[发明专利]一种有钢管混凝土结构的附加可更换阻尼器的混凝土柱

说明书

本发明涉及一种有钢管混凝土结构的附加可更换阻尼器的混凝土柱，属于结构工程抗震技术领域，包括上柱、下柱、钢管混凝土结构和阻尼器；钢管混凝土结构居中设于上柱和下柱之间，其与上柱和下柱端板相互朝向的端面上设有嵌合结构，分别通过嵌合结构与上柱和下柱端板相连，嵌合结构起到定位、抗剪作用。阻尼器共有四组，围设于钢管混凝土结构的四周，其上下两端分别与上柱和下柱的端板可拆卸连接，阻尼器可以耗散地震能量，减少结构的震后损伤，震后易于更换、易于维修。

技术领域

本发明属于结构工程抗震技术领域，涉及一种有钢管混凝土结构的附加可更换阻尼器的混凝土柱。

背景技术

目前，基于性能的抗震设计成为了抗震设计的主流，如何在地震发生后，使整个建筑物乃至整个城市甚至整个社会具有恢复功能，近几年来引起了地震工程界的密切关注和广泛讨论。如何设计出地震中不发生破坏或是仅发生可以迅速修复破坏的结构，将成为可持续发展工程抗震的重要研究方向之一。通过“弱化”结构体系的某些部位，并在这些部位实现集中消能，就可以有效控制结构在地震作用下的破坏，并且可以通过更换受损的部位，使建筑物地震后可以快速恢复功能。

震后混凝土框架柱脚端部会出现塑性铰，影响了整个结构的稳定。柱脚损伤后难以修复，震后的可恢复性差。若将此处损伤集中于耗能机构，震后仅更换耗能机构即可快速恢复结构的功能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种有钢管混凝土结构的附加可更换阻尼器的混凝土柱，以解决现有混凝土柱存在的震后维修困难的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种有钢管混凝土结构的附加可更换阻尼器的混凝土柱，包括上柱、下柱、钢管混凝土结构和阻尼器；

上柱和下柱间隔设置，均为钢筋混凝土方柱，二者相互朝向的柱面上各自固定有端板；钢管混凝土结构居中设于上柱和下柱之间，其与上柱和下柱端板相互朝向的端面上设有嵌合结构，分别通过嵌合结构与上柱和下柱端板相连；

阻尼器共有四组，围设于钢管混凝土结构的四周，其上下两端分别与上柱和下柱的端板可拆卸连接。

进一步，所述钢管混凝土结构呈方柱型。

进一步，所述嵌合结构为相互配合的方块状凸起和凹槽。

进一步，所述嵌合结构为相互配合的长条状波纹和卡槽，嵌合结构上穿插有抗剪锚杆，抗剪锚杆的长度方向与波纹的长度方向垂直，抗剪锚杆沿波纹的长度方向均匀设置有多个。

进一步，所述波纹为弧形波纹或者梯形波纹，相应的卡槽为梯形卡槽或者弧形卡槽。

进一步，每组阻尼器包括滑道、狗骨板和约束套；滑道有两个，分别固连在上柱和下柱的端板上，狗骨板呈两端宽中部窄的形状，其上下两端分别插入滑道，中部套装约束套。

进一步，所述狗骨板的上下两端与相应滑道分别通过螺栓连接。

进一步，所述端板、嵌合结构和阻尼器采用钢制。

本发明的有益效果在于：

(1)嵌合结构不仅使钢管混凝土结构与上柱和下柱定位连接，在地震时还发挥抗剪作用。嵌合结构可以采用多种型式，如相互配合的方块状凸起和凹槽、相互配合的长条状梯形波纹和梯形卡槽，以及长条状弧形波纹和弧形卡槽，其中，后两种波纹型式中，嵌合结构上穿插的抗剪锚杆也具有抗剪作用，进一步提高抗剪能力。

(2)由于嵌合结构的设计，在地震作用下，上柱会抬起，此时阻尼器起到集中耗散地震能量的作用，承受地震载荷，将损伤控制在阻尼器上，从而对上柱和下柱的连接节点部分进行保护，提高混凝土柱的抗震性能。由于阻尼器与上柱、下柱可拆卸连接，发生损伤后易于更换。