一种用于装配式地铁车站的柱脚节点

1.本实用新型属于装配式建筑技术领域，特别涉及一种用于装配式地铁车站的柱脚节点。


背景技术：

2.地铁车站是地下铁道路网中的重要建筑物，承担着铁道系统设备正常运营和乘客集散、换乘、候车的重要功能；目前，其主体结构所用的现浇钢筋混凝土结构在施工时则存在诸多问题，如模板需求量大、材料浪费且无法保证施工质量、作业施工速度慢、占地面积较大且易影响周围单位、无法保证冬季施工质量及产生大量建筑垃圾等。因此，地铁车站的建设需要从模式和技术上进行智能化革新——装配式地铁车站是未来地铁车站的发展方向。
3.现有的装配式地铁车站仍存在着大量湿作业，严重影响施工进度；装配式地铁车站作为新兴的地下建筑结构，无论从装配程度来看，还是从连接效率和施工速度来看，均处于初级水平，无法发挥出装配式建造的优势。
4.装配式混凝土框架结构的重点抗震薄弱点就是连接部位，连接性能的好坏决定了整体结构的整体性、抗震性；采用常见湿连接和干连接的装配式混凝土框架节点无法同时满足力学性能、施工效率和耗能减震，更无法实现震后快速更换修复。
5.地铁车站结构的结构中柱和侧墙
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底板连接处受地震影响较大，其中柱是整个车站中最薄弱部件，车站结构的坍塌破坏往往是因为结构中柱与侧墙的变形能力不协调，发生了剪切破坏，伴随着结构顶板上的覆土压力较大，顶板发生坍塌，中柱的抗震设计是整个地铁抗震设计的最重要一环。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种用于装配式地铁车站的柱脚节点，以解决现有的装配式结构节点大多采用湿式连接，施工效率低，施工质量无法保证，节点区钢筋过多；现有的干式连接施工难度大，无法同时满足力学性能、施工效率和耗能减震的要求，更无法实现震后快速更换修复。
7.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
8.本实用新型提供了一种用于装配式地铁车站的柱脚节点，所述柱脚节点设置在预制柱与基础之间；柱脚节点包括上卯眼底座、下卯眼底座及若干耗能构件；上卯眼底座与下卯眼底座上下间隔设置，若干耗能构件均匀设置在上卯眼底座与下卯眼底座之间；
9.上卯眼底座的上端与预制柱的底端固定连接，上卯眼底座的下端与耗能构件的上端连接；耗能构件的下端与下卯眼底座的上端固定连接，下卯眼底座的下端与基础固定连接；
10.预制柱的底端设置有榫式接头，榫式接头的上端与预制柱的底端固定，下端依次穿插在上卯眼底座及下卯眼底座中。
11.进一步的，还包括钢框连接套；钢框连接套套设在预制柱的底端外侧，钢框连接套的下端与上卯眼底座固定连接。
12.进一步的，钢框连接套与上卯眼底座之间采用焊接固定。
13.进一步的，上卯眼底座与预制柱之间均匀设置有若干栓钉，栓钉的下端与上卯眼底座焊接固定，上端埋设在预制柱中。
14.进一步的，上卯眼底座及下卯眼底座均为矩形钢块，矩形钢块的横截面与预制柱的横截面相匹配；钢块结构的中部设置有榫孔，榫式接头穿插在榫孔中；榫式接头的四周与榫孔内壁紧密接触，榫式接头的底端与基础表面紧密接触。
15.进一步的，耗能构件与上卯眼底座及下卯眼底座之间分别采用高强螺栓连接。
16.进一步的，上卯眼底座及下卯眼底座的四周分别设置有螺栓手孔。
17.进一步的，耗能构件包括上端板、下端板、支撑板、耗能板及肋板；上端板与下端板上下平行间隔设置；上端板与上卯眼底座固定连接，下端板与下卯眼底座固定连接；支撑板竖向平行设置在上端板与下端板之间，耗能板与预制柱的侧壁平行，且位于两个支撑板之间，耗能板上开设通孔；耗能板的中部两侧分别设置有肋板。
18.进一步的，预制柱采用钢筋混凝土预制柱；榫式接头为钢管混凝土预制柱。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
20.本实用新型提供了一种用于装配式地铁车站的柱脚节点，通过在预制柱的底端设置榫式接头，将榫式接头穿插在卯眼底座中，在柱底与基础交界面，放松基础对柱底界面的转动约束，使其能够“自由转动”，在该界面柱底截面与基础表面相互分离，使传统的刚性连接转化为“摆动连接”；通过设置耗能构件，耗能构件能够先于其他相邻构件发生屈服，起到耗散地震能量的目的；同时，本实用新型具有一定承载能力和刚度，不仅可以传递轴力，起到支撑作用，同时能够吸收地震能量，具有高效的抗震作用；柱脚节点传力明确，构造简单，安装方便，具有震损可更换的特点。
