一种摩擦耗能自复位全装配式节点制造技术

本发明专利技术公开了一种摩擦耗能自复位全装配式节点，包括预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土梁、节点区域柱上加强钢套、节点区域柱上外伸端板、无粘结预应力筋和摩擦材料板；节点区域柱上外伸端板设于节点区域柱上加强钢套两侧，并通过螺栓连接，节点区域柱上外伸端板及摩擦材料板设于预制钢筋混凝土梁端部设置的预制钢筋混凝土梁端部加强钢套内，通过对拉螺杆固定，预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁通过张拉预留孔道中无粘结预应力筋形成整体。本发明专利技术属于土木工程技术领域，可实现震时无损伤、低损伤以及震后自复位，而内置式的梁端耗能装置提高了节点耗散能力，使损伤位置控制于摩擦材料片，同时梁端无外突出板件也满足建筑的美观要求。

A self assembling and reassembling node with friction energy dissipation

The invention discloses a friction energy dissipation self-resetting fully-assembled joint, which comprises a prefabricated reinforced concrete column, a prefabricated reinforced concrete beam, a reinforced steel sleeve on the column of the node area, an extended end plate on the column of the node area, an unbonded prestressed bar and a friction material plate, and an extended end plate on the column of the node area arranged on the column of the node area to strengthen steel. Both sides of the sheath are connected by bolts. Extended end plate and friction material plate on the column of joint area are set in the reinforced steel sheath at the end of prefabricated reinforced concrete beam. By fixing the tension screw, the prefabricated reinforced concrete column and prefabricated reinforced concrete beam are pre-bonded through the pre-tension hole. The force bar forms the whole. The invention belongs to the field of civil engineering technology, which can realize non-damage, low damage and self-reset after earthquake. The built-in beam-end energy dissipation device improves the dissipation capacity of the node, and makes the damage position controlled in the friction material sheet. At the same time, the beam-end plate without external protrusion meets the aesthetic requirements of the building.

