具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括組合柱與基礎(chǔ)，所述組合柱與基礎(chǔ)的連接節(jié)點(diǎn)處經(jīng)澆筑的混凝土層連接為一體，所述混凝土層內(nèi)部至少橫向埋設(shè)有兩個(gè)豎向鋼板，每個(gè)豎向鋼板表面均矩陣式排列有若干個(gè)雙頭螺栓，所述雙頭螺栓垂直穿過(guò)豎向鋼板表面并焊接在豎向鋼板上，所述雙頭螺栓的兩端部焊接有螺帽，所述雙頭螺栓的周部設(shè)有經(jīng)超高性能混凝土澆筑制成的用以與雙頭螺栓的周部連接為一體的套體，施工方便，提高了組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)上的強(qiáng)度及延性，既可以用于房屋建筑中，也可以用于橋梁中，其水平向抗震性能得到提高。
【專利說(shuō)明】
具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供了一種具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，常規(guī)的(組合)柱-基礎(chǔ)連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造主要是兩者的豎向配筋與橫向配筋進(jìn)行綁扎后一起澆筑。該連接方式的節(jié)點(diǎn)雖然是剛性的，但延性較差，在地震作用下節(jié)點(diǎn)處易受損壞，尤其是柱-基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)區(qū)域的混凝土易被損壞，導(dǎo)致混凝土保護(hù)層的開裂，使得其抗震性能不足。此外，為保證節(jié)點(diǎn)處的強(qiáng)度和剛度，會(huì)相應(yīng)地增加節(jié)點(diǎn)處的配筋率，而此時(shí)鋼筋與鋼筋之間的凈距會(huì)減小，在強(qiáng)大水平荷載作用下，一旦節(jié)點(diǎn)區(qū)域混凝土開裂或損壞，則節(jié)點(diǎn)處更容易遭到破壞。另外，對(duì)于單組合柱與基礎(chǔ)連接處構(gòu)造而言，其柱與基礎(chǔ)的混凝土與鋼筋用量皆消耗較多，柱中豎向鋼筋要深入基礎(chǔ)中并在一定的深度后彎曲錨固，給施工帶來(lái)一定的不易和麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)以上不足之處，提供了一種具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)及其施工方法。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是一種具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括組合柱與基礎(chǔ)，所述組合柱與基礎(chǔ)的連接節(jié)點(diǎn)處經(jīng)澆筑的混凝土層連接為一體，所述混凝土層內(nèi)部至少橫向埋設(shè)有兩個(gè)豎向鋼板，每個(gè)豎向鋼板表面均矩陣式排列有若干個(gè)雙頭螺栓，所述雙頭螺栓垂直穿過(guò)豎向鋼板表面并焊接在豎向鋼板上，所述雙頭螺栓的兩端部焊接有螺帽，所述雙頭螺栓的周部設(shè)有經(jīng)超高性能混凝土澆筑制成的用以與雙頭螺栓的周部連接為一體的套體。
[0005]進(jìn)一步的，所述組合柱的截面形狀為矩形。
[0006]進(jìn)一步的，所述豎向鋼板的長(zhǎng)度為基礎(chǔ)高度的1/3-4/5。
[0007]進(jìn)一步的，所述豎向鋼板的邊緣距離組合柱及基礎(chǔ)的混凝土面表層不小于30mm。
[0008]進(jìn)一步的，所述豎向鋼板的形狀為矩形，豎向鋼板之間均互相平行。
[0009]—種具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟:
(1)在豎向鋼板的兩面都預(yù)留焊點(diǎn)，將若干個(gè)雙頭螺栓垂直穿設(shè)于豎向鋼板表面，在焊點(diǎn)處進(jìn)行焊接，固定在豎向鋼板上的若干個(gè)雙頭螺栓呈矩陣式排列；
(2)在豎向鋼板兩面的雙頭螺栓周側(cè)均套入PVC管，再用超高性能混凝土在雙頭螺栓與PVC管之間的型腔內(nèi)進(jìn)行澆筑，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)養(yǎng)護(hù)，待超高性能混凝土達(dá)到強(qiáng)度后對(duì)PVC管進(jìn)行拆模，最后在雙頭螺栓的兩端部焊接螺帽；
(3)將(I)至(2)步驟中做成的豎向鋼板固定在組合柱與基礎(chǔ)的連接節(jié)點(diǎn)處，最后在組合柱與基礎(chǔ)的連接節(jié)點(diǎn)處現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土層，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)養(yǎng)護(hù)。
