【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑抗震，具体涉及一种用于梁柱节点的半刚性抗震加固组件及加固方法。
技术介绍
1、梁柱节点，是指框架结构中梁和柱的交点。梁柱节点是框架结构的传力枢纽，是框架结构在地震作用下的薄弱部位，当梁柱节点老化或受损时，应该立即合理且有效地对其进行加固。目前钢筋混凝土框架结构梁柱节点的加固方法，如外包钢方法、扩大截面法，一般均会将梁柱节点加固成一个相对于原节点核心区大幅度扩出的刚性域，这会导致地震作用随结构刚度的增加而加大，从而降低框架结构的整体加固效果。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种用于梁柱节点的半刚性抗震加固组件及加固方法，在不增大梁柱节点的刚性区域的情况下，对梁柱节点进行抗震加固。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种用于梁柱节点的半刚性抗震加固组件，包括受力杆、复位机构和底座，所述受力杆包括前杆，所述前杆被后筒夹持，且前端伸出后筒，所述后筒包括两个对接的夹持件，两个夹持件之间具有间距，两个夹持件通过螺栓固定连接，位于下方的夹持件的后端与连接构件固定连接；所述前杆前端和底座铰接连接，连接构件后端和底座铰接连接；所述复位机构用于在加固组件受到的荷载增大至对应于前杆和后筒之间的静摩擦力的最大值后又降低到该最大值的20％-40％时，复位螺栓。
4、进一步的，复位机构包括扭件和力传感器，所述扭件套设在螺栓的螺母外圈；扭件通过齿轮系统与驱动装置连接，所述驱动装置由控制器控制；所述力传感器用于检测加固组件的载荷。p>
5、进一步的，扭件侧壁设有扭矩传感器，用以测量高强螺栓松弛后的扭矩损失值，所述扭矩传感器和控制器连接。
6、进一步的，齿轮系统包括啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，第一锥齿轮和第二锥齿轮两轴之间的交角为90°。
7、进一步的，扭件通过连接杆与第二锥齿轮连接。
8、进一步的，驱动装置为脉冲电机。
9、进一步的，驱动装置设置在壳体中。
10、一种用于梁柱节点的半刚性抗震加固方法，包括以下步骤：
11、步骤1、权利要求1所述的半刚性抗震加固组件安装在被加固的梁柱节点；
12、步骤2、小震和中震时，半刚性抗震加固组件上的轴力小于前杆和后筒之间的静摩擦力，两杆之间相对静止；半刚性抗震加固组件作为梁端纵筋的补强，柱端纵筋的补强或者作为梁端和柱端之间的竖向加腋，增加结构的承载力；
13、大震时，半刚性抗震加固组件上的轴力超过两杆之间的静摩擦力，前杆相对于后筒滑移，轴力为动摩擦力水平，螺栓同步松弛；与此同时，梁端发生开裂，实现能量耗散，力传感器测得加固组件上的载荷后，将载荷反馈给控制系统，控制系统分析载荷值是否达到临界值，若达到临界值，立即控制螺栓复位。
14、进一步的，步骤1中，当半刚性抗震加固组件作为梁端和柱端间的竖向加腋时，半刚性抗震加固组件安装于梁柱节点下方，倾斜15°～60°，与梁柱构成一个三角形区域，半刚性抗震加固组件两端分别与梁端和柱端相连；作为节点柱端纵筋的补强时，半刚性抗震加固组件与柱端的轴线平行，半刚性抗震加固组件两端分别与梁端和柱端相连；作为节点梁端纵筋的补强时，半刚性抗震加固组件与梁端的轴线平行，半刚性抗震加固组件两端分别与梁端和柱端相连。
15、进一步的，步骤2中，控制螺栓复位的方法为：
16、螺栓松弛后，扭矩传感器检测到螺栓的扭矩损失值，将扭矩损失数据传给控制系统，控制系统根据扭矩损失值计算脉冲电机的旋转圈数n；
