用于管樁樁頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑結構中的連接節(jié)點，具體是一種用于管粧粧頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點。
【背景技術】
[0002]我國是一個地震多發(fā)的國家，高烈度(大于8度)地震區(qū)分布廣泛，預應力混凝土管粧基礎作為粧基礎的重要形式之一，若要在高烈度地震區(qū)得以推廣應用，必然要涉及管粧基礎的抗震設計和施工。受力分析表明，強烈地震作用時，預應力管粧與承臺的連接節(jié)點區(qū)域同時受到最大的彎矩、剪力和軸力的組合作用，內部應力情況十分復雜，其抗震承載性能對于整個結構的抗震安全性極其重要。然而，由于PHC管粧的空心截面的特點，其粧身在抗剪、抗彎剛度及承載力等方面均明顯弱于等尺寸的實體粧型，特別是其抵抗水平荷載的能力先天不足，限制了其在高烈度抗震設防地區(qū)的推廣應用。
[0003]多次地震的震害分析都表明管粧在地震作用下可能會發(fā)生受剪破壞。有關學者對日本、土耳其的幾次典型地震中建筑物粧基破壞形式進行了匯總，發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土管粧(包括PC管粧及PHC管粧)大部分為粧基與承臺連接處的受剪破壞，尤其多發(fā)生在粧頭與承臺連接處、承臺以下及軟硬土層交界處。眾所周知，受剪破壞不同于受彎破壞，脆性特征明顯，破壞前無明顯征兆，管粧一旦受剪破壞，將完全喪失對上部結構的支撐能力，危害較大。
[0004]國內研宄人員采取了填實管孔、增配螺旋箍筋、在混凝土內摻入鋼纖維或者直接加大粧頭截面的方法，目的都是直接增大管粧頂部粧身的抗剪承載力，但粧頂約束形式的加強也同時提高管粧粧頭與承臺的連接剛度，使之趨于固結節(jié)點。資料表明，在同等大小水平力作用下，固結節(jié)點約束的單粧水平位移比鉸結節(jié)點約束單粧水平位移減小約一半，而粧頂彎矩絕對值卻比鉸結的情況大許多。節(jié)點抗剪承載力的加強卻帶來了抗彎承載不足的負面影響，被迫繼續(xù)加大節(jié)點，進入惡性循環(huán)，造成材料浪費。并且，由于地震作用大小的不確定性，上述加強措施僅是構造方面的要求，還沒有成熟的設計計算理論，當粧基遭受強烈地震作用時，加強后的粧頭與承臺連接節(jié)點能否真正避免脆性性質的剪切破壞仍值得懷疑。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明為了促進管粧在高烈度抗震設防地區(qū)的推廣應用，提供了一種用于管粧粧頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:用于管粧粧頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點，包括粧頭深入混凝土承臺內部的PHC管粧，所述PHC管粧管壁上部由上至下開有四個豎縫，四個豎縫將PHC管粧上部管壁等分為四個管瓣。
[0007]本發(fā)明所述的用于管粧粧頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點，減小了粧頭剛度，增加粧頭的剪跨比，在滿足豎向承載的要求下控制節(jié)點部位在地震作用下的破壞形式，使之主要發(fā)生彎曲破壞，避免剪切破壞，改善了粧頭的抗剪性能。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明所述用于管粧粧頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點的結構示意圖。
[0009]圖2為圖1中的A-A剖面圖。
[0010]圖3為圖1中的B-B剖面圖。
[0011]圖4為圖1中的C-C剖面圖。
[0012]圖5為混凝土承臺和PHC管粧的連接示意圖。
[0013]圖中:1-混凝土承臺，2-PHC管粧，3-豎縫，4_非預應力鋼筋，5_鋼端板，6_預應力鋼筋，螺旋箍筋，8-橡膠材料，9-鋼筋網(wǎng)。
【具體實施方式】
[0014]用于管粧粧頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點，包括粧頭深入混凝土承臺I內部的PHC管粧2，所述PHC管粧2管壁上部由上至下開有四個豎縫3，四個豎縫3將PHC管粧2上部管壁等分為四個管瓣。具體使用時，粧頭深入混凝土承臺I內部的深度為一倍的管粧外徑，形成有效的嵌固端；豎縫3的長度為四倍的管粧外徑。
