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本发明涉及建筑结构中的连接节点，具体是一种用于管桩桩头与承台连接的变刚度耗能型节点，包括设于承台和管桩桩头之间的两组结构相同的圆碟形弹簧结构，罩设于两组圆碟形弹簧结构外侧的柔性外封装壳体，浇筑于管桩桩头处的混凝土扩大头，若干承台连接锚栓以及若干桩头连接锚栓。该节点在受到外部较大弯矩、剪力或轴力作用时，其弹簧结构在提供一定抗力的同时可产生适当的弹性转角或弹性变形，可消耗地震能量，承台连接锚栓和桩头连接锚栓与两组圆碟形弹簧结构相配合可提供受到静载或动载作用时所需要的抗压、抗拉、抗弯及抗剪的承载力，在外部作用消失后，节点可实现弹性复位，不必修复仍可使用。

1.  用于管桩桩头与承台连接的变刚度耗能型节点，其特征在于，包括设于承台（1）和管桩（2）桩头之间的两组结构相同的圆碟形弹簧结构，安装于上面一组圆碟形弹簧结构与承台（1）之间的上钢板（10），安装于下面一组圆碟形弹簧结构与管桩（2）桩头之间的下钢板（11），罩设于上钢板（10）和下钢板（11）外侧的柔性外封装壳体（9），浇筑于管桩（2）桩头处的混凝土扩大头（5），若干承台连接锚栓（6）以及若干桩头连接锚栓（7），
每组圆碟形弹簧结构均是由若干圆盘状碟形弹簧片相互叠加在一起的上蝶形弹簧片组（3）和下碟形弹簧片组（4）构成的，所述上蝶形弹簧片组（3）和下碟形弹簧片组（4）对合设置；
每个承台连接锚栓（6）的一端由下至上依次穿过两组圆碟形弹簧结构边缘处圆孔、上钢板（10）连接于承台（1）内，每个承台连接锚栓（6）的另一端均通过螺帽和垫片止位于下面一组圆碟形弹簧结构的下碟形弹簧片组（4）凸面边缘；
每个桩头连接锚栓（7）的一端由上至下依次穿过两组圆碟形弹簧结构边缘处圆孔、下钢板（11）连接于混凝土扩大头（5）内，每个桩头连接锚栓（7）的另一端均通过螺帽和垫片止位于上面一组圆碟形弹簧结构的上蝶形弹簧片组（3）凸面边缘。

2.  根据权利要求1所述的用于管桩桩头与承台连接的变刚度耗能型节点，其特征在于，两组圆碟形弹簧结构的轴线与管桩（2）的轴线位于同一直线上。

3.  根据权利要求2所述的用于管桩桩头与承台连接的变刚度耗能型节点，其特征在于，承台连接锚栓（6）与桩头连接锚栓（7）成均布间隔设置且位于同一圆周上。

4.  根据权利要求1或2或3所述的用于管桩桩头与承台连接的变刚度耗能型节点，其特征在于，对合设置的上蝶形弹簧片组（3）和下碟形弹簧片组（4）之间填充有耗能橡胶材料（8）。

