一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱制造技术

本实用新型专利技术涉及一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱，包括顶板、底板和预制中柱，顶板和底板之间设置预制中柱，预制中柱和顶板之间设置上法兰连接件；上法兰连接件包括钢垫板一、钢垫板二、记忆合金连接杆、锚具和加劲钢板，钢垫板一和钢垫板二分别设置顶板两侧，顶板上贯穿多根记忆合金连接杆，每根记忆合金连接杆两端分别延伸、穿过钢垫板一和钢垫板二后连接锚具，预制中柱端部设置在钢垫板二上，钢垫板二和预制中柱之间设置多个加劲钢板；预制中柱和底板之间设置有下法兰连接件，下法兰连接件和上法兰连接件结构相同。本实用新型专利技术可对震后破坏的地下车站中柱实现快速更换，记忆合金连接杆可耗散地震能量并提供自复位能力。自复位能力。自复位能力。

【技术实现步骤摘要】
一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱


[0001]本技术涉及地下车站抗震
，尤其涉及一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱。

技术介绍

[0002]地铁车站通常埋置于地下，其在地震作用下结构的变形受土体约束限制，长久以来人们普遍认为地下结构的震害反应相对地上结构较弱，因此针对地下结构抗震的研究也处于缓慢发展阶段。
[0003]也有发生地铁车站坍塌的事故，给人们敲响了警钟，人们才意识到地下结构抗震的重要性，地下结构的抗震研究也因此开始发展起来。根据地下车站震害特点，认为中柱是车站结构的抗震薄弱环节，中柱在地震作用下，顶底端内力不断发生变化，在地震波反复运动下，混凝土材料更容易发生破坏，因此，中柱在强震中更容易在端部发生破坏。
[0004]中柱采用现场为主施工，以钢筋混凝土结构构成中柱，中柱与顶板、底板之间也是钢筋混凝土浇筑成型。传统中柱建设方式工业化程度不高、建设效率低、资源和能源消耗较大，不能满足节能、环保的可持续发展建设要求。一旦地震发生，中柱表面的混凝土极易脱落、致使内部钢筋裸露，严重影响自身承载能力，也影响建筑物安全，后期难以进行修复。
[0005]因此为了满足国家和社会对地下车站在地震后的性能需求，通过对地下车站结构抗震的多方面考虑，需要建立新型的地下车站抗震体系，使其具有自复位和构件可更换的功能。

