一种高耗能高承载力自复位梁柱节点制造技术

本发明专利技术提供了一种高耗能高承载力自复位梁柱节点，包括柱结构，混凝土柱侧面凸起有梁连接块，梁连接块连接有柱端钢构件，柱端钢构件连接有梁端钢构件，梁端钢构件连接有混凝土梁；所述柱端钢构件和梁端钢构件结构相同，且中部铰接连接；柱端钢构件和梁端钢构件的铰接连接处的上方和下方均安装有耗能结构和弹性复位结构；所述耗能结构包括耗能钢棒，耗能钢棒上沿长度方向形成有若干朝向相同的圆锥台部，圆锥台部的粗端延伸形成限位凸环。本发明专利技术耗能能力强、自复位性能好、易修复的梁柱节点，使得结构在高强度地震下具有优异的抗震性能和自复位能力。和自复位能力。和自复位能力。

【技术实现步骤摘要】
一种高耗能高承载力自复位梁柱节点


[0001]本专利技术用于建筑领域，主要涉及一种高耗能高承载力自复位梁柱节点。

技术介绍

[0002]从上世纪90年代开始，基于性能的建筑抗震设计成为结构抗震研究的主流方向之一。基于性能的抗震设计是指根据建筑物的用途和重要性以及地震设防水准确定建筑物的抗震性能目标，按照该目标进行建筑抗震设计，使设计的建筑在未来可能发生的地震作用下具有预期的抗震性能和安全度，从而将建筑的震害损失控制在预期的范围内。装配式混凝土结构是一种将混凝土结构主要承重构件在工厂预制成型后，运输到施工现场通过拼接及必要的连接建造而成的结构形式。装配式混凝土框架结构是最常见、应用最广的装配式结构体系之一，该结构通常是指梁、柱、楼板等承重构件部分或全部采用预制，在施工现场进行节点连接，从而形成整体的结构体系。装配式混凝土框架结构中，柱、梁、楼板的连接方式，特别是梁柱节点的连接方式是区分装配式结构与现浇结构的根本，也是影响整体结构抗震性能的核心受力部位。为了实现“强节点、弱构件”的设计原则，需要保证梁柱节点区域的拼装部位具有足够的强度、刚度以及延性，满足正常使用条件下和地震作用下对承载力和变形能力的要求。装配式混凝土节点连接方式主要有二次浇筑、套筒灌浆连接、浆锚搭接连接等连接节点形式。
[0003]但是现有的节点连接形式中，现浇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。套筒灌浆连接、浆锚搭接连接而成的节点耗能能力差，地震作用下灌浆处容易发生脆性破坏，且震后修复困难。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术公开了一种高耗能高承载力自复位梁柱节点，本专利技术耗能能力强、自复位性能好、易修复，使得结构在高强度地震下具有优异的抗震性能和自复位能力。
[0005]为了实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案进行实现：一种高耗能高承载力自复位梁柱节点，包括柱结构，混凝土柱侧面凸起有梁连接块，梁连接块连接有柱端钢构件，柱端钢构件连接有梁端钢构件，梁端钢构件连接有混凝土梁；所述柱端钢构件和梁端钢构件结构相同，且中部铰接连接；柱端钢构件和梁端钢构件的铰接连接处的上方和下方均安装有耗能结构和弹性复位结构；所述耗能结构包括耗能钢棒，耗能钢棒上沿长度方向形成有若干朝向相同的圆锥台部，圆锥台部的粗端延伸形成限位凸环，圆锥台部的细端延伸形成有缓冲部，缓冲部的中部固定有推环；圆锥台部外周安装有两个半环形的限位钢片，限位钢片内壁形成与圆锥台部外表面配合的圆锥台内壁；限位钢片围合形成的钢管结构的外径大于限位凸环以及推环的外径；限位钢片外套设有套筒，套筒与限位钢片紧密接触，且套筒内壁与限位钢片外表面粗糙处理；套筒和耗能钢棒一个
与梁连接块固定连接，另一个与混凝土梁固定连接；所述弹性复位结构一端连接柱端钢构件，另一端连接梁端钢构件。
[0006]进一步的改进，所述套筒外还固定有钢管，所述钢管由两个半圆形的钢管件通过螺栓连接形成。
[0007]进一步的改进，所述耗能结构处于两个预制UHPC板之间，且钢管件的长度小于预制UHPC板的长度，使得钢管件整体处于两个预制UHPC板之间；每个预制UHPC板上形成两个与耗能结构配合的半圆形槽；两个预制UHPC板与两个耗能结构组合形成预制板件。
[0008]进一步的改进，所述柱端钢构件和梁端钢构件的结构相同，均包括钢板，钢板的顶部和底部固定有U形架，钢板的中部固定有铰；预制板件放置在U形架上，柱端钢构件和梁端钢构件的铰相互铰接；预制板件与柱端钢构件和梁端钢构件之间的间隙浇筑有高强灌浆料。
[0009]进一步的改进，所述梁连接块和混凝土梁的端部均预埋有角钢和梁内纵筋，角钢与钢板相连；所述钢板上形成有供梁内纵筋穿过的梁纵筋孔；所述套筒和耗能钢棒的端部均形成有外螺纹；梁连接块的梁内纵筋穿过柱端钢构件的梁纵筋孔并通过螺纹套筒与套筒相连，混凝土梁的梁内纵筋穿过梁端钢构件的梁纵筋孔并通过螺纹套筒与耗能钢棒相连。
[0010]进一步的改进，所述弹性复位结构包括高强螺杆，高强螺杆一端连接有梁连接块，另一端穿过并滑动连接有第一限位钢板，且穿过梁端钢构件上的螺杆孔；第一限位钢板与梁端钢构件相连；高强螺杆上螺纹连接有高强螺母，高强螺母连接有第二限位钢板；第一限位钢板与第二限位钢板之间的高强螺杆上套设有碟簧。
