装配式混凝土框架的梁端可调组合耗能连接组件制造技术

本发明专利技术提出了一种装配式混凝土框架的梁端可调组合耗能连接组件，所述该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，该连接组件包括柱向可调组合接头(1)、核心耗能棒(2)、梁向紧固并帽(3)及约束体系(4)；可调组合耗能连接组件采用金属材料制作，所述核心耗能棒(2)设置在梁端后浇企口内，与柱内锚固钢筋的端头螺纹通过柱向可调组合接头(1)可靠连接。该耗能连接组件的应用符合建筑工业化发展要求，具有构造简洁、传力可靠、安装快速的优点，采用该耗能连接组件的节点延性好、耗能能力强，且具备震后易更换的特点。

Beam end adjustable combined energy dissipation connecting component for assembled concrete frame

The invention provides a beam of precast concrete frame with adjustable combined energy connecting assembly, the upper side of the beam end connection assembly is arranged in the assemble type concrete frame beam column and / or lower, the connection assembly includes a column to the adjustable joint (1), energy consumption (2), core rod to fasten and cap beam (3) and restraint system (4); adjustable combined energy dissipation connecting components made of metal material, the core energy bar (2) set at the end of the beam after pouring rabbet, and end thread anchor bars in column by column to the adjustable joint (1) reliable connection. Application of the energy dissipation of connected components with the construction of industrialization development, has the advantages of simple structure, reliable power transmission, quick installation, the ductility of the connected components of the energy dissipation, energy dissipation capacity, and has the characteristics of easy to change after the earthquake.

【技术实现步骤摘要】
装配式混凝土框架的梁端可调组合耗能连接组件
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，具体为一种装配式混凝土框架的梁端可调组合耗能连接组件。
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。梁柱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。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有效手段。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。防止塑性铰区钢筋受压屈服后的屈曲是发挥塑性耗能特性的前提。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。损伤构件易更换是确保结构具备震后可修复性的有效方法。当前，结构性能易修复是工程结构抗震的最新要求。地震时，金属材料(如钢筋)的塑性滞回耗散地震能量，而塑性的发展和累积会逐步加剧构件的损伤。为了保证结构在震后能具备承受后续服役期内可能遭遇地震的能力，在地震后对损伤的结构进行快速修复是最为经济的方案，而控制损伤仅发生在局部构件、并在地震后更换损伤的构件，是修复结构最为彻底和完善的手段，因此，损伤构件易更换是确保结构具备震后可修复性的有效方法。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。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。江苏金砼预制装配建筑发展有限公司提出了一种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装配式混凝土框架的梁端可调组合耗能连接组件，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；由承受轴向荷载的核心耗能棒、约束体系及其两端的连接部件组成，在形式上类似于小型的屈曲约束支撑(BRB)，核心耗能棒在受压时侧向屈曲受到约束体系和相邻混凝土的限制，而约束体系被预埋螺栓固定在梁端混凝土上，即使核心耗能棒受压屈服时也不会发生大幅值的屈曲。小震时，布置在梁端上侧和/或下侧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，核心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，损伤仅集中在核心耗能棒的耗能段上，而结构的其余部分保持弹性。地震发生后，可通过放松核心耗能棒两侧的连接部件解除核心耗能棒与梁内纵向钢筋及柱内锚固钢筋的连接，取出损伤后的耗能核心棒并重新安装新的核心耗能棒，可达到修复结构的目的。此外，核心耗能棒与柱内锚固钢筋的连接采用可调组合接头来完成，可以通过可调组合接头的施工工艺减小甚至消除施工误差可能带来的不利影响。本专利技术的特点是核心耗能棒可以发挥稳定的延性耗能能力，诱导屈服损伤集中在核心耗能棒上；构件间的安装公差可由可调组合接头予以调整，传力机制稳定强劲，构造简单、制造方便、安装快捷，强震后也能够很方便地对损伤的核心耗能棒实现更换，从而快速恢复结构功能。
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，如何利用连接构造提供强烈地震后结构的可修复性，是保证装配式混凝土框架结构抗震性能和可施工性，提升结构震后可修复特性的关键技术问题。本专利技术的目的就是提供一种装配式混凝土框架的梁端可调组合耗能连接组件。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种装配式混凝土框架的梁端可调组合耗能连接组件，所述的装配式混凝土框架的梁端可调组合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，该连接组件包括柱向可调组合接头、核心耗能棒、梁向紧固并帽及约束体系；可调组合耗能连接组件采用钢材等金属材料制作，所述核心耗能棒设置在梁端后浇企口内，与柱内锚固钢筋的端头螺纹通过柱向可调组合接头可靠连接，与梁内纵向钢筋的端部通过螺纹连接，并采用梁向紧固并帽紧固，形成可靠传力体系；约束体系设置于核心耗能棒远离梁受弯中性轴的外侧，通过约束体系限制核心耗能棒的侧向屈曲。优选的，所述的核心耗能棒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；所述耗能段内的截面积相同；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；柱向连接段表面刻有外螺纹，端部区段设有中心盲孔；梁向连接段端部区段开有中心盲孔，并在盲孔内壁设置内螺纹，耗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装配式混凝土框架的梁端可调组合耗能连接组件，其特征在于：所述的装配式混凝土框架的梁端可调组合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，该连接组件包括柱向可调组合接头(1)、核心耗能棒(2)、梁向紧固并帽(3)及约束体系(4)；可调组合耗能连接组件采用金属材料制作，所述核心耗能棒(2)设置在梁端后浇企口内，与柱内锚固钢筋的端头螺纹通过柱向可调组合接头(1)可靠连接，与梁内纵向钢筋的端部通过螺纹连接，并采用梁向紧固并帽(3)紧固，形成可靠传力体系；约束体系(4)设置于核心耗能棒(2)远离梁受弯中性轴的外侧，通过约束体系(4)限制核心耗能棒(2)的侧向屈曲。

