预制装配式钢管约束耗能连接节点及施工方法技术

本发明专利技术提供一种预制装配式钢管约束耗能连接节点，该钢管约束耗能连接节点包括核心区预埋钢组件、四块与所述核心区预埋钢组件相匹配的开孔外钢板以及若干块梁端边腹板；四块所述开孔外钢板围设在所述核心区预埋钢组件的外侧形成外钢管；在外钢管内浇筑钢纤维自密实混凝土形成钢纤维自密实混凝土核心区；所述梁端边腹板设置在所述核心区预埋钢组件的上下翼缘之间；每所述上下翼缘与预制梁均通过一现浇钢纤维自密实混凝土连接段相连接。本发明专利技术优点：可以提高节点核心区混凝土的强度和延性，实现“强节点，弱构件”的抗震设计概念；可更好的发挥梁端塑性铰的耗能能力，延缓塑性铰刚度退化速率，并提高梁端的抗剪能力，实现梁端塑性铰外移等。

【技术实现步骤摘要】
预制装配式钢管约束耗能连接节点及施工方法
本专利技术涉及一种装配式钢筋混凝土框架连接节点，特别涉及一种预制装配式钢管约束耗能连接节点及施工方法。
技术介绍
在“十三五”期间，我国将以发展绿色建筑、智能建筑为方向，以建筑产业现代化为重点，大力调整建筑产业结构，综合运用各项政策措施，加快推进建筑产业现代化，推动建筑业转型升级。装配式钢筋混凝土结构有利于提高生产效率、节约能源、发展绿色环保建筑，并且有利于提高和保证建筑工程质量，具有广泛的运用前景。结构连接方式及抗震能力是装配式钢筋混凝土结构推广过程中的关键技术，我国目前装配式钢筋混凝土框架结构多采用后浇整体式节点以达到等同现浇的目的。但是，现有的装配式钢筋混凝土框架结构存在有以下缺陷：1、装配式预制构件中梁柱节点核心区钢筋密集，混凝土浇筑难度大，混凝土密实性难以保证，箍筋也难以绑扎到位；2、装配式预制构件连接节点抗震性能差，节点核心区的延性不够；3、装配式框架结构的梁端塑性铰的耗能能力较差。为了进一步提高预制装配式混凝土框架结构在地震区的适用范围，减小结构的变形和损伤，因此提供一种受力性能更优良且方便施工的连接方式是急需解决的问题，也是当前研究的热点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一，在于提供一种预制装配式钢管约束耗能连接节点，通过该连接节点来提高核心区混凝土的强度和延性，实现“强节点，弱构件”的抗震设计概念，并可提高梁端的抗剪能力，实现塑性铰外移。本专利技术是这样实现技术问题之一的：预制装配式钢管约束耗能连接节点，所述钢管约束耗能连接节点包括一核心区预埋钢组件、四块与所述核心区预埋钢组件相匹配的开孔外钢板以及若干块梁端边腹板；所述核心区预埋钢组件包括一预埋外伸上翼缘、一预埋外伸下翼缘、一上套筒箍筋、一下套筒箍筋、至少两块预埋外伸腹板以及若干根预埋钢套筒；所述预埋外伸上翼缘和预埋外伸下翼缘在中间相同的位置均预留有一大圆孔；若干所述预埋钢套筒的下端竖向围设在所述下套筒箍筋的内侧形成一矩形核心区；所述预埋外伸下翼缘套设在所述预埋钢套筒的下部，且使该预埋外伸下翼缘位于所述下套筒箍筋的上端；每所述预埋外伸腹板的一端均预埋在所述矩形核心区内部，另一端均沿梁端方向延伸出矩形核心区的外侧；所述预埋外伸上翼缘套设在所述预埋钢套筒的上部，且使所述预埋外伸上翼缘抵接于所述预埋外伸腹板的上端；所述上套筒箍筋套设在所述预埋钢套筒上并位于所述预埋外伸上翼缘的上端；四块所述开孔外钢板围设在所述矩形核心区的外侧形成一外钢管，在所述外钢管内浇筑钢纤维自密实混凝土形成钢纤维自密实混凝土核心区，该钢纤维自密实混凝土核心区的中部预留有一注浆孔；所述梁端边腹板设置在所述预埋外伸上翼缘和预埋外伸下翼缘的上下翼缘之间；每所述上下翼缘与预制梁均通过一现浇钢纤维自密实混凝土连接段相连接。进一步地，在所述钢管约束耗能连接节点为角节点或边节点时，所述预埋外伸上翼缘在角节点或边节点所对应的边上向下设有一上翼缘锚固板，所述预埋外伸下翼缘在角节点或边节点所对应的边上向上设有一下翼缘锚固板，且所述上翼缘锚固板和下翼缘锚固板均预埋在所述矩形核心区内部。进一步地，所述预埋钢套筒的高度等于所述开孔外钢板的高度，且当所述上下翼缘需要穿过钢筋时，所述上下翼缘上均开设有用于插设预埋钢套筒的套筒插孔。进一步地，每所述开孔外钢板的内侧均设置有锚固肋。进一步地，每所述上下翼缘之间均设置有一块所述梁端边腹板或者两块所述梁端边腹板，且所述梁端边腹板的长度大于上下翼缘的长度。