一种应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件制造技术

本发明专利技术提出了一种应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件，其特征在于：所述的装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件包括锚固块(1)、与锚固块(1)连接的耗能棒(2)、连接耗能棒(2)和梁内纵向钢筋的可调组合钢筋接头(3)；所述的锚固块(1)和耗能棒(2)预埋在预制框架柱的节点核心区内。该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，采用该耗能连接组件的节点延性好、耗能能力强。

A energy dissipation connecting component applied to the core area of assembled concrete frame joints

The invention provides a kind of energy used in prefabricated concrete frame joint core area of connected components, characterized in that: the energy consumption of assembled concrete frame joint core the connection assembly includes anchor block (1), and anchor block (1) connecting rod (2), energy (2 energy connection rod) and adjustable combined reinforcement joint beam longitudinal reinforcement (3); the anchor block (1) and energy bars (2) embedded in the precast concrete frame column node in the core area. The application of the energy dissipation connecting component meets the requirements of the industrialization development of the building, and has the advantages of mass production and rapid assembly construction, and the joints of the energy dissipation connecting component have good ductility and strong energy dissipation capacity.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件
本专利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节点核心区的耗能连接组件。
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，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，人们对结构损伤控制的要求越来越高，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。梁柱节点连接的抗震性能是装配式混凝土框架结构抗震能力发挥的关键因素。框架结构的节点是地震作用下内力较大的部位，容易产生塑性铰，同时也是装配式混凝土框架结构的预制构件交汇之处，这使得连接的性能在装配式混凝土结构中显得尤为重要。框架结构往往需要利用梁端的塑性变形耗散地震能量，因此连接应利于节点处梁端在反复水平作用下发挥良好的滞回性能，从而减轻地震响应。此外，节点的连接安装工艺是装配式混凝土框架结构安装的关键要素。装配式混凝土框架结构中，预制构件在工厂制作，可以通过流水线施工提高生产效率；而现场的连接安装仍需人工操作来完成。节点连接的工艺是否便于操作，是否具有快捷的安装流程，将对工业化建筑的建造效率产生关键影响。诱导屈服机制是保证装配式混凝土框架结构梁柱节点连接抗震性能的关键要素。钢筋混凝土构件的滞回耗能主要来自于纵向钢筋的屈服。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，使得工程师有条件在连接处采取特殊的构造和优质的耗能连接，从而充分发挥这种结构的抗震性能，保证其抗震能力。美国Dywidag公司使用的延性连接(DywidagDuctileConnector，DDC)将金属轴心受力构件的滞回耗能原理应用于节点核心区中。该延性连接构造简单，制作安装方便，耗能效果良好，造价相对低廉，目前在美国等发达国家和地区已经展开应用，特别是在加州地震区的大型装配式混凝土结构中应用较多。试验表明，该种延性连接的引入显著提升了结构的抗震性能，具有优越的耗能性能。DDC使用转换块来传递耗能棒和梁内纵向钢筋之间的轴向力，转换块与耗能棒相应的位置开有通孔，与梁内纵向钢筋相应的位置开有带内螺纹的沉头孔，耗能棒的外端为带有内螺纹的套筒，首先将纵向钢筋采用螺纹与转换块的沉头孔进行固定，然后采用螺栓穿过转换块的通孔拧入耗能棒的端部套筒的内螺纹中。防止塑性铰附近钢筋受压时的屈曲是发挥塑性铰耗能特性的前提。现浇钢筋混凝土框架节点中，在节点处塑性铰区发生较大塑性转角时，由于纵向受压钢筋屈服时周边的箍筋和混凝土无法约束其屈曲，会导致外侧混凝土崩裂、箍筋崩断及纵向受压钢筋失稳等现象产生，承载能力瞬间降低，塑性铰失去转动能力。这说明，防止耗能的纵向钢筋受压屈服后的屈曲是发挥塑性铰耗能特性的关键。DDC将塑性区段钢筋放置在柱节点核心区内，使耗能棒的四周均处于混凝土的约束中，防止了塑性区段钢筋的失稳。但是，DDC与梁内纵向钢筋的连接较为复杂。同时，装配式混凝土框架结构的连接设计应能够协调构件制作和安装过程中的误差。装配式结构的构件在工厂预先制作，然后在现场进行组装。即使在制作过程中采取各种措施保证构件的尺寸精度，构件的尺寸误差和构件中各部件(例如钢筋)的位置误差仍是不可避免的；另一方面，为了保证组装的顺利进行，构件之间必须留有一定程度的间隙，才能避免组装过程中的碰撞，而这些间隙的存在也使得安装过程中构件和构件之间存在不可避免的长度误差。装配式混凝土框架结构的连接设计，必须能够方便地协调上述原因引起的误差，才能够保证传力的可靠，确保施工安装的便捷性。DDC连接不易消除构件之间的纵向间隙，容易导致滞回曲线的捏缩。江苏金砼预制装配建筑发展有限公司提出了一种新型的可调钢筋连接套筒，用于装配式结构中两段钢筋的相互连接施工当中，其可实现在同一轴线内两段钢筋的无滑移可靠连接，适用各类场合不同直径的钢筋连接，应用范围广泛；其特点为，套筒接头短，不影响箍筋安装；外形小不影响混凝土保护层；可对钢筋的长度和偏心进行适度调整；构件安装就位时可通过旋转钢筋接头进行微调来适应预制构件安装精度；连接质量可靠稳定；该接头连接可实现钢筋受压和受拉时没有间隙滑移，受力可靠，能够满足一级接头的要求。针对上述背景，本专利技术提出一种应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件，连接预制梁端部的纵向钢筋并锚固于柱核心区，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棒、节点核心区内部的锚固块及将耗能棒与梁内纵向钢筋连接的可调组合钢筋接头组成，耗能棒在受压时受到周边节点区密实混凝土的约束，即使耗能棒受压屈服时也不会发生大幅值的屈曲。小震时，布置在节点核心区内的核心耗能棒保持弹性，为梁柱连接提供抗弯刚度；中震或大震时，耗能棒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。本专利技术的特点是耗能棒可以发挥稳定的延性耗能性能，提高结构的抗震能力。与DDC相比，本专利技术具有连接简洁、便于调节施工误差、施工方便等优点。
技术实现思路
技术问题：预制装配式混凝土框架结构是适合建筑工业化建造的重要结构形式。框架梁柱节点既是构件的交汇点，是现场安装的主要作业部位，又是构件地震下发生较大内力的区域，容易产生塑性变形，耗散地震能量。因此，如何在节点区采用方便连接施工并能够协调安装误差的连接方式，如何利用屈服诱导机制控制损伤和耗能发生的部位和保证结构的耗能能力，如何避免发生塑性变形的耗能部件在受压时出现屈曲，是保证装配式混凝土框架结构抗震性能和可施工性的关键技术问题。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件，所述的装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件包括锚固块、与锚固块连接的耗能棒、连接耗能棒和梁内纵向钢筋的可调组合钢筋接头；所述的锚固块和耗能棒预埋在预制框架柱的节点核心区内。所述耗能连接组件采用钢材等金属材料制作。所述耗能棒与锚固块之间通过焊接或螺纹连接等方式牢固连接，所述耗能棒与梁内纵向钢筋之间通过可调组合钢筋接头牢固连接，构成一个连续的传力组件。所述的耗能棒沿长度方向依次划分为内侧连接段、内侧过渡段、耗能段、外侧过渡段及外侧连接段；所述内侧连接段和外侧连接段的截面积大于所述耗能段的截面积；耗能段与内侧连接段及外侧连接段之间平缓过渡，分别形成内侧过渡段及外侧过渡段；外侧连接段的端部段设有外螺纹。优选的，所述的耗能棒的耗能段表面有无粘结材料包裹。所述的可调组合钢筋接头包括外套筒、设于外套筒内部的第一内套筒和第二内套筒、与第二内套筒相抵的并帽；所述外套筒一端端部设置为直径大于耗能棒之外侧连接段的公称直径的等径缩口，另一端区段内壁设有内螺纹；所述第一内套筒外径大于外套筒的等径缩口直径但小于外套筒内径，第一内套筒一端开设有中心沉头孔，所述中心沉头孔的内壁加工有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件，其特征在于：所述的装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件包括锚固块(1)、与锚固块(1)连接的耗能棒(2)、连接耗能棒(2)和梁内纵向钢筋的可调组合钢筋接头(3)；所述的锚固块(1)和耗能棒(2)预埋在预制框架柱的节点核心区内。

