[发明专利]一种震后可恢复的装配式冷弯方钢管柱脚

说明书

一种震后可恢复的装配式冷弯方钢管柱脚，包括连接件、上端板、下端板、长杆螺栓、底板、方钢管短柱和方钢管柱，底板与方钢管短柱通过连接件连接，底板与连接件通过螺栓固定，方钢管短柱的每个侧面上均设置有竖向长圆形螺栓孔，方钢管短柱与连接件通过摩擦型螺栓固定，方钢管短柱的上端连接下端板，下端板通过长杆螺栓与连接件连接，方钢管短柱套装在长杆螺栓外围，方钢管柱连接上端板，上端板和下端板通过螺栓连接。本发明安装方便，具有可快速恢复性，震后修复工作量低，综合经济效益高。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种震后可恢复的装配式冷弯方钢管柱脚。

背景技术

钢框架由于其优秀的抗震性能，已被广泛应用于世界上许多高频地震区域。尽管人们提出了“强柱弱梁”的理念，在设计中通常使柱保持弹性，但是通过近期研究发现，在强震后柱脚处还是发生了由屈服导致的不可恢复的损伤。而柱脚作为钢框架中重要的连接之一，如果发生了不可恢复的非弹性变形将会导致建筑物产生无法轻易修复的层间位移，这将影响建筑物后期的正常使用，造成较高的重建成本，并且中断建筑物的正常使用也会引起社会经济损失；因此，传统的地震设计理念已经不能满足现代社会对建筑物可持续性和可恢复性的要求。

为了解决震后修复费用高和修复难度大的问题，有学者提出了“震后可恢复结构”，指的是在地震作用后不需要修复或者稍加修复就可恢复其使用功能的结构，主要目的是使建筑物具备快速恢复使用功能的能力，以此来减轻中断建筑物的使用所带来的影响。

目前，从结构体系上对震后可恢复结构进行分类主要有以下三种：设置摇摆构件的结构体系、自复位结构体系和设置可更换构件的结构体系；其中上述三种结构体系在钢结构中实现的方式主要有设置可恢复的梁柱节点和柱脚以及配置可恢复的支撑。可恢复的梁柱节点是在保证梁端剪力和轴力传递基础上，将梁柱节点处的刚性连接释放，通过设计使得梁端可以在截面处发生张合变形，同时利用可恢复装置和耗能装置共同抵抗节点弯矩；同样可以应用在柱脚上，通过释放柱脚约束，使得柱底在受力达到一定程度后可以抬起，避免柱脚连接处的柱发生塑性变形。可恢复结构体系有针对性地解决了传统钢框架结构的缺点，将地震后的损伤主要集中于可更换的耗能装置中，提高了结构震后的可恢复性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供安装方便、具有可快速恢复性，震后修复工作量低的一种震后可恢复的装配式冷弯方钢管柱脚。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种震后可恢复的装配式冷弯方钢管柱脚，包括连接件、上端板、下端板、长杆螺栓、底板、方钢管短柱和方钢管柱，所述底板与方钢管短柱连接，所述连接件连接在底板上，所述连接件上连接有长杆螺栓，所述方钢管短柱套装在长杆螺栓外围，所述方钢管短柱的每个侧面上均设置有竖向长圆形螺栓孔，所述方钢管短柱与连接件通过摩擦型螺栓连接，所述方钢管柱的底端通过螺栓连接上端板，所述方钢管短柱的底端通过螺栓连接下端板，所述长杆螺栓的顶端与下端板连接。

进一步的，所述连接件呈Z形，包括下翼缘、腹板和上翼缘，所述下翼缘通过螺栓固定于底板，所述腹板上设置与竖向长圆形螺栓孔相对应的腹槽孔，所述摩擦型螺栓贯穿于腹槽孔和竖向长圆形螺栓孔，所述上翼缘上设置有通孔，所述长杆螺栓贯穿于通孔；腹板和方钢管短柱的内壁形成摩擦副。

进一步的， 所述方钢管短柱的四个面均装配有一个连接件，以实现抵抗双向弯矩。

进一步的，所述长杆螺栓的上部贯穿于下端板，所述长杆螺栓的顶端设置有螺纹段，所述螺纹段上安装有螺母；当用螺母固定长杆螺栓时，施加预紧力，使下端板与方钢管短柱处于受压的状态。

进一步的，所述底板为高强钢底板，所述上端板为高强钢上端板，所述下端板为高强钢下端板，所述长杆螺栓为预应力超高强长杆螺栓，所述摩擦型螺栓为摩擦型高强螺栓，所述连接件为高强钢连接件，所述螺栓为高强螺栓。

进一步的，所述方钢管柱的底端与上端板焊接，焊缝为双面角焊缝。