[0011]进一步的改进，所述弹性复位结构包括高强螺杆，高强螺杆一端与梁连接块内的预埋螺杆通过螺纹套筒连接，另一端螺纹连接有高强螺母，高强螺母连接有第二限位钢板，第二限位钢板通过碟簧连接有第一限位钢板，第一限位钢板与梁端钢构件相连。
[0012]进一步的改进，所述混凝土柱穿过楼板，楼板处于混凝土梁上，混凝土柱与楼板之间开设有缝，柱端钢构件和梁端钢构件连接处对应的楼板开洞，开洞处填充有填充钢板。
[0013]本专利技术与现有方法相比，具有以下优点：本结构具有低残余位移、自复位好、损伤控制集中和便于修复的优点。梁端铰接的存在可以将结构的损伤集中于上下两侧。传统的耗能钢筋因为其设置在混凝土内部，在梁端受损时，通常要凿除受损的混凝土，进而更换受损钢筋，这在修复上会造成困难和时间的浪费，而本技术中，耗能钢棒与梁内纵筋通过螺纹套筒连接，放置于预制UHPC块和钢管中，一旦耗能钢棒受损，可直接进行更换，修复效率大大提高。且UHPC与钢管的结合提高了抗压能力。经过套筒连接的耗能钢棒，实现了分区块耗能，耗能能力更强，而且避免了钢筋受压屈曲而导致钢筋里面有很大的残余应变，故有低残余位移的特点，因此如果要实现自复位的功能，所需要的自复位力就比较小，容易实现。弹性复位结构通过螺纹套筒连接，施工更加方便。本结构兼顾了梁柱节点自复位与耗能的要求，减少了传统节点位移大、耗能能力低的缺点，更换迅速，大大提高了其韧性能力。
附图说明
[0014]图1自复位可修复梁柱节点示意图；
图2为柱端钢构件示意图；图3为梁端钢构件示意图；图4为耗能钢棒示意图；图5为套筒耗能钢棒组合示意图；图6为限位钢片原理图；图7为半圆钢管示意图；图8为半圆钢管组合套筒示意图；图9为预制UHPC板示意图；图10为UHPC组合耗能钢棒示意图；图11为柱预留纵筋示意图；图12为梁预留纵筋示意图；图13(a)为弹簧自复位装置实施例一示意图；图13(b)为弹簧自复位装置实施例一示意图；图14(a)为碟簧自复位装置实施例二示意图；图14(b)为碟簧自复位装置实施例二示意图；图15为浇高强灌浆料示意图；图16为节点楼板组合立体示意图；图17为节点楼板的俯视结构示意图。
[0015]其中，1为混凝土柱，2为混凝土梁，3为柱端钢构件，4为梁端钢构件，5为角钢，6为铰，7为梁纵筋孔，8为螺杆孔，9为焊钉，10为耗能钢棒，11为推环，12为限位凸环，13为限位钢片，14为套筒，15为钢管，16为螺纹套筒，161为梁内纵筋，17为预制UHPC板，18为高强螺杆，19为螺纹套筒，191为预埋螺杆，20为第一限位钢板，21为高强螺母，22为弹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耗能高承载力自复位梁柱节点，其特征在于，混凝土柱（1）侧面凸起有梁连接块（27），梁连接块（27）连接有柱端钢构件（3），柱端钢构件（3）连接有梁端钢构件（4），梁端钢构件（4）连接有混凝土梁（2）；所述柱端钢构件（3）和梁端钢构件（4）结构相同，且中部铰接连接；柱端钢构件（3）和梁端钢构件（4）的铰接连接处的上方和下方均安装有耗能结构和弹性复位结构；所述耗能结构包括耗能钢棒（10），耗能钢棒（10）上沿长度方向形成有若干朝向相同的圆锥台部（28），圆锥台部（28）的粗端延伸形成限位凸环（12），圆锥台部（28）的细端延伸形成有缓冲部（29），缓冲部（29）的中部固定有推环（11）；圆锥台部（28）外周安装有两个半环形的限位钢片（13），限位钢片（13）内壁形成与圆锥台部（28）外表面配合的圆锥台内壁（30）；限位钢片（13）围合形成的钢管结构的外径大于限位凸环（12）以及推环（11）的外径；限位钢片（13）外套设有套筒（14），套筒（14）与限位钢片（13）紧密接触，且套筒（14）内壁与限位钢片（13）外表面粗糙处理；套筒（14）和耗能钢棒（10）一个与梁连接块（27）固定连接，另一个与混凝土梁（2）固定连接；所述弹性复位结构一端连接柱端钢构件（3），另一端连接梁端钢构件（4）。2.如权利要求1所述的高耗能高承载力自复位梁柱节点，其特征在于，所述套筒（14）外还固定有钢管，所述钢管由两个半圆形的钢管件（15）通过螺栓连接形成。3.如权利要求2所述的高耗能高承载力自复位梁柱节点，其特征在于，所述耗能结构处于两个预制UHPC板之间，且钢管件（15）的长度小于预制UHPC板的长度，使得钢管件（15）整体处于两个预制UHPC板之间；每个预制UHPC板上形成两个与耗能结构配合的半圆形槽；两个预制UHPC板与两个耗能结构组合形成预制板件。4.如权利要求3所述的高耗能高承载力自复位梁柱节点，其特征在于，所述柱端钢构件（3）和梁端钢构件（4）的结构相同，均包括钢板（31），钢板（31）的顶部和底部固定有U形架（32），钢板（31）的中部固定有铰（6）；预制板件放置在U形架（32）上，柱端钢构...

【专利技术属性】
技术研发人员：马高，魏舒康，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：