[实用新型]一种基于装配式地下结构具有自复位功能的中柱节点

说明书

本实用新型公开了一种基于装配式地下结构具有自复位功能的中柱节点，适用于地下结构抗震减震技术领域。设置在由预制顶板、预制底板和预制侧墙构成的地下空间中，包括预制钢筋混凝土柱、预制纵梁、弹性减震层、钢垫板、弹簧套筒、高强度弹簧、弧形活塞片、钢制球形凹槽、钢球、预应力加强筋孔、预应力加强筋、锚具和密封橡胶塞。预制钢筋混凝土柱在地震作用下能产生容许位移，且震后能自动复位的“柔性”拼装构件。通过竖向的弹性减震层以及钢球和凹槽之间间隙形成的水平方向的容许位移，提高中柱的抗剪压破坏能力。同时利用预应力和结构自重实现中柱的震后自复位。

技术领域：

本实用新型涉及一种中柱节点，尤其适用于地下结构抗震减震技术领域的基于装配式地下结构具有自复位功能的中柱节点。

背景技术：

以往由于地下结构震害资料较少，人们普遍认为地下结构受周围土体约束，具有很强的抗震性能，不会在地震中破坏。然而，在近些年的地震中，地下结构都遭到了不同程度的破坏，以1995年神户地震中破坏最严重的大开车站为例，中柱周围由于没有介质约束，且相对于侧墙而言，中柱是一种间断结构，因此中柱抗剪切变形能力弱于侧墙，柱端的固定连接方式，使中柱承受很大的弯矩及剪力，在地震作用下往往出现剪压破坏。所以在大开车站中，中柱的最先破坏导致了顶板的倾覆性坍塌。

如何提高中柱的抗剪切变形能力成为地下结构抗震性能的关键因素，而目前兴起的装配式地下结构在很大程度上改善了传统中柱结构在连接处变形能力差、变形不连续等弊端。但常规预制装配式中柱在变形后很难实现自复位功能，如“一种自复位装配式地铁车站柔性抗震结构”(专利号CN106351494A)和专利“一种地铁车站自复位柱脚节点”(专利号CN204456446U)主要依靠橡胶支座的弹性恢复力实现自复位功能，而专利“一种具备自复位功能的剪力销栓接内柱的装配整体式地下框架结构”(专利号CN108222064A)则是依靠预应力筋拉力实现自复位。以上发明均能在一定程度上实现构件的自复位功能，但对于水平剪切位移的自复位效果不是很显著。而专利“可恢复功能预制柱脚节点”(专利号CN103243814A) 虽能解决水平位移的自复位，但由于柱端的凸起，会引起应力集中现象，加速柱端的破坏，从而丧失自复位甚至承载功能。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种能够增强中柱变形适应能力、提高结构整体抗震性能，并且在震后可实现多方向位移自复位功能的地下结构中柱节点。

为实现上述目的，本实用新型基于装配式地下结构具有自复位功能的中柱节点，设置在由预制顶板、预制底板和预制侧墙构成的地下空间中，包括预制钢筋混凝土柱、预制纵梁、弹性减震层、钢垫板、弹簧套筒、高强度弹簧、弧形活塞片、钢制球形凹槽、钢球、预应力加强筋孔、预应力加强筋、锚具和密封橡胶塞；

所述预制钢筋混凝土柱两端均设有弹性减震层，预制纵梁和预制钢筋混凝土柱的接触面上设有钢垫板；预制纵梁包括预制顶梁和预制底梁，预制顶梁和预制底梁分别设置在预设的预制钢筋混凝土柱上下两端，其中预制顶梁设置在预制顶板上，预制底梁设置在预制底板处；

预制混凝土柱两端以及与预制混凝土柱相接触的预制纵梁端面处分别埋设有上下两个钢制球形凹槽，钢制球形凹槽中设置有钢球；所述钢制球形凹槽分为上半球凹槽和下半球凹槽，上半球凹槽分别埋设在顶梁处的接触面中心和混凝土柱底面中心，下半球凹槽分别埋设在底梁处的接触面中心和混凝土柱顶面中心；所述的上半球凹槽顶部开有和弹簧套筒等大的孔洞，弹簧套筒在孔洞处与上半球凹槽通过焊接方式连接，弹簧套筒中设有高强度弹簧，高强度弹簧下端连接弧形活塞片，弧形活塞片紧压着位于钢制球形凹槽中的钢球，弹簧套筒、高强度弹簧和弧形活塞片三者之间无固定连接装置，仅依靠压力夹紧，所述的弧形活塞片在弹性减震层受到压缩，或预制混凝土柱发生水平方向位移时可在弹簧套筒中做往复运动。