[0010]進(jìn)一步的，在步驟(2)中，超尚性能混凝土的饒筑方向?yàn)橛射摪灞砻嫱p頭螺檢的端部方向。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:將組合柱與基礎(chǔ)的連接節(jié)點(diǎn)內(nèi)部采用豎向鋼板連接，在豎向鋼板兩面適當(dāng)?shù)奈恢镁仃囀脚帕杏腥舾蓚€(gè)雙頭螺栓，雙頭螺栓的兩端部焊接有螺帽，雙頭螺栓的周部設(shè)有經(jīng)超高性能混凝土澆筑制成的用以與雙頭螺栓的周部連接為一體的套體，套體采用超高性能混凝土，無(wú)論是在抗拉及抗壓強(qiáng)度都得到顯著的提高，皆為普通混凝土強(qiáng)度的3-5倍;該具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)不僅可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)中組合柱與基礎(chǔ)連接處用的豎向、橫向鋼筋，簡(jiǎn)化其繁瑣的構(gòu)造，而且在一定程度上提高組合柱與基礎(chǔ)連接節(jié)點(diǎn)處的承載能力，尤其是水平抗力得到顯著提高;其次，豎向鋼板與周圍混凝土之間的摩擦力和機(jī)械咬合力，提高了組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)區(qū)域混凝土的工作性能，使混凝土發(fā)揮較大作用，而傳統(tǒng)中組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)處的混凝土，由于較大的水平荷載，易發(fā)生劈裂破壞；另外，固結(jié)在豎向鋼筋上的超高性能混凝土的套體與雙頭螺栓，可使節(jié)點(diǎn)具有較高的強(qiáng)度及較好的延性，降低其上部結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)系數(shù)，一旦節(jié)點(diǎn)處的延性增加了，則其上部結(jié)構(gòu)不會(huì)輕易損害或垮塌，給抗震救災(zāi)提供更多的搶救時(shí)間；本發(fā)明具有施工方便、節(jié)約材料、顯著提高組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)上的強(qiáng)度及延性，既可以用于房屋建筑中組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)處，也可以用于橋梁中墩與承臺(tái)節(jié)點(diǎn)處，具有較大的意義。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專利進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1為該發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造示意圖一；
圖2為該發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造示意圖二；
圖3為該發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造示意圖三；
圖4為豎向鋼板、套體、雙頭螺栓的連接關(guān)系示意圖；
圖中:
1-組合柱;2-基礎(chǔ);3-混凝土層;4-豎向鋼板;5-雙頭螺栓;6-螺帽;7-套體。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]如圖1-4所示，一種具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括組合柱I與基礎(chǔ)2，所述組合柱與基礎(chǔ)的連接節(jié)點(diǎn)處經(jīng)澆筑的混凝土層3連接為一體，所述混凝土層內(nèi)部至少橫向埋設(shè)有兩個(gè)豎向鋼板4，每個(gè)豎向鋼板表面矩陣式排列有若干個(gè)雙頭螺栓5，所述雙頭螺栓垂直穿過(guò)豎向鋼板表面并焊接在豎向鋼板上，將雙頭螺栓與豎向鋼板形成一個(gè)剛體，所述雙頭螺栓的兩端部焊接有螺帽6，可提高整個(gè)雙頭螺栓的剛度，所述雙頭螺栓的周部設(shè)有經(jīng)超高性能混凝土澆筑制成的用以與雙頭螺栓的周部連接為一體的套體7，豎向鋼板將組合柱與基礎(chǔ)有效地連接在一起，用以抵抗水平力及抗震的作用。
[0016]在本實(shí)施例中，超高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度是普通混凝土的3-5倍，其抗拉強(qiáng)度大于3倍以上，甚至與鋼筋材料性能相近，固結(jié)在組合柱與基礎(chǔ)中豎向鋼板上的超高性能混凝土的套體、雙頭螺栓能較大程度的改善該節(jié)點(diǎn)的延性，本發(fā)明的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)處為剛接點(diǎn)，可允許節(jié)點(diǎn)處大約6mm的滑移，具有較大的剛度和較好的抗震性能。
[0017]在本實(shí)施例中，豎向鋼板上的超高性能混凝土的套體、雙頭螺栓及豎向鋼板與周圍混凝土之間的摩擦力、機(jī)械咬合力等作用，充分發(fā)揮了節(jié)點(diǎn)區(qū)域混凝土的力學(xué)性能，同時(shí)顯著提高了節(jié)點(diǎn)處的剛度、抗震性能與延性。
[0018]在本實(shí)施例中，所述組合柱的截面形狀為矩形，豎向鋼板之間均互相平行。
[0019]在本實(shí)施例中，所述豎向鋼板的長(zhǎng)度為基礎(chǔ)高度的1/3-4/5。
[0020]在本實(shí)施例中，所述豎向鋼板的邊緣距離組合柱及基礎(chǔ)的混凝土面表層不小于30mm ο
[0021]在本實(shí)施例中，所述豎向鋼板的形狀為矩形。
