装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构及拼装方法技术

本发明专利技术提出一种装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构及拼装方法，该连接结构的预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁相互垂直并通过L形约束钢板键与L形转动钢板键的配合进行连接，L形转动钢板键与L形约束钢板键通过约束摩擦垫板进行固定，无粘结预应力筋横向穿过预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁形成的整体，且在端部通过若干预应力筋锚具进行固定。解决了如何有效提高节点的耗能能力，最大限度的降低结构在地震作用下的损伤和破坏的技术问题，本发明专利技术实现预制混凝土梁和预制混凝土柱间的连接，在强震作用下，当预制混凝土梁达到可控的最大转动位置时，发挥自复位作用，使预制梁柱在震后恢复到原来的初始状态。

【技术实现步骤摘要】
装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构及拼装方法
本专利技术涉及一种装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构及拼装方法，属于装配式混凝土建筑

技术介绍
作为21世纪建筑结构领域发展的重要方向之一，装配式混凝土结构以其节能环保，施工方便，工业化程度高等优点，在我国的建筑行业得到了快速推广。目前，在这一研究领域，学界和工程界重点关注的问题即如何安全、高效、可靠的提高装配式结构节点连接部位的抗震性能，避免不必要的结构损伤和破坏。传统的装配式混凝土结构，为达到结构整体“等同现浇”的目的，在梁柱预制的同时，通常采用现浇节点的做法，以期达到与全现浇结构相近的力学性能。但在实际的施工现场，这种做法仍需要大量的混凝土湿作业，无法满足装配式建筑绿色环保，高效节能的发展理念。近年来，以套筒灌浆连接、约束浆锚连接和后浇带连接等方式为代表的干式连接技术逐渐兴起。试验研究和数值模拟结果表明，此类连接方式能够保证节点连接区域的刚度和承载力，受力可靠，但耗能较差，在反复地震荷载作用下灌浆处容易发生脆性破坏。因此，如何有效提高节点的耗能能力，最大限度的降低结构在地震作用下的损伤和破坏，对于加快装配式建筑在我国的推广，推动装配式建筑工业化和产业化发展都具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述
技术介绍
中提到的如何有效提高节点的耗能能力，最大限度的降低结构在地震作用下的损伤和破坏的技术问题，提出一种装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构及拼装方法，实现预制混凝土梁和预制混凝土柱间的连接，以满足实际设计与施工中的需要。本专利技术提出一种装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、两个L形约束钢板键、两个L形转动钢板键、约束摩擦垫板、无粘结预应力筋和若干预应力筋锚具，两块柱内预埋钢板分别安装在预制钢筋混凝土柱的左右两侧，位于内侧的柱内预埋钢板上安装两个L形约束钢板键，所述梁内预埋钢板安装在预制钢筋混凝土梁与柱连接的一侧，梁端的上下两侧安装有L形转动钢板键，所述预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁相互垂直并通过L形约束钢板键与L形转动钢板键的配合进行连接，所述L形转动钢板键与L形约束钢板键通过约束摩擦垫板进行固定，所述无粘结预应力筋横向穿过预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁形成的整体，且在端部通过若干预应力筋锚具进行固定。优选地，所述柱内预埋钢板包括矩形钢板Ⅰ、若干预应力筋孔Ⅰ和若干螺栓孔Ⅰ，所述矩形钢板Ⅰ上设置有预应力筋孔Ⅰ和螺栓孔Ⅰ，若干螺栓孔Ⅰ分别位于若干预应力筋孔Ⅰ的上下两侧。优选地，所述预制钢筋混凝土柱包括若干柱纵向受力钢筋、若干柱箍筋和若干金属波纹管Ⅰ，若干柱纵向受力钢筋和若干柱箍筋相互垂直绑扎为一个柱形钢筋笼，在柱形钢筋笼的中部横向设置有若干金属波纹管Ⅰ，每个金属波纹管Ⅰ的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅰ，用以穿过无粘结预应力筋。优选地，所述梁内预埋钢板包括矩形钢板Ⅱ和若干预应力筋孔Ⅱ，所述矩形钢板Ⅱ上设置有若干预应力筋孔Ⅱ。优选地，所述预制钢筋混凝土梁包括若干梁负弯矩筋、若干梁正弯矩筋、若干梁箍筋、若干定位钢筋和若干金属波纹管Ⅱ，若干梁负弯矩筋和若干梁正弯矩筋相互垂直绑扎为一个梁形钢筋笼，且周向通过若干梁箍筋进行固定，在梁形钢筋笼中横向设置有若干金属波纹管Ⅱ，若干金属波纹管Ⅱ设置在若干定位钢筋上，所述金属波纹管Ⅱ的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅱ，用以穿过无粘结预应力筋。优选地，所述L形约束钢板键包括约束钢板、螺栓孔Ⅱ和螺栓转动槽，所述约束钢板包括一个背板和三个侧板，三个侧板与背板垂直连接，所述背板上开有两个螺栓孔Ⅱ，每个侧板上开有一个弧形的螺栓转动槽。优选地，所述L形转动钢板键包括转动钢板、螺栓孔Ⅲ和螺栓转动孔，所述转动钢板包括一个底板和三个竖板，三个竖板垂直连接在底板上，所述底板上设置有两个螺栓孔Ⅲ，每个竖板上设置有螺栓转动孔。