柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱

本技术属于钢管再生混凝土摇摆柱的震损可恢复设备，具体涉及柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱。

背景技术：

1、近些年，随着城市化进程加快，建筑业进入高速发展阶段，新建建筑和旧建筑物拆除，产生大量的建筑垃圾，造成严重的自然生态环境问题。再生混凝土可以回收利用建筑垃圾中废弃混凝土，是一种绿色环保的建筑材料。推广应用再生混凝土不仅能够解决大量废弃建筑垃圾的难题，还能保障建筑材料供给，对实现建筑工业的可持续发展具有重要意义。

2、柱底的设计对于整体结构的抗震性能起到至关重要的作用。当遭遇强震作用时，框架柱通常都会发生严重损坏，震后框架柱底会出现塑性铰，影响整个结构的稳定。柱底损伤后难以修复，震后的可恢复性差。从而严重影响建筑结构的使用功能，带来的直接损失和间接损失是巨大的。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱，以解决现有框架结构的柱底存在的震后修复、更换困难的问题。

2、本实用新型所采用的技术方案是，柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱，包括再生混凝土基础底座、钢管再生混凝土柱，钢管再生混凝土柱底部连接钢管，再生混凝土基础底座连接管座，钢管套接于管座内，再生混凝土基础底座与钢管再生混凝土柱之间还连接摇摆缓冲单元。

3、本实用新型的特点还在于：

4、摇摆缓冲单元包括两个方钢板，其中一个方钢板通过预埋螺栓连接钢管再生混凝土柱底部，且该方钢板通过焊接套接在钢管外壁，另一个方钢板通过预埋螺栓连接再生混凝土基础底座上部，且通过焊接套接在管座外壁，钢管、管座外壁分别焊接一个环形支撑钢板，且两个环形支撑钢板位于两个方钢板之间，每个方钢板与离其较远的环形支撑钢板之间连接多个sma杆件，每个sma杆件上位于两个环形支撑钢板之间连接一个c型板，两个方钢板之间连接多个粘滞阻尼器。

5、每个sma杆件上位于c型板内套接碟簧。

6、钢管再生混凝土柱通过预埋连接钢管。

7、钢管预埋至钢管再生混凝土柱内部。

8、再生混凝土基础底座与钢管再生混凝土柱之间还连接包覆摇摆缓冲单元的维护支撑。

9、粘滞阻尼器包括缸筒、活塞、粘滞流体和导杆，粘滞流体装载于缸筒内,活塞在缸筒内进行往复运动,活塞上开有适量的小孔或活塞与缸筒留有空隙，活塞连接导杆，缸筒、导杆端部均连接球连接件，球连接件通过螺栓连接方钢板。

10、本实用新型的有益效果是：

11、本实用新型柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱，

12、1)解除了柱底横向的部分约束，钢管再生混凝土柱与基础之间设置耗能支撑。当发生地震后，粘滞阻尼器耗能，环形支撑钢板之间发生较大转动，通过sma杆件实现自复位功能，给工作人员维护和抢修提供充足时间。

13、2)围护支撑采用开孔钢板，可均匀分担承载力。在围护支撑中部开设多个方形孔洞，能够有效削弱围护支撑的截面面积；在外力作用下，塑性铰首先出现在围护支撑的削弱部位，使柱底端的变形转移并集中在围护支撑上，实现耗能的作用，避免中间的型钢节点处出现变形过大的相互位移；围护支撑在破坏后可及时更换。

14、3)粘滞阻尼器为可更换装置，便于震后更换，粘滞阻尼器的规格可根据实际情况进行调整。此结构受力明确，传力可靠，且具有遭遇强震作用损坏后可更换节段、快速恢复功能的特性，解决了传统柱子耗能能力较差、震损后能以修复等问题。

技术特征：

1.柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱，其特征在于，包括再生混凝土基础底座(8)、钢管再生混凝土柱(1)，所述钢管再生混凝土柱(1)底部连接钢管(9)，所述再生混凝土基础底座(8)连接管座(10)，所述钢管(9)套接于管座(10)内，所述再生混凝土基础底座(8)与钢管再生混凝土柱(1)之间还连接摇摆缓冲单元。

2.根据权利要求1所述柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱，其特征在于，所述摇摆缓冲单元包括两个方钢板(2)，其中一个所述方钢板(2)通过预埋螺栓连接钢管再生混凝土柱(1)底部，且该方钢板(2)通过焊接套接在钢管(9)外壁，另一个所述方钢板(2)通过预埋螺栓连接再生混凝土基础底座(8)上部，且通过焊接套接在管座(10)外壁，所述钢管(9)、管座(10)外壁分别焊接一个环形支撑钢板(3)，且两个所述环形支撑钢板(3)位于两个方钢板(2)之间，每个所述方钢板(2)与离其较远的环形支撑钢板(3)之间连接多个sma杆件(4)，每个所述sma杆件(4)上位于两个环形支撑钢板(3)之间连接一个c型板(5)，两个所述方钢板(2)之间连接多个粘滞阻尼器(7)。

3.根据权利要求2所述柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱，其特征在于，每个所述sma杆件(4)上位于c型板(5)内套接碟簧(6)。

4.根据权利要求1所述柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱，其特征在于，所述钢管再生混凝土柱(1)通过预埋连接钢管(9)。

5.根据权利要求4所述柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱，其特征在于，所述钢管(9)预埋至钢管再生混凝土柱(1)内部。

6.根据权利要求1所述柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱，其特征在于，所述再生混凝土基础底座(8)与钢管再生混凝土柱(1)之间还连接包覆摇摆缓冲单元的维护支撑(11)。

7.根据权利要求2所述柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱，其特征在于，所述粘滞阻尼器(7)包括缸筒、活塞、粘滞流体和导杆，所述粘滞流体装载于缸筒内,所述活塞在缸筒内进行往复运动,活塞上开有适量的小孔或活塞与缸筒留有空隙，所述活塞连接导杆，所述缸筒、导杆端部均连接球连接件，所述球连接件通过螺栓连接方钢板(2)。

技术总结
本技术公开了柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱，柱底可更换耗能构件的钢管再生混凝土摇摆柱，包括再生混凝土基础底座、钢管再生混凝土柱，钢管再生混凝土柱底部连接钢管，再生混凝土基础底座连接管座，钢管套接于管座内，再生混凝土基础底座与钢管再生混凝土柱之间还连接摇摆缓冲单元。钢管再生混凝土柱与基础柱脚通过钢管、管座套接，当柱脚产生转动时，通过粘滞阻尼器消耗能量，而利用SMA杆件的超弹性能使得摇摆柱恢复至初始位置。该摇摆柱受力明确、传力可靠，且具有遭遇地震作用损坏后可快速更换，恢复功能的特性，解决了传统预制拼装柱耗能能力差、震后难以修复等问题。

技术研发人员：马辉,王晓旭,赵艳丽,杨柳毅,方蕾,胡杰江
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：20230627
技术公布日：2024/1/15