用于管桩桩头与承台连接的延性耗能节点的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑结构中的连接节点，具体是一种用于管粧粧头与承台连接的延性耗能节点。
【背景技术】
[0002]我国是一个地震多发的国家，高烈度(大于8度)地震区分布广泛，预应力混凝土管粧基础作为粧基础的重要形式之一，若要在高烈度地震区得以推广应用，必然要涉及管粧基础的抗震设计和施工。受力分析表明，强烈地震作用时，预应力管粧与承台的连接节点区域同时受到最大的弯矩、剪力和轴力的组合作用，内部应力情况十分复杂，其抗震承载性能对于整个结构的抗震安全性极其重要。然而，由于PHC管粧的空心截面的特点，其粧身在抗剪、抗弯刚度及承载力等方面均明显弱于等尺寸的实体粧型，特别是其抵抗水平荷载的能力先天不足，限制了其在高烈度抗震设防地区的推广应用。
[0003]多次地震的震害分析都表明管粧在地震作用下可能会发生受剪破坏。有关学者对日本、土耳其的几次典型地震中建筑物粧基破坏形式进行了汇总，发现钢筋混凝土管粧(包括PC管粧及PHC管粧)大部分为粧基与承台连接处的受剪破坏，尤其多发生在粧头与承台连接处、承台以下及软硬土层交界处。众所周知，受剪破坏不同于受弯破坏，脆性特征明显，破坏前无明显征兆，管粧一旦受剪破坏，将完全丧失对上部结构的支撑能力，危害较大。
[0004]国内研宄人员采取了填实管孔、增配螺旋箍筋、在混凝土内掺入钢纤维或者直接加大粧头截面的方法，目的都是直接增大管粧顶部粧身的抗剪承载力，但粧顶约束形式的加强也同时提高管粧粧头与承台的连接刚度，使之趋于固结节点。资料表明，在同等大小水平力作用下，固结节点约束的单粧水平位移比铰结节点约束单粧水平位移减小约一半，而粧顶弯矩绝对值却比铰结的情况大许多。节点抗剪承载力的加强却带来了抗弯承载不足的负面影响，被迫继续加大节点，进入恶性循环，造成材料浪费。并且，由于地震作用大小的不确定性，上述加强措施仅是构造方面的要求，还没有成熟的设计计算理论，当粧基遭受强烈地震作用时，加强后的粧头与承台连接节点能否真正避免脆性性质的剪切破坏仍值得怀疑。
【发明内容】
[0005]本发明为了促进管粧在高烈度抗震设防地区的推广应用，提供了一种用于管粧粧头与承台连接的延性耗能节点。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:用于管粧粧头与承台连接的延性耗能节点，包括粧头深入混凝土承台内部的PHC管粧，所述PHC管粧管壁上部由上至下开有四个竖缝，四个竖缝将PHC管粧上部管壁等分为四个管瓣。
[0007]本发明所述的用于管粧粧头与承台连接的延性耗能节点，减小了粧头刚度，增加粧头的剪跨比，在满足竖向承载的要求下控制节点部位在地震作用下的破坏形式，使之主要发生弯曲破坏，避免剪切破坏，改善了粧头的抗剪性能。
【附图说明】
[0008]图1为本发明所述用于管粧粧头与承台连接的延性耗能节点的结构示意图。
[0009]图2为图1中的A-A剖面图。
[0010]图3为图1中的B-B剖面图。
[0011]图4为图1中的C-C剖面图。
[0012]图5为混凝土承台和PHC管粧的连接示意图。
[0013]图中:1-混凝土承台，2-PHC管粧，3-竖缝，4_非预应力钢筋，5_钢端板，6_预应力钢筋，螺旋箍筋，8-橡胶材料，9-钢筋网。
【具体实施方式】
[0014]用于管粧粧头与承台连接的延性耗能节点，包括粧头深入混凝土承台I内部的PHC管粧2，所述PHC管粧2管壁上部由上至下开有四个竖缝3，四个竖缝3将PHC管粧2上部管壁等分为四个管瓣。具体使用时，粧头深入混凝土承台I内部的深度为一倍的管粧外径，形成有效的嵌固端；竖缝3的长度为四倍的管粧外径。
