一种采取加固措施的网架结构平板支座的制作方法

本发明涉及混合结构，尤其涉及一种采取加固措施的网架结构平板支座。

背景技术：

网架结构被经常用于博物馆、体艺馆等大跨空间结构中，其整体结构抗震性能良好，经常作为灾后避难场所使用。在近些年国内外多次地震中发现，用于连接上部钢网架与混凝土结构的平板支座经常发生破坏，尤其以混凝土结构顶面边缘破坏模式较为常见。该种破坏模式的主要现象为，在平板支座中的混凝土结构顶面，自锚栓朝向混凝土边缘产生近似35°扩散角度的损伤破坏区域，从而大块混凝土从高空跌落，这对建筑物中的财产和人身安全造成极大的威胁，严重影响着网架结构的继续使用性能。产生该种破坏模式的根本原因在于支座锚栓在地震中产生水平方向较大的塑性变形，支座锚栓对边缘混凝土产生水平推力，在该水平推力大于混凝土抗拉强度的情况下，边缘混凝土发生损伤。

现有研究结果表明，通过保证足够的锚栓与混凝土边缘间的净距，减小结构边缘混凝土的受力，使混凝土应变小于极限拉应变，避免混凝土结构边缘发生脆性破坏。然而在网架结构设计中，上部钢网架与混凝土结构常分开进行考虑，混凝土结构的平面尺寸基于自身结构的受力状态进行设计，并未考虑对平板支座节点中锚栓与混凝土边缘距离尺寸的设计。因此在实际设计中，经常出现平板支座与混凝土结构顶面边缘净距较小的情况，这对平板支座混凝土结构顶面的抗震性能是极其不利的。

采用易于施工的方法保证上部钢网架与混凝土结构的有效连接，避免平板支座节点在地震作用下发生边缘混凝土脱落的脆性破坏，保证网架结构的抗震性能，是网架结构平板支座设计方法亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服网架结构平板支座设计方法的不足，提供一种采取加固措施的网架结构平板支座。

本发明的技术方案：

一种采取加固措施的网架结构平板支座，包括柱套1、砂浆层2、砂浆套3、开孔钢底板4、垫片5、螺母6、锚栓7、肋板8和支座球9；

混凝土结构ⅱ上端设置有柱套1，用于约束混凝土结构ⅱ受到的水平推力变形；柱套1与混凝土结构ⅱ侧面无间隙，柱套1的材料为钢材；

柱套1上设置有砂浆层2，砂浆层2外围设置有砂浆套3；

砂浆层2上固定有开孔钢底板4，开孔钢底板4上部设有肋板8，肋板8上支撑固定有支座球9；

混凝土结构中预埋有锚栓7，锚栓7依次穿过砂浆层2和开孔钢底板4配合垫片及螺母6固定开孔钢底板4。

本发明的有益效果：本发明与现有网架结构平板支座相比，具有避免混凝土结构顶面边缘损伤的作用，提高了支座的抗震性能和延性变形能力，有效降低整体网架结构在地震作用下的受损程度。

附图说明

图1是加固网架结构平板支座的正侧面轴侧视图。

图2是加固网架结构平板支座的俯视图。

图3是加固网架结构平板支座的断面图(a-a)。

图4是柱套的正侧面轴侧视图。

图5是砂浆套的正侧面轴侧视图。

图6是开孔钢底板的构造详图。

图7是砂浆层的构造详图。

图8是安装有本发明采取加固措施的网架结构平板支座的网架结构及混凝土结构示意图。

图中：ⅰ采取加固措施的网架结构平板支座；ⅱ混凝土结构；ⅲ网架结构杆件；1柱套；2砂浆层；3砂浆套；4开孔钢底板；5垫片；6螺母；7锚栓；8肋板；9支座球。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明具体实施方式。

实施例

一种采取加固措施的网架结构平板支座，包括柱套1、砂浆层2、砂浆套3、开孔钢底板4、垫片5、螺母6、锚栓7、肋板8、支座球9。在混凝土结构ⅱ的上端安装柱套1，柱套1可以在混凝土结构ⅱ浇筑完成后安装，也可以选择在混凝土结构ⅱ浇筑时预埋，但需保证柱套1与混凝土结构ⅱ之间无明显间隙。混凝土结构ⅱ中预埋有四根锚栓7，混凝土结构ⅱ顶面安装有与锚栓7穿接的砂浆层2、开孔钢底板4、垫片5以及与锚栓7连接的双螺母6。开孔钢底板4通过与其焊接的肋板8与支座球9焊接，支座球9与网架杆件ⅲ进行焊接。

本发明的实际应用过程如下，首先根据结构受力要求，按照规范设计上部钢网架结构杆件ⅲ和下部混凝土结构ⅱ，确定平板支座ⅰ的平面位置与尺寸。之后，考虑混凝土结构ⅱ发生边缘破坏呈35°发展，来确定柱套1设置高度范围。最后依据结构抗震设防要求，计算地震作用下柱套1所需强度及厚度，并对柱套1的焊缝进行设计和验算。考虑砂浆层2厚度确定砂浆套3的高度，钢板厚度取6-10mm，砂浆套3可作为砂浆层2浇筑模具。

当开孔钢底板4在地震作用下产生水平往复作用时，会使得锚栓7对周围混凝土产生水平推力，使得混凝土结构ⅱ上部边缘混凝土容易发生受拉破坏，柱套1能对混凝土结构ⅱ产生套箍作用，有效避免了混凝土发生脆性受拉破坏，提高了支座的抗震性能和延性变形能力。

当开孔钢底板4在地震作用下产生转动变形时，会使得开孔钢底板7压缩砂浆层2产生局部压力，使得砂浆层2发生局部受压破坏，砂浆套3能对砂浆层2产生套箍作用，有效避免了砂浆层2发生破坏产生极大变形，提高了支座的抗震性能和延性变形能力。

本发明能够对混凝土结构ⅱ的顶端混凝土起到套箍及保护作用，特别针对混凝土边缘距离较小的一侧，由此避免边缘混凝土发生突然脆性破坏，导致支座失去承载能力。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种采取加固措施的网架结构平板支座，包括柱套、砂浆层、砂浆套、开孔钢底板、垫片、螺母、锚栓、肋板、支座球。在钢筋混凝土结构柱上端安装柱套，砂浆层安装砂浆套，开孔钢底板上部设有肋板和支座球，锚栓预埋于混凝土结构，锚栓穿过砂浆层及开孔钢底板通过螺母将其固定。采取加固措施的网架结构平板支座具有良好的抗震性能和变形能力，有效避免了砂浆层受到钢底板的压力而发生碎裂，导致平板支座丧失竖向承载力。有效避免了钢筋混凝土结构顶面边缘混凝土由于受到锚栓的水平推力而发生脱落，导致支座发生脆性破坏失去其承载能力。本发明支座构造简单，施工操作性强，成本低，能够有效避免支座发生脆性破坏，可广泛应用于工程实际。

技术研发人员：崔瑶;许肖卓;刘洪滔
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2019.06.21
技术公布日：2019.09.06