凸肋底座式铰支柱脚的制作方法
【专利摘要】一种用于中低层建筑的凸肋底座式铰支柱脚，该铰支柱脚包括：柱底、承压加劲肋、两块角钢、橡胶块、两个螺栓、底座、锚固装置；所述柱底为H形型钢，包括中间的腹板和两侧的翼缘，柱底的承压端面通过腹板焊接有承压加劲肋；两块角钢置于柱底的两侧，柱底腹板与角钢之间填充摩擦耗能橡胶块，并采用螺栓将角钢、腹板对穿连接，形成铰接机构；承压加劲肋端面再垫有底座，底座带有一楔形凸起，与之对应的将所述腹板设计成楔形槽，形成铰接机构的协同辅助机构；最后，采用锚固装置将底座固定于混凝土基础上。本发明的有益效果是：在地震中受损后方便更换，同时在地震中提供柱子的抗拔力。施工速度快，节能环保。
【专利说明】
凸肋底座式铰支柱脚
技术领域
[0001]本发明是在先申请《带可更换软钢阻尼器的耗能钢柱系统》(中国专利申请，专利号:201610096098.4)基础上的进一步公开，具体是有关该系统中支座4的具体结构技术方案，属于土木结构工程技术领域。
【背景技术】
[0002]相关技术中的中低层建筑，一般认为采用纯框架或支撑框架的形式，通过合理的梁柱刚度比形成强柱弱梁型的延性框架或支撑框架结构体系。在大震作用下，框架结构首先在梁端出现塑性铰，梁端塑性铰发展充分后，最后底层柱底形成塑性铰，从而认为结构失效;支撑框架结构中，支撑首先发生屈曲或屈服，采用防屈曲支撑可有效提高结构的抗侧刚度和耗能能力，在大震作用下只有支撑发生较严重的损伤，震后可更换，恢复使用功能。但是近年来的震害调查和研究表明，即使严格按照“强柱弱梁”设计的框架结构在地震作用下也出现了由于局部层间变形过大引起的“层屈服”不利破坏模式;框架支撑结构中，由于框架和屈曲约束支撑连接段的刚度远小于框架节点和支撑中段，往往发生的是连接部位的破坏，大吨位的屈曲约束支撑耗能能力没有得到发挥，而且结构的承载力也远低于预期值，造成极大的潜在危险。带软钢阻尼器的耗能柱-框架是近年发展起来的新型抗侧力体系，其中可靠的柱脚构造是其发挥抗震性能的关键技术之一。
【发明内容】
[0003]本发明提出一种用于中低层建筑的凸肋底座式铰支柱脚，该用于中低层建筑的凸肋底座式铰支柱脚能够实现耗能柱钢柱柱脚一定角度范围(正负1/30层间位移角)的转动、保证耗能柱上部系统功能的正常发挥、耗散部分地震能量、减小地震损失、加快震后恢复速度，具有抗震性好、结构不易损坏等优点。
[0004]为实现上述目的，本发明给出的技术方案为:
[0005]—种用于中低层建筑的凸肋底座式铰支柱脚，其特征在于，该铰支柱脚包括:柱底
1、承压加劲肋10、两块角钢2、橡胶块5、两个螺栓3、底座4、锚固装置6，
[0006]所述柱底I为H形型钢，包括中间的腹板11和两侧的翼缘12，柱底I的承压端面通过腹板11焊接有承压加劲肋10，
[0007]两块角钢2置于柱底I的两侧，柱底腹板11与角钢2之间填充摩擦耗能橡胶块5，并采用螺栓3将角钢2、腹板11对穿连接，形成铰接机构，；
[0008]承压加劲肋10端面再垫有底座4，底座4带有一楔形凸起41，与之对应的将所述腹板11设计成楔形槽111，形成铰接机构的协同辅助机构；
[0009]最后，采用锚固装置6将底座4固定于混凝土基础8上。
[0010]本发明的有益效果是:构件各部分功能明确，采用螺栓3连接，在地震中受损后可以方便更换，同时螺栓3在地震中提供柱子的抗拔力。能够实现耗能柱钢柱柱脚一定角度范围(正负1/30层间位移角)的转动、保证耗能柱上部系统功能的正常发挥、耗散部分地震能量、减小地震损失、加快震后恢复速度，具有抗震性好、结构不易损坏等优点。该柱脚施工速度快，节能环保。
[0011]本发明适用于中低层钢结构住宅或办公建筑，特别是装配式减震建筑中。
【附图说明】
[0012]图1是本发明铰支柱脚的立面结构示意图。
[0013]图2是图1在AA处的截面图。
[0014]图3是图1在B处取出的各部件的独立结构图。
[0015]数字标记:
[0016]柱底I，承压加劲肋10、角钢2、角钢的斜切角21、角钢2的水平边22、橡胶块5、螺栓
3、底座4、楔形凸起41、锚固装置6，腹板11，腹板的楔形槽口 111，翼缘的斜缺口 121、第二缺口 122、翼缘12、水泥基础8。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图对本发明作进一步的说明。
