用于管樁樁頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)中的連接節(jié)點(diǎn)，具體是一種用于管粧粧頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個(gè)地震多發(fā)的國家，高烈度(大于8度)地震區(qū)分布廣泛，預(yù)應(yīng)力混凝土管粧基礎(chǔ)作為粧基礎(chǔ)的重要形式之一，若要在高烈度地震區(qū)得以推廣應(yīng)用，必然要涉及管粧基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)和施工。受力分析表明，強(qiáng)烈地震作用時(shí)，預(yù)應(yīng)力管粧與承臺(tái)的連接節(jié)點(diǎn)區(qū)域同時(shí)受到最大的彎矩、剪力和軸力的組合作用，內(nèi)部應(yīng)力情況十分復(fù)雜，其抗震承載性能對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震安全性極其重要。然而，由于PHC管粧的空心截面的特點(diǎn)，其粧身在抗剪、抗彎剛度及承載力等方面均明顯弱于等尺寸的實(shí)體粧型，特別是其抵抗水平荷載的能力先天不足，限制了其在高烈度抗震設(shè)防地區(qū)的推廣應(yīng)用。
[0003]多次地震的震害分析都表明管粧在地震作用下可能會(huì)發(fā)生受剪破壞。有關(guān)學(xué)者對(duì)日本、土耳其的幾次典型地震中建筑物粧基破壞形式進(jìn)行了匯總，發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土管粧(包括PC管粧及PHC管粧)大部分為粧基與承臺(tái)連接處的受剪破壞，尤其多發(fā)生在粧頭與承臺(tái)連接處、承臺(tái)以下及軟硬土層交界處。眾所周知，受剪破壞不同于受彎破壞，脆性特征明顯，破壞前無明顯征兆，管粧一旦受剪破壞，將完全喪失對(duì)上部結(jié)構(gòu)的支撐能力，危害較大。
[0004]國內(nèi)研宄人員采取了填實(shí)管孔、增配螺旋箍筋、在混凝土內(nèi)摻入鋼纖維或者直接加大粧頭截面的方法，目的都是直接增大管粧頂部粧身的抗剪承載力，但粧頂約束形式的加強(qiáng)也同時(shí)提高管粧粧頭與承臺(tái)的連接剛度，使之趨于固結(jié)節(jié)點(diǎn)。資料表明，在同等大小水平力作用下，固結(jié)節(jié)點(diǎn)約束的單粧水平位移比鉸結(jié)節(jié)點(diǎn)約束單粧水平位移減小約一半，而粧頂彎矩絕對(duì)值卻比鉸結(jié)的情況大許多。節(jié)點(diǎn)抗剪承載力的加強(qiáng)卻帶來了抗彎承載不足的負(fù)面影響，被迫繼續(xù)加大節(jié)點(diǎn)，進(jìn)入惡性循環(huán)，造成材料浪費(fèi)。并且，由于地震作用大小的不確定性，上述加強(qiáng)措施僅是構(gòu)造方面的要求，還沒有成熟的設(shè)計(jì)計(jì)算理論，當(dāng)粧基遭受強(qiáng)烈地震作用時(shí)，加強(qiáng)后的粧頭與承臺(tái)連接節(jié)點(diǎn)能否真正避免脆性性質(zhì)的剪切破壞仍值得懷疑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了促進(jìn)管粧在高烈度抗震設(shè)防地區(qū)的推廣應(yīng)用，提供了一種用于管粧粧頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:用于管粧粧頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)，包括粧頭深入混凝土承臺(tái)內(nèi)部的PHC管粧，所述PHC管粧管壁上部由上至下開有四個(gè)豎縫，四個(gè)豎縫將PHC管粧上部管壁等分為四個(gè)管瓣。
[0007]本發(fā)明所述的用于管粧粧頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)，減小了粧頭剛度，增加粧頭的剪跨比，在滿足豎向承載的要求下控制節(jié)點(diǎn)部位在地震作用下的破壞形式，使之主要發(fā)生彎曲破壞，避免剪切破壞，改善了粧頭的抗剪性能。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明所述用于管粧粧頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為圖1中的A-A剖面圖。
[0010]圖3為圖1中的B-B剖面圖。
[0011]圖4為圖1中的C-C剖面圖。
[0012]圖5為混凝土承臺(tái)和PHC管粧的連接示意圖。
[0013]圖中:1-混凝土承臺(tái)，2-PHC管粧，3-豎縫，4_非預(yù)應(yīng)力鋼筋，5_鋼端板，6_預(yù)應(yīng)力鋼筋，螺旋箍筋，8-橡膠材料，9-鋼筋網(wǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]用于管粧粧頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)，包括粧頭深入混凝土承臺(tái)I內(nèi)部的PHC管粧2，所述PHC管粧2管壁上部由上至下開有四個(gè)豎縫3，四個(gè)豎縫3將PHC管粧2上部管壁等分為四個(gè)管瓣。具體使用時(shí)，粧頭深入混凝土承臺(tái)I內(nèi)部的深度為一倍的管粧外徑，形成有效的嵌固端；豎縫3的長度為四倍的管粧外徑。
[0015]具體應(yīng)用時(shí)，PHC管粧2的每個(gè)管瓣內(nèi)沿圓周方向均布有若干非預(yù)應(yīng)力鋼筋4，且非預(yù)應(yīng)力鋼筋4的下端深入PHC管粧2 —體管壁。增加非預(yù)應(yīng)力鋼筋4可提高每一個(gè)管瓣各自的抗彎承載力。