进一步地，所述梁端边腹板上开设有若干个圆孔。进一步地，所述上下翼缘与梁端边腹板上均设置有若干个剪力键。进一步地，所述上翼缘上开设有若干个混凝土浇筑排气孔。进一步地，所述预埋外伸腹板包括一外伸板以及一锚固板；所述锚固板预埋在所述矩形核心区内部；所述外伸板插在相邻所述预埋钢套筒之间的间隙中，且该外伸板的一端与所述锚固板固定连接，另一端沿梁端方向向外延伸出所述矩形核心区的外侧。本专利技术要解决的技术问题之二，在于提供一种预制装配式钢管约束耗能连接节点的施工方法。本专利技术是这样实现技术问题之二的：预制装配式钢管约束耗能连接节点的施工方法，所述方法包括如下步骤：步骤1、制作钢管约束耗能连接节点的核心区预埋钢组件：首先，将预埋钢套筒立于下套筒箍筋的内侧，并将下套筒箍筋内侧与预埋钢套筒下端接触的部位焊接在一起；同时，将预埋外伸下翼缘套入预埋钢套筒的下部，并使预埋外伸下翼缘位于下套筒箍筋的上端；然后，将预埋外伸腹板插入相邻预埋钢套筒之间的空隙中；将预埋外伸上翼缘套入预埋钢套筒，并使预埋外伸上翼缘抵接在预埋外伸腹板的上端；同时，将上套筒箍筋套到预埋钢套筒上并位于预埋外伸上翼缘的上端形成一矩形核心区；最后，将上套筒箍筋与预埋钢套筒接触的部位焊接在一起；将预埋外伸腹板与预埋外伸下翼缘和预埋外伸上翼缘在矩形核心区内的接触部位焊接在一起，在矩形核心区外的接触部位暂不焊接；如果钢管约束耗能连接节点为角节点或边节点，则将角节点或边节点所对应的边的上翼缘锚固板和下翼缘锚固板预埋在矩形核心区内部；步骤2、将四块开孔外钢板围设在矩形核心区的外侧，并将相邻开孔外钢板的接触端焊接在一起形成一外钢管；同时，将延伸出外钢管外侧的预埋外伸腹板与上下翼缘相接触的部位焊接在一起；步骤3、先在上下翼缘之间焊接上梁端边腹板，且如果在预制梁上不设腰筋，则在上下翼缘之间焊接一块梁端边腹板即可，如果在预制梁上设有腰筋，则在上下翼缘之间焊接两块梁端边腹板；然后在矩形核心区中预埋一根PVC管，并在矩形核心区内浇筑钢纤维自密实混凝土，待钢纤维自密实混凝土终凝后抽出PVC管，从而形成钢管约束耗能连接节点；步骤4、将预制下柱的下柱钢筋从钢管约束耗能连接节点的预埋钢套筒穿过，并在钢管约束耗能连接节点的底部与预制下柱的顶部之间预留一定的高度作为注浆连接层；用钢模板将注浆连接层的四周封住，并通过注浆孔往内部注浆，使下柱钢筋与钢管约束耗能连接节点的矩形核心区形成整体；步骤5、若预制梁上设有腰筋，则将预制梁的外伸钢筋与钢管约束耗能连接节点的上下翼缘和梁端边腹板分别进行焊接；若预制梁不设腰筋，则不执行该步骤5；步骤6、在钢管约束耗能连接节点与预制梁的连接部位浇筑自密实钢纤维混凝土连接段，浇筑完自密实钢纤维混凝土连接段后，浇筑叠合梁板；在完成叠合梁板的浇筑后，将预制上柱的钢筋灌浆套筒套入穿过钢管约束耗能连接节点的下柱钢筋中，并往预制上柱内注浆。本专利技术有益效果如下：1、在本专利技术装配式钢管约束耗能连接节点中，外钢管为核心区钢纤维自密实混凝土提供了侧向约束，提高了核心区混凝土的强度和延性，实现了“强节点，弱构件”的抗震设计概念；同时，在钢管约束耗能连接节点的核心区可以不设箍筋，克服了传统梁柱节点核心区箍筋密集，施工困难的难题；2、在预制梁与钢管约束耗能连接节点的连接部位采用现浇钢纤维自密实混凝土，利用钢纤维自密实混凝土良好的延性来提高梁端塑性铰的耗能能力，以及其良好的流动性来解决梁端外伸钢组件处混凝土振捣不到位的问题，即可更好的发挥梁端塑性铰的耗能能力，延缓塑性铰刚度退化速率；3、钢管约束耗能连接节点的核心区预埋外伸钢组件，可以提高梁端的抗剪能力，实现塑性铰外移，减少了塑性铰对节点核心区造成不利的影响；4、在施工层面上，预制梁的腰筋可以通过节点核心区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：所述钢管约束耗能连接节点包括一核心区预埋钢组件、四块与所述核心区预埋钢组件相匹配的开孔外钢板以及若干块梁端边腹板；所述核心区预埋钢组件包括一预埋外伸上翼缘、一预埋外伸下翼缘、一上套筒箍筋、一下套筒箍筋、至少两块预埋外伸腹板以及若干根预埋钢套筒；所述预埋外伸上翼缘和预埋外伸下翼缘在中间相同的位置均预留有一大圆孔；若干所述预