[实用新型]一种消能减震自复位钢结构柱脚

说明书

本实用新型公开了一种消能减震自复位钢结构柱脚，构建在基础上，包括：钢柱，竖直布置，其底端连接底板；顶板，水平安装在钢柱外侧并与基础弹性连接；底板，水平布置于基础的顶面，底板底部的抗剪键插入基础顶面的抗剪槽内，抗剪槽内填充橡胶层与抗剪键紧贴。底板的外围设有四根竖直的锚栓，四根锚栓对称布置在顶板的四角位置；每个锚栓的底端插入基础内并与基础内的螺母连接，每个锚栓的顶端穿过顶板上对应的预留孔位于顶板上方并安装两个螺母，每个锚栓位于顶板上方以及下方的杆体上分别套设有处于压缩状态的弹簧。基础的顶面上安装有橡胶垫，底板水平布设在橡胶垫上。基础上设置有伸缩杆与顶板连接的黏滞阻尼器。实现钢柱脚自复位和减震。

技术领域

本实用新型属于建筑结构消能减震领域，涉及一种消能减震自复位钢结构柱脚。

背景技术

现有的钢结构建筑一般采用钢柱脚和下部的混凝土基础相连，设计通常采用外露式柱脚、外包式柱脚和埋入式柱脚等三种柱脚形式，由于外露式柱脚构造简单、安装便捷，成为了大多数单层及多层钢结构建筑的首选柱脚连接方式。工程中外露式柱脚由底板、锚栓、加劲肋组成，通常构造方法是直接将柱脚锚栓固定于下部的混凝土基础内，钢柱底部焊接底板及竖向加劲肋，锚栓穿过底板预留孔后用螺母拧紧，钢柱所受的轴力、弯矩、剪力等内力通过柱脚传递至下部基础，柱脚通过底板提供支承反力，锚栓提供拉力约束柱底位移和弯矩。外露式钢结构柱脚在建筑遭受外部地震作用时，在钢柱底部产生剪力和弯矩，造成露出混凝土基础顶面的柱脚锚栓过度拉伸变形，部分还会拉断或从混凝土基础中拔出，导致结构整体失稳破坏，易出现塑性变形，震后损伤严重，残余变形大，修复困难，抗震性能较差。

目前，传统的抗震思路是以结构自身材料性能抵抗地震作用，通过延性设计避免结构在强烈地震下倒塌。然而，延性设计势必要求结构构件受力出现塑性变形，此种塑性变形在外力消失后，并不能恢复或者复原。同时，建筑抗震技术经过了很多年的发展，严格抗震设计的建筑在近几年的地震灾害中表现较好，未发生大面积的倒塌和人员伤亡，有效保护了人民生命财产安全，但是地震中由于建筑受损严重，震后难以修复或者修复时间过长成本巨大，建筑功能中断，造成很严重的经济损失和社会影响，导致人民群众正常生产和生活难以为继。基于此，一种消能减震结构概念开始进入结构设计领域，在建筑设计使用年限中，当建筑遭受远超设防烈度的地震作用或者较大风荷载时，柱脚作为连接基础和主体结构中一个重要节点，研究一种地震时具有优良的延性和耗能能力、损伤小而可控、震后容易修复、能快速恢复功能的消能减震自复位柱脚结构成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种消能减震自复位钢结构柱脚，以解决目前以结构自身材料的延性设计抵抗地震时，外露式柱脚的构件受力出现塑性变形且该塑性变形在外力消失后不能恢复或者复原的问题。

本实用新型实施例所采用的技术方案是：一种消能减震自复位钢结构柱脚，构建在基础上，包括：

钢柱，钢柱竖直布置，其底端连接底板；

顶板，顶板水平安装在钢柱外侧并与基础弹性连接；

底板，底板水平布置于基础的顶面，底板底部的抗剪键插入基础顶面的抗剪槽内，抗剪槽内填充橡胶层与抗剪键紧贴。

进一步的，底板的外围设有四根竖直的锚栓，四根锚栓对称布置在顶板的四角位置；

每个锚栓的底端插入基础内并与基础内安装的螺母螺纹连接，每个锚栓的顶端穿过顶板上对应的预留孔位于顶板上方并安装两个螺母，每个锚栓位于顶板上方的杆体以及位于顶板下方的杆体上分别套设有处于压缩状态的弹簧。

进一步的，基础内安装有垫板，垫板设置在基础内的螺母顶部且其水平截面尺寸大于该螺母。

进一步的，每个弹簧的顶端和底端均设置有水平截面尺寸大于其的垫板。

进一步的，弹簧采用蝶形弹簧。