优选地，所述的装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构包括两个高强螺栓，其中一个高强螺栓依次穿过L形约束钢板键的三个螺栓转动槽，另一个高强螺栓依次穿过L形转动钢板键的三个螺栓转动孔，两个高强螺栓的同侧端通过约束摩擦垫板进行固定连接。优选地，所述约束摩擦垫板包括摩擦垫板、高强螺栓槽和高强螺栓孔，所述摩擦垫板上设置有高强螺栓槽和高强螺栓孔，所述高强螺栓槽的位置和左右宽度由螺栓转动槽的位置和左右宽度确定，上下高度由高强螺栓的螺杆外径确定；所述高强螺栓孔的位置由螺栓转动孔的位置确定，尺寸由高强螺栓的螺杆外径确定。一种所述的装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构的拼装方法，具体包括以下步骤：(1)绑扎预制钢筋混凝土柱的钢筋骨架，绑扎完毕后，在钢筋骨架的中部区域绑扎若干根金属波纹管Ⅰ，并将柱内预埋钢板通过模板固定在钢筋骨架的两侧，保证预应力筋孔Ⅰ与预应力筋孔道Ⅰ对齐，然后进行混凝土浇筑，待混凝土凝固后，拔出钢棒，形成柱预留螺栓孔，然后拆除模板，完成预制钢筋混凝土柱的制作；绑扎预制钢筋混凝土梁，钢筋绑扎完毕后，在钢筋骨架的中部区域绑扎若干根金属波纹管Ⅱ，并将梁内预埋钢板通过模板固定在钢筋骨架的一侧，保证预应力筋孔Ⅱ与预应力筋孔道Ⅱ对齐，然后进行混凝土浇筑，待混凝土凝固后，拔出钢棒，形成梁预留螺栓孔，然后拆除模板，完成预制钢筋混凝土梁的制作；(2)将L形约束钢板键远离水平翼缘一侧的板壁紧贴预制钢筋混凝土柱外表面柱内预埋钢板的上下区域，确保螺栓孔Ⅱ和柱预留螺栓孔对齐，然后将柱端固定螺栓沿螺栓孔Ⅱ和柱预留螺栓孔贯通插入并穿过L形约束钢板键和预制钢筋混凝土柱，柱端固定螺栓在预制钢筋混凝土柱另一侧外表面伸出的螺杆部分，通过柱端固定螺母拧紧固定；(3)将L形转动钢板键远离竖直翼缘一侧的板壁紧贴预制钢筋混凝土梁的上下外表面，确保螺栓孔Ⅲ和梁预留螺栓孔对齐，然后将梁端固定螺栓沿螺栓孔Ⅲ和梁预留螺栓孔由下至上贯通插入并穿过L形转动钢板键和预制钢筋混凝土梁，梁端固定螺栓在L形转动钢板键上方伸出的螺杆部分，通过梁端固定螺母拧紧固定；(4)将预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁吊装至预定位置，缓慢移动预制钢筋混凝土梁，使L形转动钢板键的水平和竖直翼缘与L形约束钢板键的水平和竖直翼缘彼此保持平行但不接触，二者间预留一定的水平和垂直间隙，在这一过程中，确保预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱的接触界面，以及预应力筋孔Ⅰ和预应力筋孔Ⅱ彼此对齐；(5)引导无粘结预应力筋穿过全部预制构件，然后在预制钢筋混凝土梁的一侧对无粘结预应力筋进行张拉，同时在预制钢筋混凝土柱的一侧采用预应力筋锚具固定无粘结预应力筋；(6)待无粘结预应力筋张拉并锚固完毕后，在L形约束钢板键和L形转动钢板键的两侧放置约束摩擦垫板，然后将高强螺栓同时分别穿过高强螺栓槽和螺栓转动槽，以及高强螺栓孔和螺栓转动孔，并用扭矩扳手拧紧螺母，扭矩扳手施加的预紧力由预制构件间传递的剪力计算确定。本专利技术所述的装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构及拼装方法的有益效果为：1、本专利技术在预制混凝土柱和预制混凝土梁内通过设置柱内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构，其特征在于，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、两个L形约束钢板键、两个L形转动钢板键、约束摩擦垫板、无粘结预应力筋(33)和若干预应力筋锚具(34)，两块柱内预埋钢板分别安装在预制钢筋混凝土柱的左右两侧，位于内侧的柱内预埋钢板上安装两个L形约束钢板键，所述梁内预埋钢板安装在预制钢筋混凝土梁与柱连接的一侧，梁端的上下两侧安装有L形转动钢板键，所述预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁相互垂直并通过L形约束钢板键与L形转动钢板键的配合进行连接，所述L形转动钢板键与L形约束钢板键通过约束摩擦垫板进行固定，所述无粘结预应力筋(33)横向穿过预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁形成的整体，且在端部通过若干预应力筋锚具(34)进行固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构，其特征在于，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、两个L形约束钢板键、两个L形转动钢板键、约束摩擦垫板、无粘结预应力筋(33)和若干预应力筋锚具(34)，两块柱内预埋钢板分别安装在预制钢筋混凝土柱的左右两侧，位于内侧的柱内预埋钢板上安装两个L形约束钢板键，所述梁内预埋钢板安装在预制钢筋混凝土梁与柱连接的一侧，梁端的上下两侧安装有L形转动钢板键，所述预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁相互垂直并通过L形约束钢板键与L形转动钢板键的配合进行连接，所述L形转动钢板键与L形约束钢板键通过约束摩擦垫板进行固定，所述无粘结预应力筋(33)横向穿过预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁形成的整体，且在端部通过若干预应力筋锚具(34)进行固定。