17、控制系统接收到载荷数据后分析载荷数据是否达到临界值，若载荷数据达到临界值，控制脉冲电机立即旋转n圈，驱动装置带动第一锥齿轮旋转，第一锥齿轮带动第二锥齿轮旋转，第二锥齿轮带动连接杆旋转，连接杆带动扭件旋转，扭件牵引螺栓复位。
18、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
19、本专利技术提供的加固组件，相较于目前钢筋混凝土框架结构的梁柱节点的加固方法，有一个最为显著的优点：现有的加固方式，大部分都是在混凝土构件梁柱节点周边大范围增设加固材料，从而显著增大了梁柱节点刚性区域的范围，这会导致地震作用随结构刚度的增加而加大，从而大幅度降低了框架结构的整体加固效果。而本专利技术仅仅需要将加固组件固定在混凝土构件的某个位置上，加固后不会使梁柱节点的刚性区域发生明显的扩出，结构的刚度不会发生明显的改变，框架结构的整体加固效果更好。
20、本专利技术公开的半刚性抗震加固组件，在中震及以下时，通过加固组件提高梁柱节点承载力的方式抵抗地震作用，在大震时，以能量耗散的方式抵抗地震作用，适应性强，更符合现行抗震理论中的基于性能的延性框架设计原则，并具有自动复位和可更换的构造特点。
21、该加固组件具有可更换功能，可以根据组件损坏或老化的情况选择整体更换或只替换高强螺栓。整体更换可以通过从前杆前端和连接构件后端的铰支座处取下来实现，连接于受力杆的复位机构和控制系统可视损坏情况一同更换，或不更换。
22、进一步的，加固组件在地震发生时采用驱动齿轮扭件组合系统的方式复位高强螺栓。齿轮系统传动效率可以达到90％以上，且其通常采用金属材料制造，使用寿命长，耐久性高，采用交角为90°的锥齿轮传动，传力方式简单有效。扭件形状和高强螺栓相同，两者之间紧密性较高，复位时，扭件转动，高强螺栓随之转动。
23、本专利技术提供的抗震加固方法，将上述抗震加固组件安装在混凝土构件上，小震和中震时，加固组件作为节点处混凝土构件的补强或者作为混凝土构件的竖向加腋，起到一个增加混凝土构件承载力的作用。大震时，前杆相对于后筒滑移，高强螺栓松弛，梁端发生显著开裂，实现能量耗散；然后，控制高强度螺栓复位，抵抗下一个地震波峰值。无论在哪种地震强度下都能起到良好的抗震作用，抗震效果好，适应性强，可增加建筑的使用寿命，减小地震对建筑的破坏。
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1.一种用于梁柱节点的半刚性抗震加固组件，其特征在于，包括受力杆、复位机构和底座(13)，所述受力杆包括前杆(3)，所述前杆(3)被后筒(4)夹持，且前端伸出后筒(4)，所述后筒(4)包括两个对接的夹持件，两个夹持件之间具有间距，两个夹持件通过螺栓固定连接，位于下方的夹持件的后端与连接构件(11)固定连接；
2.根据权利要求1所述的一种用于梁柱节点的半刚性抗震加固组件，其特征在于，所述复位机构包括扭件(8)和力传感器(10)，所述扭件(8)套设在螺栓的螺母外圈；扭件(8)通过齿轮系统与驱动装置连接，所述驱动装置由控制器控制；所述力传感器(10)用于检测加固组件的载荷。
3.根据权利要求2所述的一种用于梁柱节点的半刚性抗震加固组件，其特征在于，所述扭件(8)侧壁设有扭矩传感器，用以测量高强螺栓(9)松弛后的扭矩损失值，所述扭矩传感器和控制器连接。
4.根据权利要求2所述的一种用于梁柱节点的半刚性抗震加固组件，其特征在于，所述齿轮系统包括啮合的第一锥齿轮(5)和第二锥齿轮(6)，第一锥齿轮(5)和第二锥齿轮(6)两轴之间的交角为90°。
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