[0016]具體實(shí)施時(shí)，PHC管粧2的粧頭頂端罩蓋有鋼端板5，其中一管瓣內(nèi)沿同一圓周方向與非預(yù)應(yīng)力鋼筋4間隔設(shè)置有預(yù)應(yīng)力鋼筋6，其他管瓣內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋6與該管瓣內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋6以中心線對(duì)稱設(shè)置，預(yù)應(yīng)力鋼筋6通長設(shè)置于PHC管粧2管壁內(nèi)且其上端錨固于鋼端板5。保證了管粧縱向的連續(xù)完整。
[0017]進(jìn)一步，位于非預(yù)應(yīng)力鋼筋4和預(yù)應(yīng)力鋼筋6圓周外側(cè)的PHC管粧2中上部管壁內(nèi)設(shè)有螺旋箍筋7。將各個(gè)管瓣不間斷聯(lián)接在一起，保持管粧粧頭螺旋箍筋7的連續(xù)完整。
[0018]而且，所述螺旋箍筋7形成的圓筒內(nèi)部填充有橡膠材料8。橡膠材料8作為阻尼材料可消耗地震能量。
[0019]另外，混凝土承臺(tái)I內(nèi)部上層和下層均設(shè)有由橫筋和縱筋構(gòu)成的鋼筋網(wǎng)9，混凝土承臺(tái)I內(nèi)部下層鋼筋網(wǎng)9通過豎縫3穿置于PHC管粧2內(nèi)。可保證混凝土承臺(tái)I與PHC管粧2聯(lián)接的連續(xù)性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于管粧粧頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)，其特征在于，包括粧頭深入混凝土承臺(tái)(I)內(nèi)部的PHC管粧(2)，所述PHC管粧(2)管壁上部由上至下開有四個(gè)豎縫(3)，四個(gè)豎縫(3)將PHC管粧(2)上部管壁等分為四個(gè)管瓣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于管粧粧頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)，其特征在于，PHC管粧(2)的每個(gè)管瓣內(nèi)沿圓周方向均布有若干非預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)，且非預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)的下端深入PHC管粧(2 ) —體管壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于管粧粧頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)，其特征在于，PHC管粧(2)的粧頭頂端罩蓋有鋼端板(5)，其中一管瓣內(nèi)沿同一圓周方向與非預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)間隔設(shè)置有預(yù)應(yīng)力鋼筋(6)，其他管瓣內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋(6)與該管瓣內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋(6)以中心線對(duì)稱設(shè)置，預(yù)應(yīng)力鋼筋(6)通長設(shè)置于PHC管粧(2)管壁內(nèi)且其上端錨固于鋼端板(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于管粧粧頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)，其特征在于，位于非預(yù)應(yīng)力鋼筋(4)和預(yù)應(yīng)力鋼筋(6)圓周外側(cè)的PHC管粧(2)中上部管壁內(nèi)設(shè)有螺旋箍筋⑴。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于管粧粧頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述螺旋箍筋(7 )形成的圓筒內(nèi)部填充有橡膠材料(8 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意權(quán)利要求所述的用于管粧粧頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)，其特征在于，混凝土承臺(tái)(I)內(nèi)部上層和下層均設(shè)有由橫筋和縱筋構(gòu)成的鋼筋網(wǎng)(9)，混凝土承臺(tái)(I)內(nèi)部下層鋼筋網(wǎng)(9)通過豎縫(3)穿置于PHC管粧(2)內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)中的連接節(jié)點(diǎn)，具體是一種用于管樁樁頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)，包括樁頭深入混凝土承臺(tái)內(nèi)部的PHC管樁，所述PHC管樁管壁上部由上至下開有四個(gè)豎縫，四個(gè)豎縫將PHC管樁上部管壁等分為四個(gè)管瓣。本發(fā)明所述的用于管樁樁頭與承臺(tái)連接的延性耗能節(jié)點(diǎn)，減小了樁頭剛度，增加樁頭的剪跨比，在滿足豎向承載的要求下控制節(jié)點(diǎn)部位在地震作用下的破壞形式，使之主要發(fā)生彎曲破壞，避免剪切破壞，改善了樁頭的抗剪性能。
【IPC分類】E02D27-12, E02D31-08, E02D27-14
【公開號(hào)】CN104805859
【申請?zhí)枴緾N201510230178
【發(fā)明人】賀武斌, 郭昭勝, 崔娟玲, 白曉紅, 徐培紅
【申請人】太原理工大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月8日