【技术实现步骤摘要】
一种摩擦耗能自复位全装配式节点
本专利技术属于土木工程
，具体是指一种摩擦耗能自复位全装配式节点。
技术介绍
装配式钢筋混凝土结构是我国建筑业发展的重要方向，预制钢筋混凝土构件可标准化、批量化生产，成品质量高，能耗低，环境负面影响小，符合绿色建筑要求，具有可持续发展特点。节点对于传递分配内力和维持结构整体工作具有关键性作用，其受力性能优劣将严重影响到整个结构的抗震性能，故装配式钢筋混凝土结构抗震性能的关键之一则在于节点连接形式。传统装配式钢筋混凝土结构节点区域多采用等效现浇连接方式，地震中结构通过塑性变形吸收能量避免倒塌，仍是基于延性的设计理念。采用这种节点连接方式的装配式钢筋混凝土结构，虽能满足现行规范抗震设防要求，但结构上较大的损伤和残余变形会给震后修复带来困难，结构甚至可能由于震后残余变形过大而必须拆除，由此导致的直接或间接损失是巨大的。目前，基于性能的结构抗震设计逐渐成为主流，不仅要求结构在地震中不发生倒塌，且要求设计中充分考虑震后结构性能的可恢复性。因此，研究开发一种新型具有设防地震作用下无损伤或是低损伤，震后可迅速恢复其功能的新型装配式钢筋混凝土梁柱节点，对于推动装配式钢筋混凝土结构的应用和发展，具有重要意义。
技术实现思路
为解决上述现有难题，本专利技术提供了一种具有自复位和摩擦耗能能力的装配式钢筋混凝土结构梁柱节点。本专利技术采取的技术方案如下：本专利技术摩擦耗能自复位全装配式节点包括预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土梁、节点区域柱上加强钢套、节点区域柱上外伸端板、无粘结预应力筋和摩擦材料板；节点区域柱上外伸端板设于节点区域柱上加强钢套两侧，并通过螺栓将两者进行连接，节点区域柱上外伸端板及摩擦材料板均设于预制钢筋混凝土梁端部设置的预制钢筋混凝土梁端部加强钢套内，通过对拉螺杆进行固定，预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁通过张拉预留孔道中无粘结预应力筋形成整体。其中，预制钢筋混凝土梁端设有凹槽并包有钢套。节点区域柱上外伸端板、摩擦材料板和预制钢筋混凝土梁端均开设贯穿螺栓孔，摩擦材料板设于节点区域柱上外伸端板侧面，并随之一同嵌入预制钢筋混凝土梁端凹槽内，再由对拉螺杆将三者连接在一起。进一步地，所述张拉预留孔道为预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁中预留有的特定形状的孔道，张拉预留孔道用于无粘结预应力筋的穿张。进一步地，所述节点区域柱上外伸端板包括两块开有若干螺孔的外伸端板。进一步地，所述预制钢筋混凝土柱在节点区域柱断开，节点区域柱上加强钢套设于预制钢筋混凝土柱的节点区域柱处。节点区域柱上加强钢套用以加强上下柱结合部刚度。进一步地，所述节点区域柱上外伸端板两侧设有铝板、铜板、橡胶板或含钢橡胶板中的一种制成摩擦材料板，摩擦材料板和节点区域柱上外伸端板内设于预制钢筋混凝土梁端部加强钢套内。节点区域柱上加强钢套和预制钢筋混凝土梁端部加强钢套可避免接触面上混凝土破损。进一步地，所述预制钢筋混凝土柱的节点区域柱端和预制钢筋混凝土梁端孔道为曲线形。可使预应力筋张拉后偏离梁的中心，进而可对柱端结合部位上施加一定预压力。预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁中均设有曲线孔道，通过张拉孔道中无粘结预应力筋在梁柱接触面上施加预压力。因此，预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱间接触面仅具备承压能力而无抗拉能力。地震中，当梁端弯矩达到一定程度时，梁柱间则会发生相对转动，梁端上部或下部张开，孔道中无粘结预应力筋地震中一直处于弹性工作状态。结构在地震中会经历较大变形，但结构上不会出现损伤或只会产生很小损伤。梁端剪力和转动刚度由外伸钢端板和摩擦材料板提供，且通过两者间的相对滑移耗散地震能力。震后，预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱预设孔道中的无粘结预应力可使节点恢复到震前状态。进一步地，所述节点区域柱上加强钢套上预设有螺栓，螺栓用于固定节点区域柱上外伸端板，且节点区域柱上加强钢套相应位置处开设有无粘结预应力筋穿过的孔洞一。进一步地，所述摩擦材料板、节点区域柱上外伸端板和预制钢筋混凝土梁端加强钢套上均设有孔洞二，通过穿过孔洞二的对拉螺栓连接，节点区域柱上外伸端板上孔洞二的直径大于摩擦材料板和节点区域柱上外伸端板上孔洞二的直径，以允许外伸端板和摩擦材料板在地震中可相对滑移以实现梁端摩擦耗能。梁端摩擦耗能机制在于节点区域柱上外伸端板和摩擦材料板间相互滑移，节点区域柱上外伸端板上螺栓孔孔径要大于摩擦材料板和预制钢筋混凝土梁端上螺栓孔孔径，节点区域柱上外伸端板和摩擦材料板内嵌于预制钢筋混凝土梁端，不影响建筑美观。作为优选地，所述无粘结预应力筋为预应力钢绞线、预应力钢束丝、FRP筋或CFRP筋中一种。采用上述结构本专利技术取得的有益效果如下：本专利技术提供了一种摩擦耗能自复位全装配式预制钢筋混凝土梁柱节点，施工作业速度快且质量易于保证。预制钢筋混凝土柱在节点区域断开，通过端部偏离中心位置的无粘结预应力筋，对上下柱结合部施加预压力，实现预制钢筋混凝土柱的装配式。梁端耗能机制摒弃以往梁端上下部设置耗能钢筋的形式，而采用内嵌外伸端板和摩擦材料板耗能方式，易于安装且不影响建筑美观，可有效提高结构梁端耗能能力，同时可为结构提供抗剪能力和转动刚度。采用本专利技术节点连接方式的装配式钢筋混凝土结构，具有地震损伤低、震后残余变形小、耗能能力强的特点，可减轻或消除震害，达到震后无需修复或只需轻微修复即可恢复其功能的效果，使装配式钢筋混凝土结构适用于高烈度区一些重要建筑结构。附图说明图1为本专利技术摩擦耗能自复位全装配式节点的结构示意图；图2为图1的A-A剖面放大示意图；图3为图1的B-B剖面放大示意图；图4为本专利技术节点区域柱上一侧外伸端板立体结构示意图；图5为本专利技术节点区域柱上一侧外伸端板左视结构示意图；图6为本专利技术节点区域柱上一侧外伸端板主视结构示意图；图7为布置在柱一侧4块摩擦材料板的立体结构示意图；图8为布置在柱一侧4块摩擦材料板的左视结构示意图；图9为布置在柱一侧4块摩擦材料板的主视结构示意图；图10为节点区域柱上加强钢套立体结构示意图；图11为节点区域柱上加强钢套左视结构示意图；图12为节点区域柱上加强钢套主视结构示意图；图13为预制钢筋混凝土梁端部加强钢套立体结构示意图；图14为预制钢筋混凝土梁端部加强钢套左视结构示意图；图15为预制钢筋混凝土梁端部加强钢套主视结构示意图；图16为预制钢筋混凝土梁端部构造立体结构示意图；图17为预制钢筋混凝土梁端部构造左视结构示意图；图18为预制钢筋混凝土梁端部构造主视结构示意图。图中：1-预制钢筋混凝土柱，2-预制钢筋混凝土梁，3-节点区域柱上加强钢套，4-节点区域柱上外伸端板，5-无粘结预应力筋，6-预制钢筋混凝土梁端部加强钢套，7-对拉螺杆，8-柱上加强钢套上预设螺栓，9-摩擦材料板，10-底板，11-外伸耳板，12-节点区域柱上外伸端板上预应力筋穿过孔洞，13-底板螺栓孔，14-外伸耳板螺栓孔，15-摩擦材料板螺栓孔，16-节点区域柱上加强钢套上预应力筋穿过的孔洞，17-节点区域柱上加强钢套上螺栓杆，18-预制钢筋混凝土梁端部加强钢套螺栓孔，19-竖向槽道，20-预制钢筋混凝土梁预应力孔洞，21-贯穿预制钢筋混凝土梁螺栓孔。具体实施方式下面结合具体实施对本专利的技术方案作进一步详细地说明，本专利技术所述的技术特征或连接关系没有进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摩擦耗能自复位全装配式节点，其特征在于：包括预制钢筋混凝土柱(1)、预制钢筋混凝土梁(2、)节点区域柱上加强钢套(3)、节点区域柱上外伸端板(4)、无粘结预应力筋(5)和摩擦材料板(9)；节点区域柱上外伸端板(4)设于节点区域柱上加强钢套(3)两侧，并通过螺栓(8)将两者进行连接，节点区域柱上外伸端板(4)及摩擦材料板(9)均设于预制钢筋混凝土梁(2)端部设置的预制钢筋混凝土梁端部加强钢套(6)内，通过对拉螺杆(7)进行固定，预制钢筋混凝土柱(1)和预制钢筋混凝土梁(2)通过张拉预留孔道中无粘结预应力筋(5)形成整体。