[0015]具體應用時，PHC管粧2的每個管瓣內沿圓周方向均布有若干非預應力鋼筋4，且非預應力鋼筋4的下端深入PHC管粧2 —體管壁。增加非預應力鋼筋4可提高每一個管瓣各自的抗彎承載力。
[0016]具體實施時，PHC管粧2的粧頭頂端罩蓋有鋼端板5，其中一管瓣內沿同一圓周方向與非預應力鋼筋4間隔設置有預應力鋼筋6，其他管瓣內預應力鋼筋6與該管瓣內預應力鋼筋6以中心線對稱設置，預應力鋼筋6通長設置于PHC管粧2管壁內且其上端錨固于鋼端板5。保證了管粧縱向的連續(xù)完整。
[0017]進一步，位于非預應力鋼筋4和預應力鋼筋6圓周外側的PHC管粧2中上部管壁內設有螺旋箍筋7。將各個管瓣不間斷聯(lián)接在一起，保持管粧粧頭螺旋箍筋7的連續(xù)完整。
[0018]而且，所述螺旋箍筋7形成的圓筒內部填充有橡膠材料8。橡膠材料8作為阻尼材料可消耗地震能量。
[0019]另外，混凝土承臺I內部上層和下層均設有由橫筋和縱筋構成的鋼筋網(wǎng)9，混凝土承臺I內部下層鋼筋網(wǎng)9通過豎縫3穿置于PHC管粧2內?？杀ＷC混凝土承臺I與PHC管粧2聯(lián)接的連續(xù)性。
【主權項】
1.用于管粧粧頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點，其特征在于，包括粧頭深入混凝土承臺(I)內部的PHC管粧(2)，所述PHC管粧(2)管壁上部由上至下開有四個豎縫(3)，四個豎縫(3)將PHC管粧(2)上部管壁等分為四個管瓣。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于管粧粧頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點，其特征在于，PHC管粧(2)的每個管瓣內沿圓周方向均布有若干非預應力鋼筋(4)，且非預應力鋼筋(4)的下端深入PHC管粧(2 ) —體管壁。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于管粧粧頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點，其特征在于，PHC管粧(2)的粧頭頂端罩蓋有鋼端板(5)，其中一管瓣內沿同一圓周方向與非預應力鋼筋(4)間隔設置有預應力鋼筋(6)，其他管瓣內預應力鋼筋(6)與該管瓣內預應力鋼筋(6)以中心線對稱設置，預應力鋼筋(6)通長設置于PHC管粧(2)管壁內且其上端錨固于鋼端板(5)。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于管粧粧頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點，其特征在于，位于非預應力鋼筋(4)和預應力鋼筋(6)圓周外側的PHC管粧(2)中上部管壁內設有螺旋箍筋⑴。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于管粧粧頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點，其特征在于，所述螺旋箍筋(7 )形成的圓筒內部填充有橡膠材料(8 )。
6.根據(jù)權利要求1至5中任意權利要求所述的用于管粧粧頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點，其特征在于，混凝土承臺(I)內部上層和下層均設有由橫筋和縱筋構成的鋼筋網(wǎng)(9)，混凝土承臺(I)內部下層鋼筋網(wǎng)(9)通過豎縫(3)穿置于PHC管粧(2)內。
【專利摘要】本發(fā)明涉及建筑結構中的連接節(jié)點，具體是一種用于管樁樁頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點，包括樁頭深入混凝土承臺內部的PHC管樁，所述PHC管樁管壁上部由上至下開有四個豎縫，四個豎縫將PHC管樁上部管壁等分為四個管瓣。本發(fā)明所述的用于管樁樁頭與承臺連接的延性耗能節(jié)點，減小了樁頭剛度，增加樁頭的剪跨比，在滿足豎向承載的要求下控制節(jié)點部位在地震作用下的破壞形式，使之主要發(fā)生彎曲破壞，避免剪切破壞，改善了樁頭的抗剪性能。
【IPC分類】E02D27-12, E02D31-08, E02D27-14
【公開號】CN104805859
【申請?zhí)枴緾N201510230178
【發(fā)明人】賀武斌, 郭昭勝, 崔娟玲, 白曉紅, 徐培紅
【申請人】太原理工大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月8日