[发明专利]一种附加抗侧剪力墙的震后可恢复功能十字型柱脚节点

说明书

本发明涉及一种附加抗侧剪力墙的震后可恢复功能十字型柱脚节点，属于结构工程领域。该节点由方形钢柱、十字型铰底座和两侧的可更换抗侧耗能装置组成。本发明应用了损伤控制、耗能元件可更换、弯矩调幅及竖向承载和水平抗侧分离等设计理念，结合了传统刚接柱与传统铰接柱的优点。以形状记忆合金作为柱底支座的材料，提高节点受力性能，延长使用寿命。通过合理设计，实现弯矩调幅，减小柱上弯矩以保护其不受损害，同时使可更换抗侧耗能装置承担主要抗侧工作，并通过“强节点”的方式避免损坏发生在节点处。震后仅需更换抗侧耗能装置即可使柱脚节点恢复功能。

技术领域

本专利涉及一种附加抗侧剪力墙的震后可恢复功能十字型柱脚节点，属于结构工程技术领域。

背景技术

工业化装配式钢结构是未来高层钢结构住宅发展的必然趋势，是我国实现建筑产业化的必由之路。装配式建筑是建造方式的重大变革，是推进结构性改革和新型城镇化发展的重要举措，完全符合绿色建筑“适用、高效、协调、发展”的内涵。建筑装配化，能规范化各构件，工厂统一规格生产，现场螺栓精准装配，避免由于施工误差引起的建筑材料的消耗，且相对于其他结构形式减轻自重、简化设计从而降低造价；工程的高度组织化，使得机械化作业很大程度替代手工劳动，更能减少相关费用。

目前常见的钢结构底柱柱脚与基础的连接有两种形式，一种是刚接，一种是铰接，但这两种形式都存在严重的问题。若底柱与基础刚接，则在地震作用下柱脚处会产生极大的弯矩，使柱脚发生破坏，且震后极难修复或替换；若底柱与基础铰接，柱脚不承受弯矩，虽然可以保证柱不受弯破坏，但由于柱无法抵抗侧向荷载，使得结构整体刚度严重不足，无法满足建筑需求。

为克服上述问题，本发明提出了一种附加抗侧剪力墙的震后可恢复功能十字型柱脚节点。该节点形式将原本刚接柱所具备的竖向承载能力及水平抗侧能力分离，使柱主要承受轴向荷载，抗侧耗能装置主要抵抗侧向荷载，既能保护柱不被破坏，整体的抗侧向能力也不弱于传统的刚接柱。同时震后仅需更换抗侧剪力墙构件即可使整体结构恢复功能，极大地降低了震后修复的难度与成本。

本发明采用常见板件通过合理布置即可实现柱脚节点震后功能的可修复，同时将损伤控制、耗能元件可更换、弯矩调幅及竖向承载和水平抗侧分离等理念引入柱脚节点领域，整体构造巧妙且传力清晰合理，特别适用于钢框架结构住宅，在保证建筑安全性的同时，又能大大提高其经济性，可为住宅产业化、建筑装配化提供技术参考。

发明内容

本发明提出一种附加抗侧剪力墙的震后可恢复功能十字型柱脚节点，旨在解决在现有的装配式钢结构体系中底柱震后损伤较大以及震后修复困难等弊端，避免钢材浪费，延长节点使用寿命，提高经济效益，同时也为装配式底柱柱脚节点提供了更多的选择范围。

为实现上述目的，本发明采用如下技术手段：