[發明專利]一種震后可恢復的裝配式冷彎方鋼管柱腳

有效

• 申請號: 202010860223.0
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN111734003B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 鄧露;柯珂;朱敏;劉艷芝
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;E04B1/24;E04B1/58
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

一種震后可恢復的裝配式冷彎方鋼管柱腳，包括連接件、上端板、下端板、長桿螺栓、底板、方鋼管短柱和方鋼管柱，底板與方鋼管短柱通過連接件連接，底板與連接件通過螺栓固定，方鋼管短柱的每個側面上均設置有豎向長圓形螺栓孔，方鋼管短柱與連接件通過摩擦型螺栓固定，方鋼管短柱的上端連接下端板，下端板通過長桿螺栓與連接件連接，方鋼管短柱套裝在長桿螺栓外圍，方鋼管柱連接上端板，上端板和下端板通過螺栓連接。本發明安裝方便，具有可快速恢復性，震后修復工作量低，綜合經濟效益高。

技術領域

本發明涉及建筑工程技術領域，具體涉及一種震后可恢復的裝配式冷彎方鋼管柱腳。

背景技術

鋼框架由于其優秀的抗震性能，已被廣泛應用于世界上許多高頻地震區域。盡管人們提出了“強柱弱梁”的理念，在設計中通常使柱保持彈性，但是通過近期研究發現，在強震后柱腳處還是發生了由屈服導致的不可恢復的損傷。而柱腳作為鋼框架中重要的連接之一，如果發生了不可恢復的非彈性變形將會導致建筑物產生無法輕易修復的層間位移，這將影響建筑物后期的正常使用，造成較高的重建成本，并且中斷建筑物的正常使用也會引起社會經濟損失；因此，傳統的地震設計理念已經不能滿足現代社會對建筑物可持續性和可恢復性的要求。

為了解決震后修復費用高和修復難度大的問題，有學者提出了“震后可恢復結構”，指的是在地震作用后不需要修復或者稍加修復就可恢復其使用功能的結構，主要目的是使建筑物具備快速恢復使用功能的能力，以此來減輕中斷建筑物的使用所帶來的影響。

目前，從結構體系上對震后可恢復結構進行分類主要有以下三種：設置搖擺構件的結構體系、自復位結構體系和設置可更換構件的結構體系；其中上述三種結構體系在鋼結構中實現的方式主要有設置可恢復的梁柱節點和柱腳以及配置可恢復的支撐。可恢復的梁柱節點是在保證梁端剪力和軸力傳遞基礎上，將梁柱節點處的剛性連接釋放，通過設計使得梁端可以在截面處發生張合變形，同時利用可恢復裝置和耗能裝置共同抵抗節點彎矩；同樣可以應用在柱腳上，通過釋放柱腳約束，使得柱底在受力達到一定程度后可以抬起，避免柱腳連接處的柱發生塑性變形。可恢復結構體系有針對性地解決了傳統鋼框架結構的缺點，將地震后的損傷主要集中于可更換的耗能裝置中，提高了結構震后的可恢復性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供安裝方便、具有可快速恢復性，震后修復工作量低的一種震后可恢復的裝配式冷彎方鋼管柱腳。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種震后可恢復的裝配式冷彎方鋼管柱腳，包括連接件、上端板、下端板、長桿螺栓、底板、方鋼管短柱和方鋼管柱，所述底板與方鋼管短柱連接，所述連接件連接在底板上，所述連接件上連接有長桿螺栓，所述方鋼管短柱套裝在長桿螺栓外圍，所述方鋼管短柱的每個側面上均設置有豎向長圓形螺栓孔，所述方鋼管短柱與連接件通過摩擦型螺栓連接，所述方鋼管柱的底端通過螺栓連接上端板，所述方鋼管短柱的底端通過螺栓連接下端板，所述長桿螺栓的頂端與下端板連接。

進一步的，所述連接件呈Z形，包括下翼緣、腹板和上翼緣，所述下翼緣通過螺栓固定于底板，所述腹板上設置與豎向長圓形螺栓孔相對應的腹槽孔，所述摩擦型螺栓貫穿于腹槽孔和豎向長圓形螺栓孔，所述上翼緣上設置有通孔，所述長桿螺栓貫穿于通孔；腹板和方鋼管短柱的內壁形成摩擦副。

進一步的， 所述方鋼管短柱的四個面均裝配有一個連接件，以實現抵抗雙向彎矩。

進一步的，所述長桿螺栓的上部貫穿于下端板，所述長桿螺栓的頂端設置有螺紋段，所述螺紋段上安裝有螺母；當用螺母固定長桿螺栓時，施加預緊力，使下端板與方鋼管短柱處于受壓的狀態。

進一步的，所述底板為高強鋼底板，所述上端板為高強鋼上端板，所述下端板為高強鋼下端板，所述長桿螺栓為預應力超高強長桿螺栓，所述摩擦型螺栓為摩擦型高強螺栓，所述連接件為高強鋼連接件，所述螺栓為高強螺栓。

進一步的，所述方鋼管柱的底端與上端板焊接，焊縫為雙面角焊縫。