装配式混凝土自复位梁柱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自复位梁柱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弧形约束钢板与弧形转动钢板的配合进行连接，弧形转动钢板与弧形约束钢板通过矩形摩擦垫片进行固定，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。解决了如何有效解决干式连接节点耗能不佳，且在强震作用下变形严重的问题，本发明专利技术实现预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱间的连接，以满足实际设计与施工中的需要。

【技术实现步骤摘要】
装配式混凝土自复位梁柱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自复位梁柱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
进入二十一世纪以来，“安全高效，绿色环保”越来越成为衡量建筑设计水平高低的重要指标。随着这一理念在建筑领域的不断深入，装配式混凝土结构以其节能环保、省时高效、施工方便等优点，近年来在我国得到了大力推广。作为装配式混凝土结构的核心部位，节点及其连接方式一直是学界和工程界研究关注的重要课题。传统的装配式混凝土结构，梁柱均可在工厂预制完成并运输到施工现场组装。为了达到结构整体“等同现浇”的目的，节点多数维持现浇的连接方式。现浇做法固然能保证节点具有足够的强度，刚度和良好的耗能能力，但施工现场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，节能高效的发展理念。随着施工技术的完善和发展，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，如何有效解决干式连接节点耗能不佳，且在强震作用下变形严重的问题，是当前装配式混凝土结构节点研究领域需要关注的重点。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述
技术介绍
中提到的如何有效解决干式连接节点耗能不佳，且在强震作用下变形严重的技术问题，提出一种装配式混凝土自复位梁柱转动节点连接结构及拼装方法，实现预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱间的连接，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自复位梁柱转动节点连接结构，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、两个弧形约束钢板、两个弧形转动钢板、矩形摩擦垫片、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弧形约束钢板，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弧形转动钢板，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弧形约束钢板与弧形转动钢板的配合进行连接，所述弧形转动钢板与弧形约束钢板通过矩形摩擦垫片进行固定，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，所述弧形约束钢板包括约束钢板、螺栓孔Ⅱ和螺栓转动槽，所述约束钢板18包括一个背板和两个侧板，其中两个侧板分别与垂直连接在背板的两侧，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，所述弧形转动钢板包括转动钢板、螺栓孔Ⅲ和螺栓转动孔，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，每个竖板上设置有螺栓转动孔。优选地，所述矩形摩擦垫片设置在弧形约束钢板的两侧，所述弧形约束钢板和弧形转动钢板通过高强螺栓依次穿过矩形摩擦垫片、螺栓转动槽和和螺栓转动孔进行固定。优选地，所述矩形摩擦垫片包括摩擦垫片和高强螺栓孔，所述摩擦垫片上设置有高强螺栓孔，高强螺栓孔的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自复位梁柱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)将弧形约束钢板远离半弧边界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弧形约束钢板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)将弧形转动钢板远离半弧边界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弧形转动钢板和预制钢筋混凝土梁，梁端固定螺栓在弧形转动钢板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，使弧形转动钢板的两翼板壁外侧插入到弧形约束钢板的两翼板壁内侧，直至二者的半弧边界区域，以及螺栓转动孔和螺栓转动槽在上下高度边界上彼此对齐，此时弧形转动钢板与弧形约束钢板在靠近梁柱上下交界的区域预留了一定空隙用以相对转动，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紧贴对齐，同时预应力筋孔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，在螺栓转动槽的两侧放置矩形摩擦垫片，然后将高强螺栓穿过高强螺栓孔、螺栓转动槽和螺栓转动孔，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自复位梁柱转动节点连接结构及拼装方法的有益效果为：1、本专利技术在预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁内通过设置柱内预埋钢板和梁内预埋钢板，能有效防止在地震作用较大时，预制构件的接触面处因相对转动可能产生的混凝土压碎剥落现象，增强了结构的整体性。2、本专利技术用以连接预制钢筋混凝土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装配式混凝土自复位梁柱转动节点连接结构，其特征在于，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、两个弧形约束钢板、两个弧形转动钢板、矩形摩擦垫片、无粘结预应力筋(32)和若干预应力筋锚具(33)，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弧形约束钢板，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弧形转动钢板，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弧形约束钢板与弧形转动钢板的配合进行连接，所述弧形转动钢板与弧形约束钢板通过矩形摩擦垫片进行固定，所述无粘结预应力筋(32)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(33)进行固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种装配式混凝土自复位梁柱转动节点连接结构，其特征在于，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、两个弧形约束钢板、两个弧形转动钢板、矩形摩擦垫片、无粘结预应力筋(32)和若干预应力筋锚具(33)，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弧形约束钢板，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弧形转动钢板，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弧形约束钢板与弧形转动钢板的配合进行连接，所述弧形转动钢板与弧形约束钢板通过矩形摩擦垫片进行固定，所述无粘结预应力筋(32)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(33)进行固定。


2.根据权利要求1所述的装配式混凝土自复位梁柱转动节点连接结构，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自复位梁柱转动节点连接结构，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(32)。


4.根据权利要求1所述的装配式混凝土自复位梁柱转动节点连接结构，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自复位梁柱转动节点连接结构，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(32)。


6.根据权利要求1所述的装配式混凝土自复位梁柱转动节点连接结构，其特征在于，所述弧形约束钢板包括约束钢板(18)、螺栓孔Ⅱ(19)和螺栓转动槽(20)，所述约束钢板(18)包括一个背板和两个侧板，其中两个侧板分别与垂直连接在背板的两侧，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自复位梁柱转动节点连接结构，其特征在于，所述弧形转动钢板包括转动钢板(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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩然，李爽，刘坤，
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