点焊相连，使得地梁7、地梁端板2和可替换钢盒3的底板34相固定。本实施例中，所述若干第二固接结构6均匀分布于方形的地梁端板2的四个顶角。
[0028]优选的，第一连接杆42的第一螺杆段421的材质为高强度金属材质(M2010.9级或M208.8级)制成，第一钢筋段422为普通钢筋，第一螺杆段421的平头和第一钢筋段422的端部通过对位焊接的方式进行连接，同样的，第二连接杆62的第二螺杆段621的材质为高强度金属材质(M2010.9级或M208.8级)制成，第二钢筋段622为普通钢筋，第二螺杆段621的平头和第二钢筋段622的端部通过对位焊接的方式进行连接。
[0029]本实用新型的具体安装方法及工作原理如下:
[0030](I)将带有放置槽21的地梁端板2与第二连接杆62的第二螺杆段621在地梁端板2的第二开孔处通过点焊的方式连接在一起，保证第二连接杆62与地梁端板2对位精确。将穿过第二连接杆62的地梁端板2置于地梁7钢筋笼中，保证地梁端板2水平，浇筑混凝土形成带有放置槽21的地梁端板2以及第二螺杆段621的地梁7。
[0031]地梁端板2四个角点处第二螺杆段621下端与钢板焊接在一起，锚杆长度相同以保证端板水平，钢板底面与地梁7底面平面平齐。
[0032](2)核心方钢管I内内置U型插筋，保证在地震作用下核心方钢管I上端界面处不会出现混凝土与方钢管上端的方形凸缘13的脱开现象，将核心方钢管I上端开口 11与第一连接杆42在第一安装孔12处通过点焊的方式连接于一体，绑扎上部钢筋笼，浇筑核心方钢管I内部及上柱段混凝土。
[0033]核心方钢管I截面比RC柱5的阶梯结构上部的截面小，第一钢筋段422与第一螺杆段421平头对位焊接，采用四周围焊的方式，保证第一钢筋段422与第一螺杆段421的焊接为等强焊。
[0034](3)将上柱段核心方钢管I放置于地梁端板2的放置槽21内完成上柱段与地梁7对位拼接，将四可替换钢盒3塞入核心方钢管I四周完成可替换钢盒3的对位拼装，拧固第一螺母和第二螺母，完成整个拼装柱的拼接。
[0035]核心方钢管I放置于放置槽21内后在方钢管与地梁7接触部位不设置任何连接措施，保证在地震力作用下核心方钢管I能与地梁端板2可以实现“铰接”的连接方式。此种连接方式可以保证在地震作用下拼装段中部核心方钢管I承担弯矩较小，而大部分地震能量由外部可替换钢盒3承担，实现柱脚位置处结构在地震作用下破坏形态及位置的可控。可替换钢盒3的顶板33和底板34相对较厚以防止发生局部屈曲
[0036]矩形空心盒体31的壁的厚度和纵板32的厚度较薄，受压屈服出现屈曲并耗散大部分地震能量，可以在可替换钢盒3受拉的时候抵抗部分拉力。在纵板32之间设置水平加劲板35以增加纵板32的受压屈服承载力，防止纵板32过早发生受压屈曲。为了进一步提高薄腹板受压屈服能力以致提高整个可替换钢盒3受压屈服能力，可以在纵板32间多设置加劲板35或是在可替换钢盒3侧边设置面板的方式实现。在纵板32之间留有拧固第一螺母和第二螺母的施工空间，方便可替换钢盒3的拧固及更换。
[0037](4)可替换钢盒3在地震力作用下，出现屈曲破坏的形态，吸收大部分地震能量，此时中间核心方钢管I混凝土仍处于弹性阶段或有轻微圧曲，并未出现大的塑性变形。经历中度或强烈地震作用后，将柱子复位，松开第一螺母和第二螺母，将损坏的外围可替换钢盒3拆下，安装替换为完好的可替换钢盒3，重新紧固高强螺栓，从而实现了结构的震后快速修复。同时为了保证替换后结构能力与震前相当，可以替换上更强的可替换钢盒3。
[0038]小震时，核心方钢管I和外围可替换钢盒3共同作用，提供结构抗侧刚度，减小层间位移，核心方钢管I和外围可替换钢盒3均处于弹性状态，满足规范“小震不坏”的第一水准设防目标；
