装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件制造技术

本实用新型专利技术提出了一种装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件，所述的装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件设置在装配式混凝土框架结构梁柱连接的梁端上侧和/或下侧，包括一块或多块并排布置的耗能核心钢板(1)、位于耗能核心钢板(1)一端且预制阶段预埋在柱混凝土相应位置的柱内锚固块(2)、位于耗能核心钢板(1)另一端且预制阶段预埋在梁端混凝土相应位置的梁内锚固块(3)及包围耗能核心钢板(1)的约束体系(4)；耗能核心钢板(1)与柱内锚固块(2)及梁内锚固块(3)之间通过可靠连接构成一个连续的传力组件。可更换耗能连接组件的应用符合建筑工业化发展要求，具有可批量生产、快速装配施工的优点，同时使结构的震后修复难度大大降低。

Replaceable energy dissipation connecting component for beam column connection of assembled concrete frame

The utility model provides a prefabricated concrete frame beam column connection replaceable energy connection components, the replacement of energy connected components connected in precast concrete frame structure beam column beam upper and / or lower precast concrete frame beam column connection, energy consumption includes one or more core plate a side-by-side arrangement (1), located in the core of energy plate (1) and one end stage embedded in the corresponding position of precast concrete column column anchor block (2), located in the core of energy plate (1) and the other end of the prefabricated stage embedded in the corresponding position of Liang Duanhun concrete beam anchorage block (3) and surrounded by the core plate (1) of the energy constraint system (4); energy core plate (1) and the column anchor block (2) and the beam anchor block (3) through a reliable connection form a continuous power transmission assembly. The application of replaceable energy dissipation connecting components meets the requirements of industrialization development of buildings, and has the advantages of mass production and rapid assembly construction, and greatly reduces the difficulty of post earthquake rehabilitation.