5.  根据权利要求4所述的用于管桩桩头与承台连接的变刚度耗能型节点，其特征在于，柔性外封装壳体（9）内部结构空隙内填充有防腐黄油。

用于管桩桩头与承台连接的变刚度耗能型节点
技术领域
    本发明涉及建筑结构中的连接节点，具体是一种用于管桩桩头与承台连接的变刚度耗能型节点。
背景技术
我国是一个地震多发的国家，高烈度（大于8度）地震区分布广泛，预应力混凝土管桩基础作为桩基础的重要形式之一，若要在高烈度地震区得以推广应用，必然要涉及管桩基础的抗震设计和施工。受力分析表明，强烈地震作用时，预应力管桩与承台的连接节点区域同时受到最大的弯矩、剪力和轴力的组合作用，内部应力情况十分复杂，其抗震承载性能对于整个结构的抗震安全性极其重要。然而，由于PHC 管桩的空心截面的特点，其桩身在抗剪、抗弯刚度及承载力等方面均明显弱于等尺寸的实体桩型，特别是其抵抗水平荷载的能力先天不足，限制了其在高烈度抗震设防地区的推广应用。我国现行的《建筑抗震设计规范》GB50011-2010以及有关抗震结构方面的专著详尽地论述了上述结构的抗震设计与验算方法，却未深入讨论桩基的抗震设计，更没有针对管桩基础抗震问题的有关论述。目前工程实践中对管桩桩头与钢筋混凝土承台的连接部位往往仅按构造要求进行设计，事实上对该节点区域的抗震承载性能并不十分清楚。
已有文献研究表明，强烈地震作用时，管桩桩头与钢筋混凝土承台的连接部位是潜在的塑性铰位置。震害表明该节点很难保持弹性,往往会出现较大的节点转动，导致节点处混凝土开裂或压碎破坏，锚固钢筋屈服，并且在震后难以检测和修复。现行国家标准图集《预应力混凝土管桩图集》10G409中提出的管桩（截桩或不截桩）桩头与承台的两种连接节点构造措施，一种是桩头浅埋并设置锚固钢筋的普通型节点（适用于水平力较小时），另一种是在前者的基础上将桩头截面扩大后形成的加强型节点（适用于水平力较大时）。一般认为前者属于铰接连接节点，后者属于刚接连接节点，但事实上前者也可提供一定的抵抗弯矩，后者也可发生一定程度的转角，在强烈地震作用下，两种节点都是靠自身材料的破坏(如混凝土开裂压碎、钢筋屈服）为代价来消耗地震能量的，由于桩头与承台的连接节点被埋在地面以下的土体内，故对上述节点的破坏情况极难检测和修复。
发明内容
本发明为了解决目前管桩桩头与承台之间的连接节点在强烈地震作用下发生破坏并难以修复的问题，提供了这一种用于管桩桩头与承台连接的变刚度耗能型节点。
本发明是通过以下技术方案实现的：包括设于承台和管桩桩头之间的两组结构相同的圆碟形弹簧结构，安装于上面一组圆碟形弹簧结构与承台之间的上钢板，安装于下面一组圆碟形弹簧结构与管桩桩头之间的下钢板，罩设于上钢板和下钢板外侧的柔性外封装壳体，浇筑于管桩桩头处的混凝土扩大头，若干承台连接锚栓以及若干桩头连接锚栓，
每组圆碟形弹簧结构均是由若干圆盘状碟形弹簧片相互叠加在一起的上蝶形弹簧片组和下碟形弹簧片组构成的，所述上蝶形弹簧片组和下碟形弹簧片组对合设置；
每个承台连接锚栓的一端由下至上依次穿过两组圆碟形弹簧结构边缘处圆孔、上钢板连接于承台内，每个承台连接锚栓的另一端均通过螺帽和垫片止位于下面一组圆碟形弹簧结构的下碟形弹簧片组凸面边缘；
每个桩头连接锚栓的一端由上至下依次穿过两组圆碟形弹簧结构边缘处圆孔、下钢板连接于混凝土扩大头内，每个桩头连接锚栓的另一端均通过螺帽和垫片止位于上面一组圆碟形弹簧结构的上蝶形弹簧片组凸面边缘。
基于背景技术中一系列的研究论述，既然在强烈地震作用下，管桩桩头与承台的连接节点形成塑性铰是不可回避的，那么不如在该节点处设置人工塑性铰结构，即本发明所述用于管桩桩头与承台连接的变刚度耗能型节点。这种节点不同于国家标准图集中提出的普通型节点和加强型节点的破坏形式，该节点在受到外部较大弯矩、剪力或轴力作用时，其弹簧结构在提供一定抗力的同时可产生适当的弹性转角或弹性变形，可消耗地震能量，承台连接锚栓和桩头连接锚栓与两组圆碟形弹簧结构相配合可提供受到静载或动载作用时所需要的抗压、抗拉、抗弯及抗剪的承载力，在外部作用消失后，节点可实现弹性复位，不必修复仍可使用。
附图说明
图1为本发明所述用于管桩桩头与承台连接的变刚度耗能型节点的其中一结构示意图。
图2为本发明的另一结构示意图。
图3为承台连接锚栓和桩头连接锚栓在上面一组圆碟形弹簧结构上的排布设置图。
图4为承台连接锚栓和桩头连接锚栓在下面一组圆碟形弹簧结构上的排布设置图。
图中：1-承台，2-管桩，3-上蝶形弹簧片组，4-下碟形弹簧片组，5-混凝土扩大头，6-承台连接锚栓，7-桩头连接锚栓，8-耗能橡胶材料，9-柔性外封装壳体，10-上钢板，11-下钢板。
具体实施方式
用于管桩桩头与承台连接的变刚度耗能型节点，包括设于承台1和管桩2桩头之间的两组结构相同的圆碟形弹簧结构，安装于上面一组圆碟形弹簧结构与承台1之间的上钢板10，安装于下面一组圆碟形弹簧结构与管桩2桩头之间的下钢板11，罩设于上钢板10和下钢板11外侧的柔性外封装壳体9，浇筑于管桩2桩头处的混凝土扩大头5，若干承台连接锚栓6以及若干桩头连接锚栓7，
每组圆碟形弹簧结构均是由若干圆盘状碟形弹簧片相互叠加在一起的上蝶形弹簧片组3和下碟形弹簧片组4构成的，所述上蝶形弹簧片组3和下碟形弹簧片组4对合设置；
每个承台连接锚栓6的一端由下至上依次穿过两组圆碟形弹簧结构边缘处圆孔、上钢板10连接于承台1内，每个承台连接锚栓6的另一端均通过螺帽和垫片止位于下面一组圆碟形弹簧结构的下碟形弹簧片组4凸面边缘；
每个桩头连接锚栓7的一端由上至下依次穿过两组圆碟形弹簧结构边缘处圆孔、下钢板11连接于混凝土扩大头5内，每个桩头连接锚栓7的另一端均通过螺帽和垫片止位于上面一组圆碟形弹簧结构的上蝶形弹簧片组3凸面边缘。
    具体实施时，两组圆碟形弹簧结构的轴线与管桩2的轴线位于同一直线上。
参见图2和图3，承台连接锚栓6与桩头连接锚栓7成均布间隔设置且位于同一圆周上。锚栓被埋置一定深度，此设置能够保证足够的锚固力。
参见图1，对合设置的上蝶形弹簧片组3和下碟形弹簧片组4之间填充有耗能橡胶材料8。耗能橡胶材料8（阻尼材料）的作用与组圆碟形弹簧结构相配合可进一步消耗地震能量，地震作用后快速实现弹性复位，不需对节点进行修复，仍可保证继续安全使用。
柔性外封装壳体9内部结构空隙内填充有防腐黄油，实现节点防腐。