2.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构，其特征在于，所述柱内预埋钢板包括矩形钢板Ⅰ(1)、若干预应力筋孔Ⅰ(2)和若干螺栓孔Ⅰ(3)，所述矩形钢板Ⅰ(1)上设置有预应力筋孔Ⅰ(2)和螺栓孔Ⅰ(3)，若干螺栓孔Ⅰ(3)分别位于若干预应力筋孔Ⅰ(2)的上下两侧。


3.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构，其特征在于，所述预制钢筋混凝土柱包括若干柱纵向受力钢筋(4)、若干柱箍筋(5)和若干金属波纹管Ⅰ(6)，若干柱纵向受力钢筋(4)和若干柱箍筋(5)相互垂直绑扎为一个柱形钢筋笼，在柱形钢筋笼的中部横向设置有若干金属波纹管Ⅰ(6)，每个金属波纹管Ⅰ(6)的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅰ(7)，用以穿过无粘结预应力筋(33)。


4.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构，其特征在于，所述梁内预埋钢板包括矩形钢板Ⅱ(9)和若干预应力筋孔Ⅱ(10)，所述矩形钢板Ⅱ(9)上设置有若干预应力筋孔Ⅱ(10)。


5.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构，其特征在于，所述预制钢筋混凝土梁包括若干梁负弯矩筋(11)、若干梁正弯矩筋(12)、若干梁箍筋(13)、若干定位钢筋(14)和若干金属波纹管Ⅱ(15)，若干梁负弯矩筋(11)和若干梁正弯矩筋(12)相互垂直绑扎为一个梁形钢筋笼，且周向通过若干梁箍筋(13)进行固定，在梁形钢筋笼中横向设置有若干金属波纹管Ⅱ(15)，若干金属波纹管Ⅱ(15)设置在若干定位钢筋(14)上，所述金属波纹管Ⅱ(15)的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅱ(16)，用以穿过无粘结预应力筋(33)。


6.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构，其特征在于，所述L形约束钢板键包括约束钢板(18)、螺栓孔Ⅱ(19)和螺栓转动槽(20)，所述约束钢板(18)包括一个背板和三个侧板，三个侧板与背板垂直连接，所述背板上开有两个螺栓孔Ⅱ(19)，每个侧板上开有一个弧形的螺栓转动槽(20)。


7.根据权利要求6所述的装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构，其特征在于，所述L形转动钢板键包括转动钢板(23)、螺栓孔Ⅲ(24)和螺栓转动孔(25)，所述转动钢板(23)包括一个底板和三个竖板，三个竖板垂直连接在底板上，所述底板上设置有两个螺栓孔Ⅲ(24)，每个竖板上设置有螺栓转动孔(25)。


8.根据权利要求7所述的装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构，其特征在于，所述的装配式混凝土框架梁柱自复位转动节点连接结构包括两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩然，李爽，温卫平，籍多发，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23