一種預(yù)應(yīng)力管樁與承臺(tái)之間的抗震連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及建筑技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種預(yù)應(yīng)力管粧與承臺(tái)之間的抗震連接結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)粧基礎(chǔ)需求量越來(lái)越大，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管粧因其質(zhì)量穩(wěn)定、粧身強(qiáng)度高、單粧承載力高、造價(jià)低、施工工期短、質(zhì)量容易保證等明顯優(yōu)點(diǎn)，自上世紀(jì)使用以來(lái)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國(guó)工業(yè)及民用建筑中。但由于其具有在地震水平作用下發(fā)生剪切或彎剪破壞的特征，同時(shí)目前國(guó)內(nèi)對(duì)預(yù)應(yīng)力管粧的抗震性能研究又不甚完善，因此《建筑粧基規(guī)范JGJ 94-2008》對(duì)其在高烈度地震區(qū)的應(yīng)用給出了一些限制:第3.3.2條第三款明確規(guī)定“抗震設(shè)防烈度為8度及以上地區(qū)，不宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土管粧(PC)和預(yù)應(yīng)力混凝土空心方粧(PS ) ”;新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管粧10G409》適用范圍也相應(yīng)限定為“非抗震區(qū)和抗震設(shè)防烈度小于等于8度地區(qū)的工業(yè)與民用建筑，抗震設(shè)防烈度為8度且建筑場(chǎng)地為II1、IV類慎用”。
[0003]我國(guó)地處世界兩大地震帶(東部環(huán)太平洋地震帶，西部和西南部歐亞地震帶)之間，境內(nèi)斷裂比較發(fā)育，屬于多地震國(guó)家之一。近4000年的記載表明:除浙江、江西兩省外，我國(guó)絕大部分地區(qū)都發(fā)生過(guò)震級(jí)較大的破壞性地震。全國(guó)450個(gè)城市中有70%以上處于地震區(qū)，近50%的國(guó)土面積位于8度及以上的高烈度區(qū)域，8度以上設(shè)防地區(qū)，II1、IV類場(chǎng)地也有著很大的范圍。由于國(guó)標(biāo)圖集和粧基規(guī)范把預(yù)應(yīng)力混凝土管粧的適用范圍限定在非抗震區(qū)和抗震設(shè)防烈度6度、7度地區(qū)，且缺乏在8度及以上抗震地區(qū)應(yīng)用的具體規(guī)定，因此，如果不能很好的解決預(yù)應(yīng)力管粧的抗震問(wèn)題，將大大限制其優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。
[0004]國(guó)標(biāo)圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管粧10G409》推薦的管粧與承臺(tái)連接節(jié)點(diǎn)有兩種:1)在管粧頂面焊接插筋，管粧內(nèi)填芯混凝土的深度為1.5m，適用于不截粧管粧與承臺(tái)連接；2)在管內(nèi)放置插筋并澆灌混凝土，插筋上部彎折錨入承臺(tái)，管粧內(nèi)具有插筋的填芯混凝土的深度為1.5m，適用于截粧情況下管粧與承臺(tái)的連接。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管粧在高烈度地震區(qū)承受較大水平力的受力研究，大都集中在粧身特性研究上，而對(duì)管粧震害發(fā)生的關(guān)鍵部位-粧與承臺(tái)連接節(jié)點(diǎn)的研究較少。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種預(yù)應(yīng)力管粧與承臺(tái)之間的抗震連接結(jié)構(gòu)，提高預(yù)應(yīng)力管粧以及預(yù)應(yīng)力管粧與承臺(tái)連接處的水平、彎矩承載力，從而有效解決了預(yù)應(yīng)力管粧在高烈度地震區(qū)應(yīng)用時(shí)管粧與承臺(tái)連接節(jié)點(diǎn)薄弱的問(wèn)題。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種預(yù)應(yīng)力管粧與承臺(tái)之間的抗震連接結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在預(yù)應(yīng)力管粧頂部空腔內(nèi)的、由錨固鋼筋和填芯混凝土構(gòu)成的管粧填芯，所述錨固鋼筋包括沿預(yù)應(yīng)力管粧頂部空腔內(nèi)壁縱向均勻布置的若干根插筋，所述插筋的上端不彎折而直接錨入承臺(tái)內(nèi)部、下端設(shè)置直徑與預(yù)應(yīng)力管粧空腔內(nèi)徑相匹配的圓盤形托板，位于預(yù)應(yīng)力管粧空腔內(nèi)的插筋外圍均勻設(shè)置與插筋固定連接的箍筋，位于預(yù)應(yīng)力管粧頂端面位置的插筋上橫向設(shè)置若干根加強(qiáng)筋。