【技术特征摘要】
1.一种应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件，其特征在于：所述的装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件包括锚固块(1)、与锚固块(1)连接的耗能棒(2)、连接耗能棒(2)和梁内纵向钢筋的可调组合钢筋接头(3)；所述的锚固块(1)和耗能棒(2)预埋在预制框架柱的节点核心区内。2.根据权利要求1所述的应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件，其特征在于：所述耗能连接组件采用钢材等金属材料制作，所述耗能棒(2)与锚固块(1)之间通过焊接或螺纹连接等方式牢固连接，所述耗能棒(2)与梁内纵向钢筋(4)之间通过可调组合钢筋接头(3)牢固连接，构成一个连续的传力组件。3.根据权利要求2所述的应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件，其特征在于：所述的耗能棒(2)沿长度方向依次划分为内侧连接段(21)、内侧过渡段(22)、耗能段(23)、外侧过渡段(24)及外侧连接段(25)；所述耗能段(23)内的截面积相同；所述内侧连接段(21)和外侧连接段(25)的截面积大于所述耗能段(23)的截面积；耗能段(23)与内侧连接段(21)及外侧连接段(25)之间平缓过渡，分别形成内侧过渡段(22)及外侧过渡段(24)；外侧连接段(25)的端部段设有外螺纹(251)。4.根据权利要求3所述的应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件，其特征在于：所述的耗能棒(2)的耗能段(23)表面有无粘结材料(5)包裹。5.根据权利要求3、4所述的应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件，其特征在于：所述的可调组合钢筋接头(3)包括外套筒(31)、设于外套筒内部的第一内套筒(32)和第二内套筒(33)、与第二内套筒(33)相抵的并帽(34)；所述外套筒(31)一端端部设置为直径大于耗能棒(2)之外侧连接段(25)的公称直径的等径缩口(311)，另一端区段内壁设有内螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴京，谢鲁齐，夏天阳，张吉华，李春雨，孟少平，
申请(专利权)人：东南大学，江苏金砼预制装配建筑发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32