21.进一步的，将钢框连接套固定套设在预制柱的底端外侧，与上卯眼底座固定连接；确保了柱脚节点与预制柱的稳定连接，提高了结构的整体性。
22.进一步的，上卯眼底座与预制柱之间均匀设置有若干栓钉，有效提高了柱脚节点的抗剪能力。
23.进一步的，耗能构件与上卯眼底座及下卯眼底座之间分别采用高强螺栓连接，便于震后快捷拆卸更换。
24.进一步的，通过在卯眼底座的四周设置螺栓手孔，便于现场安装施工，且有效提高了节点的平整度。
25.进一步的，通过设置支撑板有效提高了耗能构件的支撑能力及刚度，通过在耗能板上开设通孔，通过削弱构件，使其在地震发生塑性变形，有效吸收地震能够；耗能构件结构简单，震后更换方便。
26.本实用新型所述的一种用于装配式地铁车站的柱脚节点，通过在预制柱的底端设置榫式接头，榫式接头采用钢管混凝土结构，有效减小了柱脚用钢量；将榫式接头插入卯眼底座中，柱底与基础交界面处，放松基础对柱底截面的转动约束，使其可以“自由转动”，在该交界面处柱底截面与基础表面可以相互分离，使传统的“刚性”连接变为“摆动”连接；预制柱仅通过柱脚节点与基础连接，柱脚节点中的耗能构件先于其相邻构件屈服，发生塑形
变形达到耗散地震能量的目的；借鉴连梁思想，设计耗能构件；耗能构件本身具有一定的承载能力和刚度，不仅可以传递轴力，起支撑作用，而且当地震发生时，通过其削弱部位的塑性变形可以吸收地震能量，还因其通过高强螺栓连接，可以在震后方便快捷拆卸更换；提高拼装速度，并且能够改善中柱的变形能力，使中柱与侧墙协调变形，达到提高地下框架结构整体抗震能力的效果；柱底节点传力明确、构造简单、高耗能、且具备震损可更换特点。
附图说明
27.图1为本实用新型所述的柱脚节点整体结构示意图；
28.图2为本实用新型所述的柱脚节点的局部结构放大示意图；
29.图3为本实用新型所述的柱脚节点中的第一卯眼底座结构示意图；
30.图4为本实用新型所述的柱脚节点中的预制柱与榫式接头结构示意图；
31.图5为本实用新型所述的柱脚节点中的榫式接头结构示意图；
32.图6为本实用新型所述的柱脚节点中的钢框连接套内部结构示意图；
33.图7为本实用新型所述的柱脚节点中的预制柱结构示意图；
34.图8为本实用新型所述的柱脚节点中的耗能构件结构示意图。
35.其中，1上卯眼底座，2下卯眼底座，3耗能构件，4钢框连接套，5预制柱，6基础；31上端板，32下端板，33支撑板，34耗能板，35肋板；51榫式接头。
具体实施方式
36.为了使本实用新型所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
37.如附图1
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8所示，本实用新型提供了一种用于装配式地铁车站的柱脚节点，所述柱脚节点设置在预制柱5与基础6之间；柱脚节点包括上卯眼底座1、下卯眼底座2、若干耗能构件3及钢框架连接套4；上卯眼底座1与下卯眼底座2的结构相同，上卯眼底座1与下卯眼底座2上下间隔设置，若干耗能构件3均匀设置在上卯眼底座1与下卯眼底座2之间；钢框连接套4固定套设在预制柱5的底端外侧，钢框连接套4的下端与上卯眼底座1固定连接。
38.上卯眼底座1的上端与预制柱5的底端固定连接，上卯眼底座1的下端与耗能构件3的上端固定连接；耗能构件3的下端与下卯眼底座2的上端固定连接，下卯眼底座2的下端与基础6固定连接；预制柱5的底端设置榫式接头51，榫式接头51的上端与预制柱5的底端固定连接，下端依次穿插在上卯眼底座1及下卯眼底座2中，榫式接头51的四周与上卯眼底座1及下卯眼底座3之间紧密接触，榫式接头51的下端面与基础6的表面紧密接触；优选的，预制柱5为钢筋混凝土结构，榫式接头51为钢管混凝土结构，榫式接头51与预制柱5整体预制成型得到。
39.本实用新型中，预制柱5采用钢筋混凝土预制柱，包括构造钢筋笼及混凝土；预制柱5的下端与上卯眼底座1之间通过钢框连接套4焊接固定。
40.上卯眼底座1及下卯眼底座2均为矩形钢块，矩形钢块的横截面与预制柱5的横截面相匹配；钢块结构的中部设置榫孔，榫式接头51穿插在榫孔中；榫式接头51的四周与榫孔内壁紧密接触，榫式接头51的底端与基础表面紧密接触。