[0018]如图1所示，一种用于中低层建筑的凸肋底座式铰支柱脚，其特征在于，该铰支柱脚包括:柱底1、承压加劲肋10、两块角钢2、橡胶块5、两个螺栓3、底座4、锚固装置6，
[0019]所述柱底I为H形型钢，包括中间的腹板11和两侧的翼缘12，柱底I的承压端面通过腹板11焊接有承压加劲肋10，
[0020]两块角钢2置于柱底I的两侧，柱底腹板11与角钢2之间填充摩擦耗能橡胶块5，并采用螺栓3将角钢2、腹板11对穿连接，形成铰接机构;该机构实现铰接的关键技术细节是腹板开有长圆孔7。
[0021]承压加劲肋10端面再垫有底座4，底座4带有一楔形凸起41，与之对应的将所述腹板11设计成楔形槽111，形成铰接机构的协同辅助机构；
[0022]最后，采用锚固装置6将底座4固定于混凝土基础8上。
[0023]所述的柱底I截面大小是由上部结构决定。
[0024]底座4中部设置楔形凸起41与柱底I的槽111拼合，起到安装定位和抵抗水平剪力的作用，底座4厚度应保证柱轴向的承压性能。
[0025]底座4通过底座锚固装置6与水泥基础8连接，锚固装置6应有足够的抗拔和抗剪承载力。
[0026]如图2所示，摩擦耗能橡胶块5填充在两块角钢2与柱底的柱翼缘12、腹板11所形成的空间内，两块角钢2和柱底腹板11通过对穿螺栓3的预紧力实现对内部的橡胶块5起到约束作用。同时，橡胶块5也起到一定防止柱底腹板11局部屈曲的作用。
[0027]橡胶块5填充在柱底I腹板11和角钢2之间，目的是为了满足角钢2与腹板11的连接构造要求，同时在柱底转动时起到一定的摩擦耗能作用。
[0028]如图3所示，其中:
[0029]图3(a)为柱底I及加劲肋结构示意图。
[0030]柱底I腹板11开有楔形槽口111，在承压端面上焊接有承压加劲肋10，腹板上与螺栓3相应处还开有两个对称的长圆孔7。[0031 ]楔形槽口 111以抵抗水平剪力为主，顶部留足余量在安装后与底座4楔形凸起41两侧完全顶紧。
[0032]为保证柱脚的转动能力，在与角钢2相交的位置，将翼缘12削去一部分，形成缺口121。
[0033]柱底I在与底座4拼合处设计成楔形开槽111，起到安装定位和抵抗水平剪力的作用；同样为了保证转动能力，柱底I在翼缘12、腹板11交界处削去一部分，形成第二缺口 122。
[0034]为保证柱底I承压性能，防止端部腹板11局部屈曲，在整个腹板11端面焊接承压加劲肋10。
[0035]图3(b)为角钢2的结构示意图。为避免角钢2与柱底I的柱翼缘12碰撞，角钢2顶部两边设置小的斜切角21。角钢2的水平边22固定在底座4上，竖直边通过螺栓3与橡胶块5、柱底I腹板连接。
[0036]图3(c)为底座4的结构示意图。底座4带有一楔形凸起41，起到抵抗水平剪力的作用。
[0037]对穿螺栓3所穿过的角钢2和柱腹板11的开孔要求是:角钢2开正常圆形孔23;柱底I的柱腹板11开向下留有一定余量的长圆孔7，从而允许柱底I转动时的微小抬升。(橡胶块上开孔相同于角钢2，图中未示)。
【主权项】
1.一种用于中低层建筑的凸肋底座式铰支柱脚，其特征在于，该铰支柱脚包括:柱底(1)、承压加劲肋(10)、两块角钢(2)、橡胶块(5)、两个螺栓(3)、底座(4)、锚固装置(6)， 所述柱底(I)为H形型钢，包括中间的腹板(11)和两侧的翼缘(12)，柱底(I)的承压端面通过腹板(11)焊接有承压加劲肋(1)， 两块角钢(2)置于柱底(I)的两侧，柱底腹板(11)与角钢(2)之间填充摩擦耗能橡胶块(5)，并采用螺栓(3)将角钢(2)、腹板(11)对穿连接，形成铰接机构； 承压加劲肋(10)端面再垫有底座(4)，底座(4)带有一楔形凸起(41)，与之对应的将所述腹板(11)设计成楔形槽(111)，形成铰接机构的协同辅助机构； 采用锚固装置(6)将底座(4)固定于混凝土基础(8)上。
【文档编号】E04H9/02GK105863354SQ201610369212
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】李国强, 黎燕文, 侯兆新
【申请人】同济大学