[0039]中震时，核心方钢管I外围的可替换钢盒3产生较大变形，吸收大部分地震能量，控制结构层间位移，核心方钢管I仍处于弹性状态，满足规范“中震可修”的第二水准设防目标；
[0040]大震时，结构层间位移过大，外围可替换钢盒3产生剧烈变形直至损坏，变形以及能量耗散主要集中在外围可替换钢盒3部位，使得核心方钢管I部分得到保护，保证结构不发生倒塌，满足规范“大震不倒”的第三水准设防目标。
[0041]以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。
【主权项】
1.震损可更换组合柱结构，其特征在于:包括:一核心方钢管、一地梁端板和四可替换钢盒，核心方钢管设于地梁端板上，其下端封闭，其上端通过若干第一固接结构固接RC柱且开设一容纳RC柱下端的开口，地梁端板通过若干第二固接结构固设于地梁上，四可替换钢盒分别可拆卸的设置于核心方钢管的四壁以围绕该核心方钢管，每一可替换钢盒包括一矩形空心盒体、若干与矩形空心盒体等高的纵板、一连接纵板上端和矩形空心盒体上端的顶板、一连接纵板下端和矩形空心盒体下端的底板和至少一平行设于顶板和底板之间的加劲板。2.如权利要求1所述的震损可更换组合柱结构，其特征在于:所述第一固接结构包括一第一螺母和一第一连接杆，该第一连接杆包括一适配第一螺母的第一螺杆段和一第一钢筋段，第一钢筋段埋入RC柱内，第一螺杆段伸出RC柱的下端，所述核心方钢管上端设有供第一螺杆段穿过的第一安装孔。3.如权利要求2所述的震损可更换组合柱结构，其特征在于:所述第一螺杆段与所述第一安装孔通过点焊相连。4.如权利要求3所述的震损可更换组合柱结构，其特征在于:所述顶板上设有适配所述第一螺杆段的第一 U型孔，第一螺杆段依次穿过第一安装孔和第一 U型孔后与第一螺母适配，使得RC柱、核心方钢管的上端和可替换钢盒的顶板相固定。5.如权利要求1所述的震损可更换组合柱结构，其特征在于:所述第二固接结构包括一第二螺母和一第二连接杆，该第二连接杆包括一适配第二螺母的第二螺杆段和一第二钢筋段，第二钢筋段埋入地梁内，第二螺杆段伸出地梁的上表面，所述地梁端板设有供第二螺杆段穿过的第二安装孔。6.如权利要求5所述的震损可更换组合柱结构，其特征在于:所述第二螺杆段与所述第二安装孔通过点焊相连。7.如权利要求6所述的震损可更换组合柱结构，其特征在于:所述底板上设有适配所述第二螺杆段的第二 U型孔，第二螺杆段依次穿过第二安装孔和第二 U型孔后与第二螺母适配，使得地梁、地梁端板和可替换钢盒的底板相固定。8.如权利要求1所述的震损可更换组合柱结构，其特征在于:所述地梁端板上设有一适配核心方钢管下端的放置槽。9.如权利要求1所述的震损可更换组合柱结构，其特征在于:所述可替换钢盒的顶板和底板的厚度大于纵板和加劲板的厚度以及矩形空心盒体的壁厚。
【专利摘要】本实用新型公开了一种震损可更换组合柱结构，包括：一核心方钢管、一地梁端板和四可替换钢盒，核心方钢管设于地梁端板上，其下端封闭，其上端通过若干第一固接结构固接RC柱且开设一容纳RC柱下端的开口，地梁端板通过第二固接结构固设于地梁上，四可替换钢盒分别可拆卸的设置于核心方钢管的四壁以围绕该核心方钢管，震后此种构造能够只在外围可替换钢盒部位出现屈曲破坏，而在核心方钢管部位只出现轻微的破坏或不出现破坏，在保证竖向承载能力的前提下实现损伤部位的可控性，抗震性能优良，并且震后将柱子复位，将可替换钢盒拆下，安装替换为完好的钢盒以实现了结构的震后快速修。
【IPC分类】E04B1/98, E04B1/58, E04C3/32
【公开号】CN204676776
【申请号】CN201520268958
【发明人】郭子雄, 刘阳, 贾磊鹏, 陈庆猛, 连世洪, 杨金芳
【申请人】华侨大学, 厦门特房建设工程集团有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年4月29日