[發明專利]一種用于可恢復功能結構的可更換柱腳

有效

• 申請號: 201911426317.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111075113B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 施剛;陳學森;趙華田
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E04C3/32
• 分類號: E04C3/32;E04B1/38;E02D27/42
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 李全旺

本發明屬于結構工程鋼結構技術領域，尤其涉及一種用于可恢復功能結構的可更換柱腳，包括底層鋼柱和基礎21，所述底層鋼柱包括翼緣11、腹板12、底板13、加強件和可更換錨栓；所述翼緣11、腹板12均通過焊接與底板13連接；所述底層鋼柱的底板13放置于基礎21的頂面。基礎21內預埋帶螺紋套筒22，所述帶螺紋套筒22與基礎21之間可靠地錨固連接。本發明的可更換柱腳可以實現在地震作用下屈服耗能，以保護底層鋼柱不發生受彎屈服失效；在震后可通過更換錨栓實現結構功能的快速恢復。

技術領域

本發明屬于結構工程鋼結構技術領域，特別地涉及一種用于可恢復功能結構的可更換柱腳。

背景技術

鋼框架結構是抗震設計中一種重要的結構形式。隨著建筑物抗震要求的提高，能夠在震后快速修復并重新使用的可恢復功能結構已成為抗震區鋼結構設計的重要發展趨勢。在鋼框架結構中，柱腳通常是地震作用下受力最不利的部件之一；在目前的鋼結構設計中，當柱腳強度較小時，柱腳易在地震作用下發生破壞；當柱腳強度較大時，底層鋼柱易在地震作用下發生破壞。由于傳統鋼框架的柱腳和底層鋼柱均無法實現震后短時間內的修復或更換，柱腳或底層鋼柱破壞往往導致結構功能部分或全部喪失。因此，如何避免柱腳和底層鋼柱的不可恢復性破壞以實現震后鋼框架功能的快速恢復，是實際工程中亟待解決的一個問題。

發明內容

為了克服現有技術存在的一系列缺陷，本發明的目的在于提供一種用于可恢復功能結構的可更換柱腳，以解決上述背景技術中提出的問題，該柱腳可以實現在地震作用下屈服耗能，以保護底層鋼柱不發生受彎屈服失效；在震后可通過更換錨栓實現結構功能的快速恢復。

本發明的一種用于可恢復功能結構中的可更換柱腳，包括底層鋼柱和基礎21，所述底層鋼柱包括翼緣11、腹板12、底板13、加強件和可更換錨栓；

所述翼緣11、腹板12均通過焊接與底板13連接；

所述底層鋼柱的底板13放置于基礎21的頂面。基礎21內預埋帶螺紋套筒22，所述帶螺紋套筒22與基礎21之間可靠地錨固連接。

優選地，所述底層鋼柱上設置有抗剪鍵17，所述基礎21上設置有與抗剪鍵17配合的抗剪鍵槽23。

優選地，所述加強件包括靴梁14、錨栓托肋15、錨栓托板16；所述靴梁14均通過焊接與底板13連接；所述錨栓托板16與靴梁14焊接連接，錨栓托板16上設有錨栓通過孔，所述錨栓托肋15用于支撐、加固錨栓托板16。

優選地，所述可更換錨栓包括錨桿31、墊片32和螺母33，所述錨桿31包括上螺紋段42和下螺紋段45，還包括上安裝段41、下安裝段44中的至少一個。

優選地，所述上安裝段41和所述下安裝段44采用六角形截面，安裝時采用普通扳手施擰；或者在所述上安裝段41和所述下安裝段44的側面設置有孔槽，安裝時采用鉤形扳手施擰。

優選地，所述錨桿31還包括削弱耗能段43，拆卸時，當削弱耗能段43斷裂時，通過用扳手擰所述下安裝段44將錨桿拆除。

優選地，所述底層鋼柱和基礎21之間通過多個可更換錨栓連接；安裝時，通過用扳手擰所述上安裝段41或下安裝段44，將所述錨桿31與基礎21內預埋的帶螺紋套筒22連接，將所述錨桿31的上螺紋段42穿過錨栓托板16的錨栓通過孔，通過墊片32和螺母33將所述可更換錨栓固定；拆卸時，將所述墊片32和螺母33拆除，通過用扳手擰所述上安裝段41將錨桿31拆除。

優選地，所述加強件為加勁肋18，所述底板13設置錨栓通過孔。

優選地，所述可更換錨栓包括帶頭錨桿51、墊片52和內六角套筒53，所述帶頭錨桿51包括錨栓頭61、削弱耗能段62、下安裝段63和螺紋段64，所述削弱耗能段62和下安裝段63也可以省略。

優選地，所述底層鋼柱和基礎21之間通過多個可更換錨栓連接；