【技术特征摘要】
1.一种装配式混凝土框架的梁端可调组合耗能连接组件，其特征在于：所述的装配式混凝土框架的梁端可调组合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，该连接组件包括柱向可调组合接头(1)、核心耗能棒(2)、梁向紧固并帽(3)及约束体系(4)；可调组合耗能连接组件采用金属材料制作，所述核心耗能棒(2)设置在梁端后浇企口内，与柱内锚固钢筋的端头螺纹通过柱向可调组合接头(1)可靠连接，与梁内纵向钢筋的端部通过螺纹连接，并采用梁向紧固并帽(3)紧固，形成可靠传力体系；约束体系(4)设置于核心耗能棒(2)远离梁受弯中性轴的外侧，通过约束体系(4)限制核心耗能棒(2)的侧向屈曲。2.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架的梁端可调组合耗能连接组件，其特征在于：所述的核心耗能棒(2)沿长度方向依次划分为柱向连接段(21)、柱向过渡段(22)、耗能段(23)、梁向过渡段(24)及梁向连接段(25)；所述耗能段(23)内的截面积相同；所述柱向连接段(21)和所述梁向连接段(25)的截面积大于所述耗能段(23)的截面积；柱向连接段(21)表面刻有外螺纹(211)，端部区段设有中心盲孔(212)；梁向连接段(25)端部区段开有中心盲孔，并在盲孔内壁设置内螺纹(251)，耗能段(23)与柱向连接段(21)及梁向连接段(25)之间平缓过渡，分别形成柱向过渡段(22)及梁向过渡段(24)。3.根据权利要求2所述的装配式混凝土框架的梁端可调组合耗能连接组件，其特征在于：所述的柱向可调组合接头(1)包括外套筒(11)和套设于外套筒(11)内部的内套筒(12)；所述外套筒(11)一端端部设置为直径大于柱内锚固钢筋(5)直径的等径缩口(111)，另一端区段内壁设有内螺纹(112)，与核心耗能棒(2)之柱向连接段端部区段的外螺纹(211)配合旋接；所述内套筒(12)外径大于外套筒(11)的等径缩口(111)直径但小于外套筒(11)内径，内套筒(12)一端开设有中心沉头孔，所述中心沉头孔的内壁加工有内螺纹(121)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴京，张吉华，谢鲁齐，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