【技术特征摘要】
1.一种摩擦耗能自复位全装配式节点，其特征在于：包括预制钢筋混凝土柱(1)、预制钢筋混凝土梁(2、)节点区域柱上加强钢套(3)、节点区域柱上外伸端板(4)、无粘结预应力筋(5)和摩擦材料板(9)；节点区域柱上外伸端板(4)设于节点区域柱上加强钢套(3)两侧，并通过螺栓(8)将两者进行连接，节点区域柱上外伸端板(4)及摩擦材料板(9)均设于预制钢筋混凝土梁(2)端部设置的预制钢筋混凝土梁端部加强钢套(6)内，通过对拉螺杆(7)进行固定，预制钢筋混凝土柱(1)和预制钢筋混凝土梁(2)通过张拉预留孔道中无粘结预应力筋(5)形成整体。2.根据权利要求1所述的一种摩擦耗能自复位全装配式节点，其特征在于：所述张拉预留孔道为预制钢筋混凝土柱(1)和预制钢筋混凝土梁(2)中预留有的特定形状的孔道，张拉预留孔道用于无粘结预应力筋(5)的穿张。3.根据权利要求1所述的一种摩擦耗能自复位全装配式节点，其特征在于：所述节点区域柱上外伸端板(4)包括两块开有若干螺孔的外伸端板。4.根据权利要求1所述的一种摩擦耗能自复位全装配式节点，其特征在于：所述预制钢筋混凝土柱(1)在节点区域柱断开，节点区域柱上加强钢套(3)设于预制钢筋混凝土柱(1)的节点区域柱处。5.根据权利要求1所述的一种摩擦耗能自复位全装配式节点，其特征在于：所述节点区域柱上外伸端板...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡波，吕恒林，李宁，韦鑫宇，陈星宇，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32