié)固定，所述的混凝土柱(1)柱底鋼板(4)與頂面鋼板(6)僅接觸。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)小震下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，大震下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，震后結(jié)構(gòu)自復(fù)位的效果。
文檔編號(hào)E04C3/34GK103147458SQ201310061750
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者呂西林, 劉兢兢, 崔曄 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)