[发明专利]一种内置芯柱可恢复功能的多肢方形柱及其装配方法

说明书

本发明公开了一种内置芯柱可恢复功能的多肢方形柱，包括芯柱，芯柱的外壁上平行贴合设置有四个边柱，任两个相邻的边柱间均固接有多根钢梁和多个可更换构件。本发明还公开了一种内置芯柱可恢复功能的多肢方形柱的装配方法，包括安装芯柱、将边柱贴合芯柱安装、安装钢梁和斜腹杆、填充素混凝土和固接可更换构件的步骤。本发明一种内置芯柱可恢复功能的多肢方形柱，能够在强烈地震作用后，快速更换发生过大变形或发生破坏的可更换构件，同时重新填充素混凝土，即可快速恢复结构功能，装配简单，便于工业化批量使用，适用于桥梁工程、工业厂房、超高层建筑、大跨度结构及承受大荷载的结构。

技术领域

本发明属于结构工程技术领域，涉及一种内置芯柱可恢复功能的多肢方形柱，本发明还涉及该多肢方形柱的装配方法。

背景技术

地震作用对于建筑结构的损害具有复杂性，建筑结构一旦发生地震损伤，将会对社会造成严重影响；另外，现代建筑结构具有体量大、结构体系复杂的特点，地震后修复加固的经济成本和时间成本巨大。对于部分特殊功能的建筑结构，地震损伤引起的停业损失可能超过结构本身的造价。

目前的建筑物中通常会设置多个柱子作为主要的承重构件，其承担着梁传来的力，并将力传至基础，即使是个别的柱发生失效，也可能导致结构倒塌；同时，柱为受压构件，其截面变形能力不如以弯曲作用为主的梁，强烈地震作用后，柱产生的损伤难以修复，进而导致结构安全难以保证或结构功能难以恢复。因此，在确保柱具有足够的承载力和良好的延性的同时，提升柱震后快速恢复功能是结构抗震技术的发展方向之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种内置芯柱可恢复功能的多肢方形柱，能够在强烈地震作用后快速恢复结构功能，本发明还提供了一种内置芯柱可恢复功能的多肢方形柱的装配方法，装配简单，便于工业批量使用。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种内置芯柱可恢复功能的多肢方形柱，包括芯柱，芯柱的外壁上平行贴合设置有四个边柱，任两个相邻的边柱间均固接有多根钢梁和多个可更换构件。

本发明采用的第一种技术方案的特点还在于：

芯柱和边柱的间隙间填充有素混凝土。

芯柱一个顶端处呈锥形向外扩张，芯柱另一个顶端处呈锥形向内减小，且芯柱两端倾斜的角度均为不大于摩擦角。

芯柱向外扩张一端的端面上开有两个相互垂直的凹槽，且两个凹槽均延伸至芯柱顶端的边缘处。

任两个相邻边柱相对面的上端向内倾斜一定角度，倾斜角度根据梁的宽度来设置；且任两个相邻边柱的最短距离不小于凹槽的宽度，且芯柱在未变径处的直径均不小于凹槽的宽度。

任两个相邻边柱的相对的面上均固接有多个端板，每个钢梁均连接在相应的端板上。

任两个相邻的边柱间的钢梁相互平行，任两个相邻的钢梁间配设有斜腹杆，每个斜腹杆的一端与一个边柱上的端板固接，每个斜腹杆的另一端与另一个边柱上的端板固接。

可更换构件为阻尼器或钢梁。

本发明采用的另一种技术方案是：

一种内置芯柱可恢复功能的多肢方形柱的装配方法，具体按照下述步骤进行：

步骤1，将芯柱安装在预定位置处；

步骤2，将四个边柱均匀的平行贴合配设于安装好的芯柱的外侧；

步骤3，步骤2完成后，在任两个相邻边柱间均固接多个钢梁和斜腹杆；

步骤4，步骤3完成后，向芯柱和边柱之间的间隙用素混凝土填充；

步骤5，步骤4完成后，在任两个相邻边柱间均固接多个可更换构件。

本发明另一个技术方案的特点还在于：