[实用新型]可控转动自复位弹性柱铰结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种建筑结构，具体地说是一种可控转动自复位弹性柱铰结构。

背景技术

地球上近期频发的强烈地震，既造成了重大财产损失，也严重威胁到了广大民众的生命安全。而作为人民生产生活主要场所的建筑物，在地震等自然灾害中发生损坏，会带来巨大的损失。因此，研究建筑物新型抗震体系的意义十分重大。现有基于延性设计的混凝土框架柱或钢柱结构中，预设的截面延性变形机制主要是通过框架柱的结构材料如钢材或者混凝土的屈服形成截面塑性铰来实现，在中等地震强度的情况下就会发生，导致不可忽略的残余变形，由此带来以下四点不足：

1、截面延性变形过大且难以局部恢复，导致被整体拆除；

2、即便延性变形在限值以内，但设计截面的承载力和刚度都出现明显的下降，对继续服役造成不利影响；

3、直接造成巨大的经济损失。

4、结构进入弹塑性破坏状态之后很难修复。

在这样的现实状况下，建筑工程界需要寻求更加先进的设计方案以及更为严格的建筑抗震设计规范准则。

发明内容

本实用新型就是提供一种可控转动自复位弹性柱铰结构，以解决传统框架柱在地震过后具有较大残余变形从而影响建筑结构强度的问题。

本实用新型是这样实现的：一种可控转动自复位弹性柱铰结构，包括有直立的框架柱和设置在所述框架柱底面的浅杯口柱基；在所述浅杯口柱基的顶面设有承接所述框架柱的凹形杯口；在所述框架柱的底面设有钢制底板，在所述钢制底板上焊接有若干直立的钢管，所述钢管预埋在所述框架柱的柱体中，在每个所述钢管中穿接有高强钢筋，所述高强钢筋的上段锚固在所述框架柱的柱体中，所述高强钢筋的下段锚固在所述浅杯口柱基的基体中。

在所述浅杯口柱基的凹形杯口的侧壁与所述框架柱的侧壁之间留有间隙，在该间隙中充填有无收缩砂浆，形成隔绝空气的无收缩砂浆层，以防止钢制底板的锈蚀。

所述高强钢筋在所述框架柱中有至少2/3柱高的埋入长度，在所述框架柱的柱体内按照受力配有相应的纵筋和箍筋。

所述高强钢筋在所述浅杯口柱基内有足够的埋入长度或者采用90°弯钩的锚固方式固定。

所述高强钢筋与所述钢管内壁无粘结，以保证柱基节点柱铰具有足够的弹性转动能力；在所述钢管内注有油脂，以防止锈蚀。

所述浅杯口柱基为预制混凝土结构或者现浇结构，其凹形杯口具有足够的抗剪强度，以约束所述框架柱的水平位移，并保证柱基节点具有足够的转动空间。

本实用新型中的高强钢筋与浅杯口柱基构成一种弹性复位组件，其受力特点，一是布置于框架柱截面周边位置的高强钢筋将原本分开浇筑的框架柱与浅杯口柱基牢固连接在一起，在地震过后，由于高强钢筋的线弹性特性，可以产生足够的恢复力，使自复位弹性柱铰结构重新回到初始位形，而不产生或者减少转动残余变形；二是框架柱底端始终处于弹性阶段，不发生弹塑性或塑性破坏。通过理论研究和试验表明，本实用新型拥有稳定的自复位能力，可以保证框架柱底端始终处于弹性转动，这样，既能避免底层柱底出现塑性破坏，又能有效地减小塑性残余变形，由此实现了预设的弹性—复位的抗震自复位机制。

本实用新型与传统框架柱基节点相比，具有如下优点：

1、弹性复位功能，锚固于框架柱柱体中的高强钢筋可以产生恢复力，使得该节点可重新回到初始位形，而不产生转动残余变形，由此很好地解决了传统框架柱在地震过后具有较大残余变形的问题。

2、本实用新型设计灵活，结构受力明确，建筑结构在预先设定部位（柱底）通过布置于框架柱柱体中的高强钢筋组件实现自复位，且能够保证框架柱具有足够的强度和刚度。

3、本实用新型采用现浇构件体系，现场施工，不增加施工难度和工序，体系明确、性能优越。

本实用新型突破了传统框架的设计思路，能够使得框架柱基节点具有良好的自复位性能，以满足越来越多的对于框架柱震后残余变形的要求。

本实用新型可以采用预制构件施工或者现浇施工。预制构件施工只需现场作业拼装，施工清晰、简便、快速，可保证框架柱类建筑结构具有足够的强度和刚度，是一种先进实用的新型框架柱体系。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的A—A向剖面图。

图中：1、框架柱，2、浅杯口柱基，4、钢制底板，5、钢管，6、高强钢筋，7、纵筋，8、无收缩砂浆层，9、箍筋。

具体实施方式