專利名稱：一種自復位框架柱腳節點的制作方法
技術領域：
本發明屬于建筑工程領域，涉及建筑結構消能減震技術，涉及自復位結構。
背景技術：
可恢復功能結構是一種新型的減震控制結構，它不僅能在地震時保護人們的生命財產安全，也能幫助人們在大地震之后，盡快恢復正常生活，是結構抗震設計的一個理想的新方向?？苫謴徒Y構體系主要包括可更換結構構件，搖擺結構，以及自復位結構等。近年來，研究表明，結構的搖擺可以降低地震作用和結構本身的延性設計需求，減小地震破壞，節約結構造價。放松結構與基礎間約束或構件間約束，使結構與基礎或構件接觸面處僅有受壓能力而無受拉能力，則結構在地震作用下發生搖擺，通過預應力使結構復位，形成自復位結構。這種新型結構體系既能有效控制結構“最大變形”，又能減少結構“殘留變形”。目前，自復位結構在結構抗震方面屬于一個創新的研究領域，具有自復位能力的框架梁柱節點有待研究、開發。

發明內容
本發明的目的在于為克服現有技術的缺陷而提供一種能夠提供自復位能力的柱腳節點，該節點既能達到小震下結構穩定，又能實現大震下結構出現大變形但不破壞，震后結構自復位的理想效果。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種新型自復位框架柱腳節點，包括混凝土柱和混凝土基礎，所述的混凝土柱柱腳插入混凝土基礎凹槽，所述的混凝土柱內設有無粘結低松弛預應力鋼絞線，所述的混凝土柱底部設有鋼板，所述的混凝土柱插入混凝土基礎部分與混凝土基礎之間設有剪壓橡膠墊層，所述的混凝土基礎凹槽頂面設有鋼板，所述的無粘結低松弛預應力鋼絞線下端用錨具錨固在頂面鋼板下方，所述的混凝土柱和混凝土基礎通過鋼絞線拉結固定，所述的混凝土柱柱底鋼板與混凝土基礎頂面鋼板僅接觸。所述的混凝土基礎頂面鋼板設有鋼絞線孔。所述的無粘結低松弛預應力鋼絞線應事先穿鋼絞線孔，下端用錨具錨固在頂面鋼板下方。所述的頂面鋼板和固定好的無粘結低松弛預應力鋼絞線應事先置入基礎鋼筋籠的凹槽，然后燒筑混凝土基礎。所述的混凝土柱若為預制，其內部中心和底部鋼板中心均應預設與鋼絞線匹配的鋼絞線孔。所述的混凝土柱若為現澆，其底部鋼板應設有鋼絞線孔。底部鋼板應事先穿過無粘結低松弛預應力鋼絞線置于基礎凹槽頂面鋼板上方。綁扎柱鋼筋籠時，縱筋與底部鋼板焊接，無粘結低松弛預應力鋼絞線一同綁扎，位于柱鋼筋籠正中心。所述的混凝土柱底部無粘結低松弛預應力鋼絞線周圍應設置網狀鋼筋或螺旋箍。
所述的剪壓橡膠墊層應事先置于柱鋼筋籠和混凝土基礎之間，然后綁扎或澆筑混凝土柱。所述的錨具選用擠壓套、夾片式錨具、支承式錨具或錐塞式錨具。由于采用了上述方案，本發明的有益效果是:采用本發明提供的自復位框架柱腳節點，小震下，柱腳節點與固接節點相同，中震或大震下，柱底一側壓應力消失，柱腳發生提離，剪壓層橡膠墊層產生水平變形傳遞剪力并提供轉動剛度，結構出現大變形但不破壞，預應力筋始終處于彈性狀態，地震作用過后，混凝土柱沒有破壞和殘余變形，在預應力筋的作用下，柱腳回到初始狀態，達到小震下結構穩定，大震下結構出現大變形但不破壞，震后結構自復位的效果。本發明方案簡單，施工方便，可以很好的實現自復位減震控制效果，保證結構在地震作用下的安全，可廣泛應用于建筑結構消能減震技術領域。