技术实现思路

[0006]本技术为了解决常规中柱遭遇地震后无法复位，导致结构损坏大、修复难度大的问题，提供一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱，能够有效释放中柱
‑
板节点区的弯矩并耗散地震能量，避免节点的塑性变形，有效控制中柱在地震中的反应，可以实现中柱的自复位和可更换。
[0007]为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：
[0008]一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱，包括顶板、底板和预制中柱，所述顶板和底板之间设置所述预制中柱，由预制中柱将顶板和底板连接起来，所述预制中柱为钢管混凝土柱，预制中柱采用工厂预制、现场拼装的方式，可实现快速化施工，预制中柱和所述顶板之间设置有上法兰连接件；
[0009]所述上法兰连接件包括钢垫板一、钢垫板二、记忆合金连接杆、锚具和加劲钢板，所述钢垫板一和钢垫板二分别设置顶板的上下两侧，顶板上贯穿有多根所述记忆合金连接杆，记忆合金连接杆为无粘结形状记忆合金制成的圆杆体，每根记忆合金连接杆两端分别延伸、穿过钢垫板一和钢垫板二后连接所述锚具，由此可便于将上法兰连接件牢固的安装在顶板上，预制中柱端部设置在钢垫板二上，钢垫板二和预制中柱之间设置多个所述加劲钢板，实现预制中柱和上法兰连接件的安装；
[0010]所述预制中柱和所述底板之间设置有下法兰连接件，所述下法兰连接件和上法兰连接件结构相同。
[0011]进一步地，所述预制中柱横截面为圆形结构，预制中柱由钢管和浇筑在钢管内的混凝土构成，混凝土采用具有超高强度等性能的混凝土；所述预制中柱上端通过所述上法兰连接件与顶板连接，预制中柱下端通过所述下法兰连接件与底板连接。
[0012]进一步地，所述钢垫板一和钢垫板二均为圆形板，钢垫板一、顶板、钢垫板二之间通过记忆合金连接杆连接固定，多个所述记忆合金连接杆环向均布在预制中柱周侧，可以限制预制中柱的横向位移，并使整个结构具有自复位功能。
[0013]进一步地，所述加劲钢板为三角形板或梯形板的一种，多个加劲钢板环向均布在预制中柱周侧，起到保证预制中柱连接稳固的作用，相邻两个加劲钢板之间布设所述记忆合金连接杆。
[0014]进一步地，所述钢垫板一、钢垫板二与顶板接合面之间设置有橡胶减震垫，橡胶减震垫不仅可以得到紧密牢靠的安装，同时利用橡胶减震垫可以消耗地震能量，减轻对中柱
‑
板连接节点的破坏。
[0015]进一步地，所述钢垫板二截面为凸字形，预制中柱端部插入钢垫板二的凸起位置、且之间设置有橡胶减震圈，依靠橡胶减震圈的弹性恢复力实现预制中柱的自复位，使其受力平衡。
[0016]通过上述技术方案，本技术的有益效果是：
[0017]本技术结构设计合理，预制中柱为预制结构，利用超高性能的混凝土和钢管的套箍作用，使核心混凝土具有更强的抗压强度和抵抗变形能力，提高了预制中柱的强度。预制中柱与顶、底板采用易于更换的法兰连接件形成整体，法兰连接为装配式安装，预制中柱采用工厂预制、现场拼装的施工手段，施工操作方便、施工效率高，可实现快速化施工，对于震后破坏的地下车站中柱，可实现快速更换。
[0018]本技术的记忆合金连接杆采用无粘结形状记忆合金制成，当地震较大时，在记忆合金连接杆的作用下，板与中柱之间发生提离而避免中柱
‑
板的节点破坏，同时形状记忆合金被拉长而发挥耗散地震能量并提供自复位能力，震后良好的恢复性能对社会的经济发展具有极其重要的意义。
[0019]本技术在记忆合金连接杆作用的基础上，增设橡胶减震垫和圈，
[0020]橡胶减震垫和橡胶减震圈均具有弹性缓冲作用，橡胶减震垫可以实现竖直方向的减震，利用橡胶减震圈可以在水平方向减震，由此可以大幅提高预制中柱的抗震性能，提高震后结构的自复位效果，减少结构的损伤。
附图说明
[0021]图1是本技术一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱的主视图。
[0022]图2是本技术一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱的图1中A
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A向剖视图。
[0023]图3是本技术一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱的预制中柱和中板安装主视图。
[0024]图4是本技术一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱的实施例二中橡胶减震垫安装主视图。
[0025]图5是本技术一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱的实施例三中橡胶减震圈安装主视图。
[0026]附图中标号为：1顶板，2底板，3预制中柱，4上法兰连接件，41钢垫板一，42钢垫板二，43记忆合金连接杆，44锚具，45加劲钢板，5橡胶减震垫，6橡胶减震圈，7下法兰连接件，8中板。
具体实施方式
[0027]下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细描述：
[0028]实施例一：
[0029]如图1~图3所示，一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱，包括顶板1、底板2和预制中柱3，顶板1和底板2可以采用预制或现浇的方式来建造，顶板1和底板2之间设置预制中柱3，由预制中柱3将顶板1和底板2连接起来，保证整个建筑物结构的稳固。
[0030]预制中柱3不同于常规的钢筋混凝土浇筑结构，这里的预制中柱3是预制结构，是在工厂进行预制和养护工作。预制中柱3为钢管混凝土柱，即预制中柱3由钢管和浇筑在钢管内的混凝土构成，混凝土采用超高性能的混凝土，预制中柱3横截面为圆形结构。
[0031]预制中柱3和顶板1之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱，包括顶板（1）、底板（2）和预制中柱（3），所述顶板（1）和底板（2）之间设置所述预制中柱（3），其特征在于，所述预制中柱（3）为钢管混凝土柱，预制中柱（3）和所述顶板（1）之间设置有上法兰连接件（4）；所述上法兰连接件（4）包括钢垫板一（41）、钢垫板二（42）、记忆合金连接杆（43）、锚具（44）和加劲钢板（45），所述钢垫板一（41）和钢垫板二（42）分别设置顶板（1）的上下两侧，顶板（1）上贯穿有多根所述记忆合金连接杆（43），记忆合金连接杆（43）为无粘结形状记忆合金制成的圆杆体，每根记忆合金连接杆（43）两端分别延伸、穿过钢垫板一（41）和钢垫板二（42）后连接所述锚具（44），预制中柱（3）端部设置在钢垫板二（42）上，钢垫板二（42）和预制中柱（3）之间设置多个所述加劲钢板（45）；所述预制中柱（3）和所述底板（2）之间设置有下法兰连接件（7），所述下法兰连接件（7）和上法兰连接件（4）结构相同。2.根据权利要求1所述的一种自复位且可更换地下车站钢管混凝土预制拼装中柱，其特征在于，所述预制中柱（3）横截面为圆形结构，预制中柱（3）由钢管和浇筑在钢管内的混凝土...

【专利技术属性】
技术研发人员：董正方，马世洋，黄科研，王佳豪，代鹏翔，王丽萍，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：新型
国别省市：