[0015]具体应用时，PHC管粧2的每个管瓣内沿圆周方向均布有若干非预应力钢筋4，且非预应力钢筋4的下端深入PHC管粧2 —体管壁。增加非预应力钢筋4可提高每一个管瓣各自的抗弯承载力。
[0016]具体实施时，PHC管粧2的粧头顶端罩盖有钢端板5，其中一管瓣内沿同一圆周方向与非预应力钢筋4间隔设置有预应力钢筋6，其他管瓣内预应力钢筋6与该管瓣内预应力钢筋6以中心线对称设置，预应力钢筋6通长设置于PHC管粧2管壁内且其上端锚固于钢端板5。保证了管粧纵向的连续完整。
[0017]进一步，位于非预应力钢筋4和预应力钢筋6圆周外侧的PHC管粧2中上部管壁内设有螺旋箍筋7。将各个管瓣不间断联接在一起，保持管粧粧头螺旋箍筋7的连续完整。
[0018]而且，所述螺旋箍筋7形成的圆筒内部填充有橡胶材料8。橡胶材料8作为阻尼材料可消耗地震能量。
[0019]另外，混凝土承台I内部上层和下层均设有由横筋和纵筋构成的钢筋网9，混凝土承台I内部下层钢筋网9通过竖缝3穿置于PHC管粧2内。可保证混凝土承台I与PHC管粧2联接的连续性。
【主权项】
1.用于管粧粧头与承台连接的延性耗能节点，其特征在于，包括粧头深入混凝土承台(I)内部的PHC管粧(2)，所述PHC管粧(2)管壁上部由上至下开有四个竖缝(3)，四个竖缝(3)将PHC管粧(2)上部管壁等分为四个管瓣。
2.根据权利要求1所述的用于管粧粧头与承台连接的延性耗能节点，其特征在于，PHC管粧(2)的每个管瓣内沿圆周方向均布有若干非预应力钢筋(4)，且非预应力钢筋(4)的下端深入PHC管粧(2 ) —体管壁。
3.根据权利要求2所述的用于管粧粧头与承台连接的延性耗能节点，其特征在于，PHC管粧(2)的粧头顶端罩盖有钢端板(5)，其中一管瓣内沿同一圆周方向与非预应力钢筋(4)间隔设置有预应力钢筋(6)，其他管瓣内预应力钢筋(6)与该管瓣内预应力钢筋(6)以中心线对称设置，预应力钢筋(6)通长设置于PHC管粧(2)管壁内且其上端锚固于钢端板(5)。
4.根据权利要求3所述的用于管粧粧头与承台连接的延性耗能节点，其特征在于，位于非预应力钢筋(4)和预应力钢筋(6)圆周外侧的PHC管粧(2)中上部管壁内设有螺旋箍筋⑴。
5.根据权利要求4所述的用于管粧粧头与承台连接的延性耗能节点，其特征在于，所述螺旋箍筋(7 )形成的圆筒内部填充有橡胶材料(8 )。
6.根据权利要求1至5中任意权利要求所述的用于管粧粧头与承台连接的延性耗能节点，其特征在于，混凝土承台(I)内部上层和下层均设有由横筋和纵筋构成的钢筋网(9)，混凝土承台(I)内部下层钢筋网(9)通过竖缝(3)穿置于PHC管粧(2)内。
【专利摘要】本发明涉及建筑结构中的连接节点，具体是一种用于管桩桩头与承台连接的延性耗能节点，包括桩头深入混凝土承台内部的PHC管桩，所述PHC管桩管壁上部由上至下开有四个竖缝，四个竖缝将PHC管桩上部管壁等分为四个管瓣。本发明所述的用于管桩桩头与承台连接的延性耗能节点，减小了桩头刚度，增加桩头的剪跨比，在满足竖向承载的要求下控制节点部位在地震作用下的破坏形式，使之主要发生弯曲破坏，避免剪切破坏，改善了桩头的抗剪性能。
【IPC分类】E02D27-12, E02D31-08, E02D27-14
【公开号】CN104805859
【申请号】CN201510230178
【发明人】贺武斌, 郭昭胜, 崔娟玲, 白晓红, 徐培红
【申请人】太原理工大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月8日