[發(fā)明專利]一種用于地下車站中柱的搖擺自復位減震體系及施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910632281.5
• 申請日: 2019-07-13
• 公開（公告）號: CN110468986B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董正方;翟鵬飛;康帥;尹俊紅;李家勇;王麗萍
• 申請（專利權(quán)）人: 河南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;E04C3/34;E04C5/08;E04C5/12
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 張立強

本發(fā)明公開了一種用于地下車站中柱的搖擺自復位減震體系及施工方法，該體系由頂板、底板、預制中柱和預埋鋼件、耗能鋼板組成，將傳統(tǒng)的中柱與頂、底板固接的連接方式，改為結(jié)構(gòu)間接觸式鉸接并通過無粘結(jié)預應力鋼絞線連接成整體的形式，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)連接節(jié)點由固接變?yōu)殂q接，使中柱成為可控的搖擺減震構(gòu)件；同時，在上部結(jié)構(gòu)荷載和無粘結(jié)預應力鋼絞線的彈性恢復力的作用下可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自復位功能；耗能鋼板起到消能減震的作用，且采用預設(shè)孔洞的方式使應力在板中分布均勻，有利于使耗能鋼板多區(qū)域進入塑性狀態(tài)，提升耗能效果；中柱頂、底部凸起的半球形嵌入式接頭可以有效起到傳遞剪力的作用，既可以限制柱端滑移，又能避免無粘接預應力鋼絞線被剪壞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下車站抗震技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于地下車站中柱的搖擺自復位減震體系及施工方法。

背景技術(shù)

隨著人口的增長和城市化進程的加快，發(fā)展利用地下空間成為解決當前城市用地緊張和緩解交通壓力的有效方法。但是由于地下結(jié)構(gòu)的抗震問題一直未受到足夠重視，導致地下結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計方法以及理論發(fā)展較為緩慢。隨著近年來特別是阪神大地震對地下車站造成了嚴重的破壞，提高地下結(jié)構(gòu)的抗震性能成為了當前迫切需要解決的問題。

根據(jù)地下結(jié)構(gòu)的震害機理可知，中柱在地震時同時受到壓、彎、剪的共同作用，是地下車站結(jié)構(gòu)抗震的薄弱環(huán)節(jié)。由于在常規(guī)地鐵車站設(shè)計中中柱與頂板和底板是固結(jié)，中柱在地震荷載的反復作用下會導致混凝土開裂，鋼筋屈服，豎向承載力降低進而被壓潰，結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。因此如何避免中柱在地震下發(fā)生不可恢復的塑性破壞，從而保護地下結(jié)構(gòu)的完整性就顯得十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決常規(guī)地鐵車站中柱在地震荷載的反復作用下產(chǎn)生破壞，本發(fā)明提供了一種避免地震時中柱本體發(fā)生塑性破壞、實現(xiàn)震后結(jié)構(gòu)自恢復功能的用于地下車站中柱的搖擺自復位減震體系及施工方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種用于地下車站中柱的搖擺自復位減震體系，包括中柱以及與中柱直接相連接的頂板和底板，所述頂板、中柱和底板通過無粘結(jié)預應力鋼絞線連接成整體，所述無粘結(jié)預應力鋼絞線沿豎向穿過中柱中心，無粘結(jié)預應力鋼絞線的上端通過錨具錨固在頂板的上面，下端通過錨具錨固于底板的下面；

中柱下部外圍的四周均設(shè)置有耗能鋼板，所述耗能鋼板通過錨固裝置分別與中柱和底板連接；

中柱的上端具有半球形的上凸起接頭和帶半球形凸起的鋼墊板，頂板的下端相應位置預留有半球形的凹槽；中柱的下端具有半球形的下凸起接頭和帶半球形凸起的鋼墊板，底板的上端相應位置預留有半球形的凹槽，頂板和底板上預設(shè)的凹槽均能與中柱的半球形凸起接頭嵌合在一起。

進一步地，所述錨固裝置和所述耗能鋼板的上、下端相連接，位于上端的錨固裝置將耗能鋼板錨固于所述中柱，位于下端的錨固裝置將所述耗能鋼板錨固于所述底板。

進一步地，所述錨固裝置包括位于耗能鋼板上端的中柱預埋鋼板和位于耗能鋼板下端的底板預埋鋼板，所述中柱預埋鋼板和底板預埋鋼板通過錨固螺栓將耗能鋼板固定，中柱預埋鋼板和底板預埋鋼板均采用90°彎鉤的錨固方式；耗能鋼板的上、下端均設(shè)有螺栓孔，中部開設(shè)有多個利于耗能的預設(shè)孔洞。

進一步地，所述中柱施工時預留無粘結(jié)預應力鋼絞線孔，中柱的無粘結(jié)預應力鋼絞線孔應與頂板和底板的無粘結(jié)預應力鋼絞線孔對齊。

進一步地，所述中柱的頂、底端的鋼墊板上也預留有無粘結(jié)預應力鋼絞線孔。

上述用于地下車站中柱的搖擺自復位減震體系的施工方法，包括：