【技术实现步骤摘要】
装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件
本技术属于建筑工程领域，涉及装配式混凝土框架结构，具体为一种应用于装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件。
技术介绍
近几十年来，装配式混凝土结构以其工业化生产和装配式施工的特点，越来越得到工程师的青睐，在世界范围内被广泛地应用并得到了迅猛的发展。伴随着基于性能的抗震设计理论研究的深入，人们对结构震后可修复的要求越来越高，高延性耗能元件的研究与应用受到了越来越多的关注，在美国、新西兰、日本等国家和地区，在装配式结构中加入延性耗能元件的做法已经日趋成熟，在结构体系中采用装配技术和耗能减震技术已经成为建筑行业未来发展的趋势之一。连接是装配式混凝土框架安装和受力的关键。在水平力作用下，连接处产生较大的弯矩，容易在反复作用下屈服。针对这一特性，在装配式结构中使用合适的延性耗能装置，可以诱导结构的损伤机制，使结构发挥优越的抗震性能。屈曲约束支撑(BRB)是一种通过外部约束部件约束支撑核心板并限制其受压屈曲的轴向受力构件，在强烈地震作用下能充分发挥核心板在循环拉压作用下的滞回性能，达到耗散地震能量的目的。屈曲约束支撑(BRB)通常布置在框架节点对角线之间，构件尺寸较大，对框架结构空间利用有一定的不利影响。也有设置在靠近梁柱节点外部的隅撑，相较于屈曲约束支撑(BRB)节省了结构空间，但对结构美观与空间利用仍有不利影响。强烈地震发生后，结构的屈服部位会发生较大损伤。已发生损伤的工程结构，承受荷载和作用的能力减弱，受力性能劣化，结构的安全度降低。在将来可能发生的地震作用下，更有可能由于已损伤部位的加速失效而造成结构丧失整体性，严重的可能发生倒塌，造成人民生命和财产的巨大损失。但若结构能通过快速的修复恢复其承载能力和受力性能，则对灾后恢复和重建工作都能起到至关重要的有益作用。针对上述问题，本技术提出一种应用于装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件，是一种安装在装配式混凝土框架结构梁端的梁柱连接组件，用于承受并传递地震作用下由框架梁端弯矩引起的上侧和/或下侧边缘的反复轴力；由承受轴向荷载的耗能核心钢板、约束体系及其两端分别预埋在预制梁、柱相应位置的锚固块组成，在形式上类似于小型的屈曲约束支撑(BRB)，耗能核心钢板在受压时受到约束体系的约束，而约束体系被预埋螺栓固定在梁端混凝土内，即使耗能核心钢板受压屈服时也不会发生大幅值的屈曲。小震时，布置在梁端上侧和/或下侧的耗能核心钢板保持弹性，为梁柱连接提供抗弯刚度；中震或大震时，耗能核心钢板发生受拉或受压屈服并利用滞回特性耗散地震能量，减小结构的动力响应，损伤仅集中在耗能核心钢板上，而结构的其余部分保持弹性。地震发生后，通过解除耗能核心钢板与锚固块之间的连接和耗能核心钢板周围的约束，取出损伤后的耗能核心钢板并重新安装新的耗能核心钢板，达到修复结构的目的。本技术的特点是耗能核心钢板可以发挥稳定的延性耗能能力，损伤仅集中在耗能核心钢板上，且强震后能够很方便地对损伤的耗能核心钢板实现更换，从而快速恢复结构功能。
技术实现思路
技术问题：针对以上技术问题，本技术提供一种应用于装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件，以同时满足快速施工、结构美观、消能减震与震后易修复要求。技术方案：本技术所针对的技术问题如下：1)连接节点的构造是装配式混凝土框架结构抗震能力发挥的关键。装配式混凝土结构的构件一般在节点处接合，使得连接的性能在装配式混凝土结构中显得尤为重要。连接节点处是构件间内力传递的必经渠道，在强烈地震作用下，梁柱节点连接所承担的内力较大从而较易发生塑性变形。框架结构往往利用梁端的塑性变形能力耗散地震能量，现浇或等同现浇的装配整体式框架结构在塑性变形较大时，会发生受压混凝土崩碎、受压钢筋鼓曲等现象，表现为滞回曲线的承载能力显著降低，限制了塑性铰的转动能力。2)节点的连接施工是装配式混凝土框架结构安装的关键问题。装配式混凝土框架结构中，预制构件在工厂制作，可以通过大量的机器生产提高劳动生产率，而现场的连接施工仍需依赖较多的人工操作来完成。节点连接的工艺是否便于操作，是否适应工业化的安装方式和快捷的安装流程，是影响工业化建筑生产效率的关键。3)利用装配式混凝土框架结构施工工艺的特点，采用优质的耗能连接，是保证装配式混凝土框架结构抗震性能的关键。现浇施工工艺下，节点、连接和构件一体化成型，节点附近的钢筋和混凝土都是连续的，使得构件和节点具有相关的承载性能，而由于节点受力更加复杂，要实现强节点弱构件需采取较严格的构造要求。装配式混凝土框架结构中，节点处的连接滞后于构件的制作完成，这使得工程师有条件在连接处采取特殊的构造，采用优质的耗能连接，从而充分发挥这种结构的抗震性能，保证其抗震能力。4)损伤构件易更换是保证结构性能易修复的关键。当前，结构性能易修复是工程结构抗震的最新要求。耗能连接通过材料的塑性滞回来耗散地震能量，而塑性的发展和累积同时带来损伤的逐步加剧。为了保证经历地震后的结构具有承受后续服役期内可能遭遇地震的抗震能力，在地震后对损伤的结构进行快速修复是最为经济的方案，而更换损伤的构件是修复结构最为彻底和完善的修复手段，因此，损伤构件易更换是保证结构性能易修复的关键。本技术的一种装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件采用的技术方案为：所述的装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件设置在装配式混凝土框架结构梁柱连接的梁端上侧和/或下侧，包括一块或多块并排布置的耗能核心钢板、位于耗能核心钢板一端且预制阶段预埋在柱混凝土相应位置的柱内锚固块、位于耗能核心钢板另一端且预制阶段预埋在梁端混凝土相应位置的梁内锚固块及包围耗能核心钢板的约束体系；耗能核心钢板与柱内锚固块及梁内锚固块之间通过可靠连接构成一个连续的传力组件。所述的装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件设置在预制阶段梁端上侧和/或下侧预留的空间中，安装完成后采用后浇混凝土填充所述预留空间的剩余部分。所述的耗能核心钢板沿长度方向依次划分为柱向连接段、柱向过渡段、耗能段、梁向过渡段及梁向连接段；所述柱向连接段和所述梁向连接段的截面积大于所述耗能段的截面积；耗能段与柱向连接段及梁向连接段之间平缓过渡，分别形成柱向过渡段及梁向过渡段。所述的耗能核心钢板为完整钢板或中部开槽钢板。所述的耗能核心钢板由无粘结材料包裹。所述柱内锚固块上带有伸入柱混凝土内的锚固件；所述梁内锚固块上带有伸入梁混凝土内的锚固件。所述的柱内锚固块、梁内锚固块与耗能核心钢板之间的可靠连接为焊缝连接。所述约束体系的长度略小于所述柱内锚固块和所述梁内锚固块之间的净距离；所述约束体系与所述耗能核心钢板的各个相应表面之间留有间隙，这一间隙或被无粘结材料所填充。所述的约束体系的结构包括位于耗能核心钢板上、下两侧的两块约束盖板、位于耗能核心钢板左右两侧的两块填充板、将所述约束盖板和所述填充板连成一体的连接螺栓与将上述部件固定在梁端的预埋螺栓；所述的填充板或可与其中一块约束盖板连为一体。所述的约束体系的另一种结构包括位于耗能核心钢板外侧的一块约束盖板、位于耗能核心钢板周围的后浇混凝土与将约束盖板固定在梁端的预埋螺栓；所述的约束盖板两侧或带有边缘突起；组件安装完成后，所述的边缘突起位于所述耗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件，其特征在于：所述的装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件设置在装配式混凝土框架结构梁柱连接的梁端上侧和/或下侧，包括一块或多块并排布置的耗能核心钢板（1）、位于耗能核心钢板（1）一端且预制阶段预埋在柱混凝土相应位置的柱内锚固块（2）、位于耗能核心钢板（1）另一端且预制阶段预埋在梁端混凝土相应位置的梁内锚固块（3）及包围耗能核心钢板（1）的约束体系（4）；耗能核心钢板（1）与柱内锚固块（2）及梁内锚固块（3）之间通过可靠连接构成一个连续的传力组件。