41.耗能构件3包括上端板31、下端板32、支撑板33、耗能板34及肋板35；上端板31与下端板32上下平行间隔设置；上端板31与上卯眼底座1固定连接，下端板32与下卯眼底座2固定连接；支撑板33竖向平行设置在上端板31与下端板32之间，支撑板33与预制柱5的侧壁垂直，且与预制柱5的轴线平行；支撑板33的上端与上端板31固定连接，下端与下端板32固定连接；耗能板34与预制柱5的侧壁平行，且位于两个支撑板33之间，耗能板34上开设通孔；耗能板34的上下端分别与上端板31及下端板32焊接固定，两侧分别与两个支撑板33焊接固定；耗能板34的中部两侧分别设置有肋板35。
42.本实用新型中，通过设置耗能构件，耗能构件能够先于其他相邻构件发生屈服，起到耗散地震能量的目的；在耗能板34的两侧设置支撑板33，提高了耗能构件的承载能力和刚度，确保其不仅可以传递轴力，起到支撑作用，同时能够吸收地震能量，具有高效的抗震作用。
43.上卯眼底座1与上端板31之间通过高强螺栓固定连接，上卯眼底座1上设置有上螺栓孔，该高强螺栓贯穿上端板31后固定设置在上螺栓孔中，将上端板31与上卯眼底座1固定连接在一起。
44.下卯眼底座2与下端板32之间通过高强螺栓固定连接，下卯眼底座2上设置下螺栓孔，该高强螺栓贯穿下端板32后固定设置在下螺栓孔中，将下端板32与下卯眼底座2固定连接在一起；基础6与下卯眼底座2焊接固定连接在一起；优选的，本实用新型中包括四个耗能构件3，四个耗能构件3对称设置在钢管混凝土预制柱的四周。
45.本实用新型中，上卯眼底座1及下卯眼底座2的四周中部均匀设置有螺栓手孔，用于对高强螺栓进行固定；本实用新型中，耗能构件与上卯眼底座1或下卯眼底座2之间采用高强螺栓连接，安装方便，便于震后快捷拆卸更换；通过在卯眼底座的四周设置螺栓手孔，便于现场安装施工，且有效提高了节点的平整度及美观性。
46.钢框连接套4采用若干钢板及钢柱焊接固定形成的中空框架结构，钢框连接套4的上端开口，预制柱5的底端穿套在钢框连接套4中；将钢框连接套套设在预制柱的底端外侧，与上卯眼底座固定连接；确保了柱脚节点与预制柱的稳定连接，提高了结构的整体性。
47.本实用新型中，通过在预制柱5的底端设置榫式接头51，将榫式接头51穿插在卯眼底座中，在柱底与基础交界面，放松基础对柱底界面的转动约束，使其能够自由转动，在该界面柱底截面与基础表面相互分离，使传统的刚性连接转化为“摆动连接”；同时，本实用新型具有一定承载能力和刚度，不仅可以传递轴力，起到支撑作用，同时能够吸收地震能量，具有高效的抗震作用；柱脚节点传力明确，构造简单，安装方便，具有震损可更换的特点。
48.施工过程
49.本实用新型所述的一种用于装配式地铁车站的柱脚节点的施工方法，包括以下步骤：
50.步骤1、按设计要求，加工制作上卯眼底座1、下卯眼底座2及耗能构件3。
51.步骤2、加工制作预制柱5，并将上卯眼底座1与预制柱5固定连接在一起；优选的，预制柱5浇筑施工时，采用在预制柱5的柱脚设置钢框连接套4，并将钢框连接套的上端埋设在预制柱5，且下端外露用于与上卯眼底座1焊接固定。
52.步骤3、吊装下卯眼底座2至待安装的基础上，将下卯眼底座2与基础6焊接固定连接；
53.步骤4、吊装预制柱，将预制柱底端的榫式接头与下卯眼底座2进行对位拼装，使榫式接头51依次穿插在上卯眼底座1及下卯眼底座2的榫孔中；最后，通过高强螺栓，将耗能构件3均匀固定安装在上卯眼底座1与下卯眼底座2之间。
54.本实用新型所述的柱脚节点，预制柱仅通过柱脚节点与基础连接，柱脚节点中的耗能构件先于其相邻构件屈服，发生塑性变形达到耗散地震能量的目的；借鉴连梁思想，设计耗能构件；耗能构件本身具有一定的承载能力和刚度，不仅可以传递轴力，起支撑作用，而且当地震发生时，通过其削弱部位的塑性变形可以吸收地震能量，还因其通过高强螺栓连接，可以在震后方便快捷拆卸更换；提高拼装速度，并且能够改善中柱的变形能力，使中柱与侧墙协调变形，达到提高地下框架结构整体抗震能力的效果；柱底节点传力明确、构造简单、高耗能、且具备震损可更换特点。
55.上述实施例仅仅是能够实现本实用新型技术方案的实施方式之一，本实用新型所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。