圖1為本發明實施例自復位框架柱腳節點的結構剖視圖。圖2a為本發明實現自復位功能的工作原理示意圖之一:顯示柱底一端抬起。圖2b為本發明實現自復位功能的工作原理示意圖之二:顯示節點恢復原始狀態。圖2c為本發明實現自復位功能的工作原理示意圖之三:顯示柱底另一端抬起。附圖標注:I混凝土柱，2混凝土基礎，3無粘結低松弛預應力鋼絞線，4 (混凝土柱)底部鋼板，5剪壓橡膠墊層，6 (混凝土基礎凹槽)頂面鋼板，7錨具，8混凝土柱底部鋼板上的第一鋼絞線孔，9混凝土基礎凹槽頂面鋼板上的第二鋼絞線孔，10基礎鋼筋籠，11柱鋼筋籠，12混凝土柱縱筋，13螺旋箍。
具體實施例方式下面結合附圖所示實施例對本發明做進一步說明。如圖1所示，為本發明實施例的結構剖視圖。圖2為自復位框架柱腳節點的工作機理，其中a為柱底一端抬起，b為節點恢復原始狀態，c為柱底另一端抬起。該自復位框架柱腳節點柱身為現澆。一種自復位框架柱腳節點，包括混凝土柱I和混凝土基礎2，混凝土柱I插入混凝土基礎2凹槽，混凝土柱I內設有無粘結低松弛預應力鋼絞線3，混凝土柱I底部設有底部鋼板4，混凝土基礎2凹槽與混凝土柱I之間設有剪壓橡膠墊層5，混凝土基礎2凹槽頂部設有頂面鋼板6，混凝土柱I與混凝土基礎2通過無粘結低松弛預應力鋼絞線3拉結，用錨具7錨固在混凝土基礎2凹槽頂面鋼板6下方。剪壓橡膠墊層5 為標準橡膠層。混凝土基礎2凹槽頂面鋼板6設有第二鋼絞線孔9，用以穿引無粘結低松弛預應力鋼絞線3。
無粘結低松弛預應力鋼絞線3應事先穿第二鋼絞線孔9，下端用錨具7錨固在頂面鋼板下方。頂面鋼板6和固定好的無粘結低松弛預應力鋼絞線3應事先置入基礎鋼筋籠的凹槽，然后燒筑混凝土基礎。混凝土柱為現澆，其底部鋼板4設有第一鋼絞線孔8，用以穿引無粘結低松弛預應力鋼絞線3。底部鋼板4應事先穿過無粘結低松弛預應力鋼絞線3置于基礎凹槽頂面鋼板6上方。綁扎柱鋼筋籠11時，縱筋12與底部鋼板4焊接，無粘結低松弛預應力鋼絞線3 —同綁扎，位于柱鋼筋籠11正中心。混凝土柱底部無粘結低松弛預應力鋼絞線3周圍應設置網狀鋼筋或螺旋箍13。剪壓橡膠墊層5應事先置于柱鋼筋籠11和混凝土基礎2之間，然后現澆混凝土柱
1鋼絞線3為柔性桿件，穿過頂面鋼板6和底部鋼板4，將混凝土柱I和混凝土基礎2拉結固定，鋼絞線3下端通過錨具7夾持固定。錨具7選用擠壓套、夾片式錨具、支承式錨具或錐塞式錨具。具體施工時，無粘結低松弛預應力鋼絞線3、底部鋼板4、剪壓橡膠墊層5、頂面鋼板6、錨具7均可在工廠預制，混凝土柱可現澆亦可預制，按上述實施方法安裝組合為本發明。使用時將本發明一種自復位框架柱腳節點用于結構與基礎之間，即完成施工。經過振動臺試驗證明，本發明能夠滿足小震下，柱腳節點與固接節點相同，中震或大震下，柱底一側壓應力消失，柱腳發生提離，剪壓層橡膠墊層產生水平變形傳遞剪力并提供轉動剛度，結構出現大變形但不破壞，預應力筋始終處于彈性狀態，地震作用過后，混凝土柱沒有破壞和殘余變形，在預應力筋的作用下，柱腳回到初始狀態，達到小震下結構穩定，大震下結構出現大變形但不破壞，震后結構自復位的理想效果。本發明可廣泛應用于消能減震結構體系中，在地震作用下既可保障良好的消能減震效果，實現減小結構地震損害的目的，又能在中震或大震下，使結構出現大變形但不破壞，震后沒有破壞和殘余變形，實現結構自復位的效果。