[发明专利]一种震后自恢复埋入式耗能钢柱脚

说明书

本发明公开了一种震后自恢复埋入式耗能钢柱脚，其包括上柱段、下柱段、屈曲约束耗能板和高强钢棒；上柱段位于下柱段的上部，所述高强钢棒置于上柱段和下柱段内部，屈曲约束耗能板固定在上柱段和下柱段连接处。本发明具有双向高承载、双向高耗能、双向震后自恢复、受力简单明确、避免柱脚撬动后局部应力过大、现场施工方便、不影响建筑使用功能等优点。

技术领域

本发明涉及建筑结构领域，尤其是涉及一种震后自恢复埋入式耗能钢柱脚。

背景技术

我国是地震多发和地震灾害最严重的国家之一，地震中建筑物的破坏和倒塌是导致经济损失和人员伤亡的直接原因。为此，传统的结构抗震技术主要为防倒塌设计，利用主体结构自身塑性变形来消耗地震能量，以防止结构倒塌，保障人民的生命财产安全。但最近的震害表明，此设计理念虽然实现了强震不倒的设防目标，但主体结构却产生了严重的塑性损伤，损伤部位主要集中在梁柱节点及柱脚节点。以往抗震技术主要关注梁柱节点的抗震性能，但实际震害表明，钢框架结构的柱脚在强震下更容易出现屈服、屈曲甚至断裂等现象(如图1中的a和b所示)，而柱脚位于结构最底部，其破坏将造成严重的结构安全问题。此外，柱脚节点需承受上部结构传来的所有竖向荷载，因此震后对柱脚的修复与其他梁柱节点相比要更为困难，若修复方案处理不当反而引起结构发生倒塌。鉴于以上原因，地震过后，不得不对震损柱脚的上部结构进行整体拆除和重建，显著增加了震后修复的时间和成本，且对震后人们的生活和工作秩序造成严重干扰。

2009年1月在NEES/E-Defense美日地震工程第二阶段合作研究计划会议上，美日学者首次提出将“可恢复功能城市”作为地震工程合作的大方向，结构抗震设计的理念也要由“防倒塌设计”转为“可恢复性设计”。如何实现结构在地震中不发生严重破坏且震后可快速恢复其原有功能的目标，建设“可恢复功能城市”，已成为建筑结构抗震研究方向的未来发展趋势。为此，迫切需要开发具有“高承载、高耗能、自恢复”多重功能的新型钢框架柱脚节点。

发明内容

本发明的目的在于一种震后自恢复埋入式耗能钢柱脚，以解决传统钢框架柱脚在强震下的屈服、屈曲和断裂问题以及结构震后修复困难的问题。

本发明的目的在于通过以下技术方案之一实现。

一种震后自恢复埋入式耗能钢柱脚，包括上柱段、下柱段、屈曲约束耗能板和高强钢棒；上柱段位于下柱段的上部，所述高强钢棒置于上柱段和下柱段内部，屈曲约束耗能板固定在上柱段和下柱段连接处。

进一步的，还包括摩擦垫板，屈曲约束耗能板与上柱段之间设置摩擦垫板，且屈曲约束耗能板与下柱段之间也设置摩擦垫板，摩擦垫板与屈曲约束耗能板的接触面经过喷砂处理。

进一步的，所述上柱段包括空心钢管段和钢管混凝土段；所述空心钢管段包括矩形空心钢管；所述钢管混凝土段包括上柱段混凝土块、钢管柱身、钢底座、第一预埋钢管、顶板和上柱段底板；所述顶板顶部与空心钢管焊接，顶板底部与钢管柱身顶部焊接；顶板、上柱段底板和钢底座中心均开有圆孔，且均与第一预埋钢管半径相等；第一预埋钢管竖直置于钢管柱身中部，且第一预埋钢管顶部与所述顶板的中心圆孔焊接，第一预埋钢管底部与上柱段底板中心圆孔焊接，第一预埋钢管顶面与顶板顶面平齐，第一预埋钢管底面与上柱段底板底面平齐，第一预埋钢管竖直置于钢管柱身中部后向钢管柱身内部灌注混凝土形成上柱段混凝土块，所述上柱段底板底部与钢底座顶面采用焊缝连接，上柱段底板顶部与钢管柱身底部焊接。