【技术特征摘要】
1.一种装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件，其特征在于：所述的装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件设置在装配式混凝土框架结构梁柱连接的梁端上侧和/或下侧，包括一块或多块并排布置的耗能核心钢板（1）、位于耗能核心钢板（1）一端且预制阶段预埋在柱混凝土相应位置的柱内锚固块（2）、位于耗能核心钢板（1）另一端且预制阶段预埋在梁端混凝土相应位置的梁内锚固块（3）及包围耗能核心钢板（1）的约束体系（4）；耗能核心钢板（1）与柱内锚固块（2）及梁内锚固块（3）之间通过可靠连接构成一个连续的传力组件。2.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件，其特征在于：所述的装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件设置在预制阶段梁端上侧和/或下侧预留的空间中，安装完成后采用后浇混凝土（45）填充所述预留空间的剩余部分。3.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件，其特征在于：所述的耗能核心钢板（1）沿长度方向依次划分为柱向连接段（11）、柱向过渡段（12）、耗能段（13）、梁向过渡段（14）及梁向连接段（15）；所述柱向连接段（11）和所述梁向连接段（15）的截面积大于所述耗能段（13）的截面积；耗能段（13）与柱向连接段（11）及梁向连接段（15）之间平缓过渡，分别形成柱向过渡段（12）及梁向过渡段（14）。4.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件，其特征在于：所述的耗能核心钢板（1）为完整钢板或中部开槽钢板。5.根据权利要求4所述的装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件，其特征在于：所述的耗能核心钢板（1）由无粘结材料（5）包裹。6.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱连接的可更换耗能连接组件，其特征在于：所述柱内锚固块（2）上带有伸入柱混凝土内的锚固件（21）；所述梁内锚固块（3）上带有伸入梁混凝土内的锚固件（31）。7.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱连接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴京，谢鲁齐，李春雨，夏天阳，孟少平，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32