[0008]本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述位于預(yù)應(yīng)力管粧內(nèi)部的插筋長(zhǎng)度為5000mm，錨入到承臺(tái)內(nèi)部的插筋長(zhǎng)度為800m。
[0009]本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述插筋為6根直徑20mm的HRB400鋼筋，所述托板為厚度5_的鋼板，所述箍筋和加強(qiáng)筋均為直徑8_的HRB400鋼筋且加強(qiáng)筋的數(shù)量為3根。
[0010]本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述箍筋為均勻設(shè)置在插筋外圍的若干個(gè)圓環(huán)形箍筋環(huán)，所述圓環(huán)形箍筋環(huán)的數(shù)量為200~300個(gè)。
[0011]本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述箍筋為螺旋設(shè)置在插筋外圍的螺旋形箍筋環(huán)，所述螺旋形箍筋環(huán)的螺距為200~300mm。
[0012]由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型取得的技術(shù)進(jìn)步是:
[0013]本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)適用于高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管粧(PHC)與承臺(tái)的連接節(jié)點(diǎn)，尤其適用適用于高烈度地震區(qū)承受較大水平力的基粧與承臺(tái)的連接。本連接節(jié)點(diǎn)通過(guò)采用在預(yù)應(yīng)力管粧頂部增加適當(dāng)長(zhǎng)度的鋼筋混凝土管粧填芯、管粧填芯的錨固鋼筋直接錨入承臺(tái)等構(gòu)造措施，提高預(yù)應(yīng)力管粧以及預(yù)應(yīng)力管粧與承臺(tái)連接處的水平、彎矩承載力，從而有效解決了預(yù)應(yīng)力管粧在高烈度地震區(qū)應(yīng)用時(shí)管粧與承臺(tái)連接節(jié)點(diǎn)薄弱的問(wèn)題，為預(yù)應(yīng)力管粧在高烈度地震區(qū)域的推廣運(yùn)用提供了有利條件。
[0014]本實(shí)用新型結(jié)合高烈度地震作用下粧體內(nèi)力分布規(guī)律，在管粧與承臺(tái)間采用一定長(zhǎng)度的錨固鋼筋和填芯混凝土構(gòu)成的管粧填芯作為連接結(jié)構(gòu)，并增加承臺(tái)下的粧身上部管粧填芯長(zhǎng)度，插筋起到了約束作用，并配置箍筋，可適用于截粧和不截粧情況，滿足粧身上部粧體在高烈度地震作用下的彎、剪受力要求；插筋在滿足錨固長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上不進(jìn)行彎折而直接錨入承臺(tái)。
[0015]本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)有限元分析和現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究結(jié)果，本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)在粧基水平承載力極限荷載作用下，管粧與承臺(tái)連接處完好，鋼筋和混凝土均未達(dá)到破壞。本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)，能夠有效抵御預(yù)應(yīng)力管粧在高烈度地震作用下關(guān)鍵部位發(fā)生的破壞:一是能夠有效抵御管粧與承臺(tái)連接處及承臺(tái)下的粧身上部，由壓、拉、剪壓等導(dǎo)致破壞；二是能夠有效抵御液化土層內(nèi)及軟硬層交界面處，粧截面所受彎、剪會(huì)發(fā)生的突變，特別是粧頂部2~3m范圍所的受彎、剪壓力。從粧體內(nèi)力分布曲線，可以得到以下的結(jié)論:在多遇地震條件下，各承臺(tái)下粧體的最大軸力均發(fā)生在粧頂附近，沿粧深向下不斷減小；剪力的分布規(guī)律為粧頂處剪力最大，在土層交界處會(huì)發(fā)生突變；彎矩的分布規(guī)律為粧頂處彎矩最大，在土層交界處有突變。在罕遇地震條件下，各承臺(tái)下粧體軸力分布規(guī)律為從粧頂往下，先增大后減小，最大軸力值發(fā)生在粧身中部位置；剪力的分布規(guī)律為粧頂處剪力最大，在土層交界處會(huì)發(fā)生突變；彎矩的分布規(guī)律為粧頂處彎矩最大，在土層交界處有突變。
[0016]本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)比在管粧頂面端板上焊接鋼筋錨入承臺(tái)的連接方式施工方便，減少了現(xiàn)場(chǎng)焊接工程量，節(jié)省工