上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種自復位框架柱腳節點，其特征在于:包括混凝土柱(I)和混凝土基礎(2)，所述的混凝土柱(I)柱腳插入混凝土基礎(2 )凹槽，所述的混凝土柱(I)內設有無粘結低松弛預應力鋼絞線(3)，所述的混凝土柱(I)底部設有底部鋼板(4)，所述的混凝土柱(I)插入混凝土基礎(2 )部分與混凝土基礎(2 )之間設有剪壓橡膠墊層(5 )，所述的混凝土基礎(2 )凹槽頂面設有頂面鋼板(6)，所述的無粘結低松弛預應力鋼絞線(3)下端用錨具(7)錨固在頂面鋼板(6)下方，所述的混凝土柱(I)和混凝土基礎(2)通過鋼絞線(3)拉結固定，所述的混凝土柱(I)柱底鋼板與混凝土基礎(2)頂面鋼板(6)接觸。
2.根據權利要求1所述的新型自復位框架柱腳節點，其特征在于:所述的混凝土基礎(2)頂面鋼板(6)設有第二鋼絞線孔(9)。
3.根據權利要求1所述的新型自復位框架柱腳節點，其特征在于:所述的無粘結低松弛預應力鋼絞線(3)穿過第二鋼絞線孔(9)，下端用錨具(7)錨固在頂面鋼板(6)下方。
4.根據權利要求1所述的新型自復位框架柱腳節點，其特征在于:所述的頂面鋼板(6)和固定好的無粘結低松弛預應力鋼絞線(3)置入基礎鋼筋籠(10)的凹槽。
5.根據權利要求1所述的新型自復位框架柱腳節點，其特征在于:所述的混凝土柱(I)為預制，其內部中心和底部鋼板(4)中心均應預設與鋼絞線匹配的鋼絞線孔。
6.根據權利要求1所述的新型自復位框架柱腳節點，其特征在于:所述的混凝土柱(I)為現澆，所述的底部鋼板(4)設有第一鋼絞線孔(8);底部鋼板(4)事先穿過無粘結低松弛預應力鋼絞線(3)置于頂面鋼板(6)上方；縱筋(12)與底部鋼板(4)焊接，無粘結低松弛預應力鋼絞線(3)—同綁扎，位于柱鋼筋籠(11)正中心。
7.根據權利要求1所述的新型自復位框架柱腳節點，其特征在于:所述的混凝土柱(I)底部無粘結低松弛預應力鋼絞線(3)周圍設置有網狀鋼筋或螺旋箍(13)。
8.根據權利要求1所述的新型自復位框架柱腳節點，其特征在于:所述的剪壓橡膠墊層(5)置于柱鋼筋籠(11)和混凝土基礎(2)之間與混凝土柱(I)配合。
9.根據權利要求1所述的新型自復位框架柱腳節點，其特征在于:所述的錨具(7)選用擠壓套、夾片式錨具、支承式錨具或錐塞式錨具。
全文摘要
本發明屬于建筑領域，涉及一種自復位框架柱腳節點，包括混凝土柱(1)柱腳和混凝土基礎(2)，所述的混凝土柱(1)柱腳位于混凝土基礎(2)凹槽內部，所述的混凝土柱(1)內設有無粘結低松弛預應力鋼絞線(3)，所述的混凝土柱(1)底部設有鋼板(4)，所述的混凝土柱(1)插入混凝土基礎(2)部分與混凝土基礎(2)之間設有剪壓橡膠墊層(5)，所述的混凝土基礎(2)凹槽頂面設有鋼板(6)，所述的無粘結低松弛預應力鋼筋(3)一端用錨具(7)錨固在頂面鋼板(6)下方，所述的混凝土柱(1)和混凝土基礎(2)通過無粘結低松弛預應力鋼絞線(3)拉結固定，所述的混凝土柱(1)柱底鋼板(4)與頂面鋼板(6)僅接觸。本發明能夠實現小震下結構穩定，大震下結構出現大變形但不破壞，震后結構自復位的效果。
文檔編號E04C3/34GK103147458SQ201310061750
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月27日 優先權日2013年2月27日
發明者呂西林, 劉兢兢, 崔曄 申請人:同濟大學