[0022]在本實(shí)施例中，所述豎向鋼板伸入基礎(chǔ)中心線的長(zhǎng)度不小于豎向鋼板長(zhǎng)度的I/10。
[0023]—種具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟:
(1)在豎向鋼板的兩面都預(yù)留焊點(diǎn)，將若干個(gè)雙頭螺栓垂直穿設(shè)于豎向鋼板表面，在焊點(diǎn)處進(jìn)行焊接，固定在豎向鋼板上的若干個(gè)雙頭螺栓呈矩陣式排列；
(2)在豎向鋼板兩面的雙頭螺栓周側(cè)均套入PVC管，再用超高性能混凝土在雙頭螺栓與PVC管之間的型腔內(nèi)進(jìn)行澆筑，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)養(yǎng)護(hù)，待超高性能混凝土達(dá)到強(qiáng)度后對(duì)PVC管進(jìn)行拆模，最后在雙頭螺栓的兩端部焊接螺帽；
(3)將(I)至(2)步驟中做成的豎向鋼板固定在組合柱與基礎(chǔ)的連接節(jié)點(diǎn)處，最后在組合柱與基礎(chǔ)的連接節(jié)點(diǎn)處現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土層，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)養(yǎng)護(hù)。
[0024]在本實(shí)施例中，在步驟(2)中，超高性能混凝土的澆筑方向?yàn)橛射摪灞砻嫱p頭螺栓的端部方向。
[0025]在本實(shí)施例中，所述混凝土層內(nèi)部橫向埋設(shè)有兩個(gè)互相平行的豎向鋼板，每個(gè)所述豎向鋼板中均布設(shè)有若干個(gè)雙頭螺栓，所述若干個(gè)雙頭螺栓呈五行兩列的矩陣式排列；其中豎向鋼板與雙頭螺栓的分布及數(shù)目?jī)H為本發(fā)明的一種實(shí)施例，隨著組合柱與基礎(chǔ)的連接節(jié)點(diǎn)大小的不同，相應(yīng)的豎向鋼板、豎向鋼板上的雙頭螺栓的分布及數(shù)目也不同，本發(fā)明的豎向鋼板、豎向鋼板上的雙頭螺栓的分布及數(shù)目并不局限于此。
[0026]上列較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括組合柱與基礎(chǔ)，所述組合柱與基礎(chǔ)的連接節(jié)點(diǎn)處經(jīng)澆筑的混凝土層連接為一體，所述混凝土層內(nèi)部至少橫向埋設(shè)有兩個(gè)豎向鋼板，每個(gè)豎向鋼板表面均矩陣式排列有若干個(gè)雙頭螺栓，所述雙頭螺栓垂直穿過(guò)豎向鋼板表面并焊接在豎向鋼板上，所述雙頭螺栓的兩端部焊接有螺帽，所述雙頭螺栓的周部設(shè)有經(jīng)超高性能混凝土澆筑制成的用以與雙頭螺栓的周部連接為一體的套體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述組合柱的截面形狀為矩形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述豎向鋼板的長(zhǎng)度為基礎(chǔ)高度的1/3-4/5。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述豎向鋼板的邊緣距離組合柱及基礎(chǔ)的混凝土面表層不小于30mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述豎向鋼板的形狀為矩形，豎向鋼板之間均互相平行。6.—種如權(quán)利要求1-5所述的具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)在豎向鋼板的兩面都預(yù)留焊點(diǎn)，將若干個(gè)雙頭螺栓垂直穿設(shè)于豎向鋼板表面，在焊點(diǎn)處進(jìn)行焊接，固定在豎向鋼板上的若干個(gè)雙頭螺栓呈矩陣式排列； (2)在豎向鋼板兩面的雙頭螺栓周側(cè)均套入PVC管，再用超高性能混凝土在雙頭螺栓與PVC管之間的型腔內(nèi)進(jìn)行澆筑，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)養(yǎng)護(hù)，待超高性能混凝土達(dá)到強(qiáng)度后對(duì)PVC管進(jìn)行拆模，最后在雙頭螺栓的兩端部焊接螺帽； (3)將(I)至(2)步驟中做成的豎向鋼板固定在組合柱與基礎(chǔ)的連接節(jié)點(diǎn)處，最后在組合柱與基礎(chǔ)的連接節(jié)點(diǎn)處現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土層，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)養(yǎng)護(hù)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有水平抗震性能的組合柱與基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于:在步驟(2)中，超高性能混凝土的澆筑方向?yàn)橛射摪灞砻嫱p頭螺栓的端部方向。
【文檔編號(hào)】E04B1/98GK105863073SQ201610404376
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】莊舟, 莊一舟, 程俊峰, 黃福云, 李增鋒
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)