埋钢套筒的下端竖向围设在所述下套筒箍筋的内侧形成一矩形核心区；所述预埋外伸下翼缘套设在所述预埋钢套筒的下部，且使该预埋外伸下翼缘位于所述下套筒箍筋的上端；每所述预埋外伸腹板的一端均预埋在所述矩形核心区内部，另一端均沿梁端方向延伸出矩形核心区的外侧；所述预埋外伸上翼缘套设在所述预埋钢套筒的上部，且使所述预埋外伸上翼缘抵接于所述预埋外伸腹板的上端；所述上套筒箍筋套设在所述预埋钢套筒上并位于所述预埋外伸上翼缘的上端；四块所述开孔外钢板围设在所述矩形核心区的外侧形成一外钢管，在所述外钢管内浇筑钢纤维自密实混凝土形成钢纤维自密实混凝土核心区，该钢纤维自密实混凝土核心区的中部预留有一注浆孔；所述梁端边腹板设置在所述预埋外伸上翼缘和预埋外伸下翼缘的上下翼缘之间；每所述上下翼缘与预制梁均通过一现浇钢纤维自密实混凝土连接段相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：所述钢管约束耗能连接节点包括一核心区预埋钢组件、四块与所述核心区预埋钢组件相匹配的开孔外钢板以及若干块梁端边腹板；所述核心区预埋钢组件包括一预埋外伸上翼缘、一预埋外伸下翼缘、一上套筒箍筋、一下套筒箍筋、至少两块预埋外伸腹板以及若干根预埋钢套筒；所述预埋外伸上翼缘和预埋外伸下翼缘在中间相同的位置均预留有一大圆孔；若干所述预埋钢套筒的下端竖向围设在所述下套筒箍筋的内侧形成一矩形核心区；所述预埋外伸下翼缘套设在所述预埋钢套筒的下部，且使该预埋外伸下翼缘位于所述下套筒箍筋的上端；每所述预埋外伸腹板的一端均预埋在所述矩形核心区内部，另一端均沿梁端方向延伸出矩形核心区的外侧；所述预埋外伸上翼缘套设在所述预埋钢套筒的上部，且使所述预埋外伸上翼缘抵接于所述预埋外伸腹板的上端；所述上套筒箍筋套设在所述预埋钢套筒上并位于所述预埋外伸上翼缘的上端；四块所述开孔外钢板围设在所述矩形核心区的外侧形成一外钢管，在所述外钢管内浇筑钢纤维自密实混凝土形成钢纤维自密实混凝土核心区，该钢纤维自密实混凝土核心区的中部预留有一注浆孔；所述梁端边腹板设置在所述预埋外伸上翼缘和预埋外伸下翼缘的上下翼缘之间；每所述上下翼缘与预制梁均通过一现浇钢纤维自密实混凝土连接段相连接；在所述钢管约束耗能连接节点为角节点或边节点时，所述预埋外伸上翼缘在角节点或边节点所对应的边上向下设有一上翼缘锚固板，所述预埋外伸下翼缘在角节点或边节点所对应的边上向上设有一下翼缘锚固板，且所述上翼缘锚固板和下翼缘锚固板均预埋在所述矩形核心区内部。2.根据权利要求1所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：所述预埋钢套筒的高度等于所述开孔外钢板的高度，且当所述上下翼缘需要穿过钢筋时，所述上下翼缘上均开设有用于插设预埋钢套筒的套筒插孔。3.根据权利要求2所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：每所述开孔外钢板的内侧均设置有锚固肋。4.根据权利要求2所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：每所述上下翼缘之间均设置有一块所述梁端边腹板或者两块所述梁端边腹板，且所述梁端边腹板的长度大于上下翼缘的长度。5.根据权利要求2所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：所述梁端边腹板上开设有若干个圆孔。6.根据权利要求2所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：所述上下翼缘与梁端边腹板上均设置有若干个剪力键。7.根据权利要求2所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：所述上翼缘上开设有若干个混凝土浇筑排气孔。8.根据权利要求2所述的预制装配式钢管约...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄金平，邱豪，张铮，蔡雪峰，杨尊煌，张三鹏，谈夏维，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建;35