装配式混凝土框架梁柱自复位组合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组合节点连接结构及拼装方法，该结构的梁端的上下两侧安装有卡槽式钢板键，预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁相互垂直并通过条形连接钢板与卡槽式钢板键的配合进行连接，条形连接钢板与卡槽式钢板键通过矩形约束件进行固定，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。解决了如何最大限度的降低预制构件在震后的变形破坏，并确保节点核心区域的可恢复性的技术问题，提出一种装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，装配后的混凝土框架梁柱节点具有一定的自复位能力，震后能够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组合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组合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
装配式混凝土结构以其施工速度快、节能环保、省时高效等优点，近年来在我国得到了大力推广。传统的装配式混凝土框架结构，仅梁柱构件预制，节点需要现浇，即所谓的装配整体式，导致结构装配化率较低。而采用现浇的节点连接方式，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。21世纪以来，随着施工技术的不断发展和进步，各类干式连接的做法和技术蓬勃兴起，逐渐成为装配式节点连接的主流方向。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日益成熟。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。同时，各种灌浆连接的节点不易拆卸，受损后修复和更换困难。因此，如何最大限度的降低预制构件在震后的变形破坏，并确保节点核心区域的可恢复性，是装配式混凝土结构节点连接领域需要关注和研究的重要问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述
技术介绍
中提到的如何最大限度的降低预制构件在震后的变形破坏，并确保节点核心区域的可恢复性的技术问题，提出一种装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，装配后的混凝土框架梁柱节点具有一定的自复位能力，震后能够恢复到原来的初始状态。本专利技术提出一种装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、四个卡槽式钢板键、两个条形连接钢板、矩形约束件、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卡槽式钢板键，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卡槽式钢板键，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条形连接钢板与卡槽式钢板键的配合进行连接，所述条形连接钢板与卡槽式钢板键通过矩形约束件进行固定，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，所述卡槽式钢板键包括开槽钢板、若干螺栓孔、两个槽口和四个约束螺栓孔，所述槽钢板的中部两侧分别设有向下凹陷的槽口，所述槽口的左右肋上方设置有约束螺栓孔。优选地，所述矩形约束件包括约束钢件和若干约束螺栓孔Ⅲ，所述约束钢件上设置有若干约束螺栓孔Ⅲ，约束螺栓孔Ⅲ的尺寸与槽口两侧的约束螺栓孔的尺寸相同。优选地，所述矩形约束件设置在槽口的上侧，并通过约束螺栓进行固定。优选地，所述条形连接钢板包括条形钢板、刚度控制孔和T型连接部，所述条形连接钢板呈Z字形，Z字形的错位两端分别设置有T型连接部，中部上设置有刚度控制孔。本专利技术所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合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、本专利技术采用柱端卡槽式钢板键和梁端卡槽式钢板键作为条形连接钢板的约束和固定装置，与预制构件间通过柱端固定螺栓和梁端固定螺栓连接固定，更换和维护简单，同时也承担了一部分预制构件间传递的剪力。3、本专利技术用以连接预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁间的条形连接钢板，能够有效保证节点的侧向刚度，承担预制构件间传递的弯矩，传力路径明确，传力更加可靠。在地震作用下，条形连接钢板能先于主体结构进入屈服阶段，从而达到耗能的目的和效果。通过调整条形连接钢板上刚度控制孔的位置和尺寸，可满足不同的设计需求和使用情况。4、本专利技术采用的无粘结预应力筋在施加预应力后会始终保持弹性状态，当预制梁柱在较大的地震作用下发生相对移动时，无粘结预应力筋可以使其在震后恢复至原来的初始状态，从而起到自复位的作用。5、本专利技术制作要求较高的部分，包括预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土梁、柱端卡槽式钢板键、梁端卡槽式钢板键以及条形连接钢板的制作，均可在工厂完成，运输到现场后按顺序拼装，安装过程简单明了，受损后拆卸更换方便。在全部预制构件的装配过程中，施工现场无需额外的混凝土湿作业，符合装配式建筑节能环保、省时高效的发展理念。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是柱内预埋钢板的三维图；图2是预制钢筋混凝土柱内的钢筋布置三维图；图3是预制钢筋混凝土柱的三维图；图4是梁内预埋钢板的三维图；图5是预制钢筋混凝土梁内的钢筋布置三维图；图6是预制钢筋混凝土梁的三维图；图7是柱端卡槽式钢板键的三维图；图8是柱端固定螺栓的三维图；图9是柱端固定螺母的三维图；图10是梁端卡槽式钢板键的三维图；图11是梁端固定螺栓的三维图；图12是梁端固定螺母的三维图；图13是条形连接钢板的三维图；图14是矩形约束件的三维图；图15是约束螺栓的三维图；图16是预应力筋的三维图；图17是预应力筋锚具的三维图；图18是柱端卡槽式钢板键与预制钢筋混凝土柱组装完成的三维图；图19是梁端卡槽式钢板键与预制钢筋混凝土梁组装完成的三维图；图20是将条形连接钢板安装在柱端卡槽式钢板键和梁端卡槽式钢板键内的三维图；图21是无粘结预应力筋穿过预制混凝土构件后的三维图；图22是无粘结预应力筋张拉完毕，用预应力筋锚具固定后的三维图；图23是将矩形约束件通过约束螺栓固定在柱端卡槽式钢板键和梁端卡槽式钢板键上的三维图；图中，1-矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，其特征在于，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、四个卡槽式钢板键、两个条形连接钢板、矩形约束件、无粘结预应力筋(35)和若干预应力筋锚具(36)，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卡槽式钢板键，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卡槽式钢板键，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条形连接钢板与卡槽式钢板键的配合进行连接，所述条形连接钢板与卡槽式钢板键通过矩形约束件进行固定，所述无粘结预应力筋(35)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(36)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组合节点连接结构，其特征在于，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、四个卡槽式钢板键、两个条形连接钢板、矩形约束件、无粘结预应力筋(35)和若干预应力筋锚具(36)，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卡槽式钢板键，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卡槽式钢板键，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条形连接钢板与卡槽式钢板键的配合进行连接，所述条形连接钢板与卡槽式钢板键通过矩形约束件进行固定，所述无粘结预应力筋(35)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(36)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组合节点连接结构，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组合节点连接结构，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(35)。


4.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，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组合节点连接结构，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(35)。


6.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，其特征在于，所述卡槽式钢板键包括开槽钢板、若干螺栓孔、两个槽口和四个约束螺栓孔，所述槽钢板的中部两侧分别设有向下凹陷的槽口，所述槽口的左右肋上方设置有约束螺栓孔。


7.根据权利要求6所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，其特征在于，所述矩形约束件包括约束钢件(32)和若干约束螺栓孔Ⅲ(33)，所述约束钢件(32)上设置有若干约束螺栓孔Ⅲ(33)，约束螺栓孔Ⅲ(33)的尺寸与槽口两侧的约束螺栓孔的尺寸相同。


8.根据权利要求7所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李爽，王浩然，单思镝，
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