一种装配式异形柱的限位耗能装置及其安装方法与流程

本发明涉及一种装配式异形柱的限位耗能装置及其安装方法。

背景技术：

随着我国住宅建筑规模的不断扩大和住宅产业现代化的大力推进，建筑功能优于普通框架结构的多层异形柱框架轻质墙结构体系逐渐得到了推广和应用。采用异形柱结构避免了框架柱在室内凸出，少占用建筑空间，为建筑设计和使用功能带来方便。异形柱框架结构住宅具有良好的经济效益、环境效益与社会效益，并显示出良好的发展前景。

我国是陆地地震多发国家之一，特别是近年来，地震频繁发生，地震造成的震害也越来越越严重。试验研究表明，在相同条件下，异形柱框架梁柱节点核心区受剪承载力低于截面面积相同的矩形柱框架梁柱节点的受剪承载力，是异形柱的薄弱环节，这也直接影响其在高烈度区的应用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种抗震效果好的装配式异形柱的限位耗能装置，还提供一种便于安装的装配式异形柱的限位耗能装置的安装方法。

为了解决上述问题，本发明包括异形柱和混凝土梁，所述的混凝土梁连接在异形柱的翼部，混凝土梁的长度方向垂直于异形柱的长度方向，所述的混凝土梁与异形柱之间设置有连接装置和至少一组限位耗能元件。

为了便于设置限位耗能元件，本发明所述的限位耗能元件包括两块平行设置的第一限位板和插接在两块第一限位板之间的第二限位板，所述的第一限位板和第二限位板上均设置有相对应的限位孔，所述的限位孔中设置有限位块，所述的限位块与第一限位板的限位孔的边缘和第二限位板的限位孔的边缘之间均留有间隙，所述的限位块与限位孔之间沿第一限位板长度方向的间隙中设置有多个耗能加强件，所述的耗能加强件的两端分别固定连接在限位块与限位孔的孔壁上，所述的第一限位板通过第一连接端板固定连接在异形柱的侧面，所述的第二限位板通过第二连接端板固定连接在混凝土梁的侧面。

为了便于设置耗能加强件，本发明所述的耗能加强件包括两个棱台体，所述的两个棱台体的上底面固定连接，所述的两个棱台体的下底面分别与限位块的边缘和限位孔的边缘焊接，所述的耗能加强件采用软钢材料。

为了便于异形柱与第一限位板连接和便于混凝土梁与第二限位板连接，本发明所述的第一限位板和第二限位板均为圆弧板，所述的第一限位板上与第一连接端板连接处的切线与异形柱的长度方向垂直，所述的第二限位板上与第二连接端板连接处的切线与混凝土梁的长度方向垂直。

本发明还涉及一种装配式异形柱的限位耗能装置的安装方法，采用上述所述的装配式异形柱的限位好能装装置，其特征在于：包括如下步骤：a、钻凿安装孔：在异形柱的翼部侧面与混凝土梁的侧面钻凿连接钢筋孔，连接钢筋孔为阶梯孔，阶梯孔的小孔孔径与连接钢筋的直径相同；b、将连接钢筋插入到连接钢筋孔中，并在连接钢筋与阶梯孔的大孔之间的间隙内填充混凝土浆，晾干至与混凝土梁相同硬度状态；c、将第一限位板焊接在第一连接端板上，将第二限位板焊接在第二连接端板上；d、将步骤c中第一连接端板与第一限位板相背对的一侧焊接在步骤a中异形柱的连接钢筋上，将步骤c中的第二连接端板与第二限位板相背对的一侧焊接在步骤a中的混凝土梁的连接钢筋上；e、安装耗能加强件：先在安装叉的上下两排叉体上均套上一排滑动套，再在相邻菱形柱之间的间隙内放置一排耗能加强件，以相同的方式放置两排滑动套和两排耗能加强件，将安装叉伸入进限位孔中，调整耗能加强件的位置使其与相应的限位板相对应，并通过锁紧螺栓固定滑动套对耗能加强件进行固定，然后将限位块插入到安装叉的上下两排叉体之间并使限位块贯穿三块限位板的限位孔，用电焊设备分别将耗能加强件的两端焊接在限位孔的孔壁和限位块上，最后抽出安装叉，完成限位耗能元件的安装。

为了便于安装耗能加强件，本发明所述的安装叉包括两排平行设置的叉体和连接两排叉体的连接手柄，安装叉的高度与所述的限位孔的宽度等同，安装叉的宽度不大于限位孔的长度，所述的每排叉体均包括若干根菱形柱，所述的相邻菱形柱之间设置有间隙，且相邻菱形柱之间的间隙与所述的耗能加强件相配合，所述的每根菱形柱上均滑动设置有三个滑动套，所有菱形柱上位于同一排的滑动套之间固定连接，且每排滑动套中的其中一个滑动套与对应的菱形柱之间设置有锁紧螺栓。

本发明的有益效果是：本发明异形柱和混凝土梁通过限位耗能元件进行限位，当发生地震时，异形柱与混凝土梁之间会产生相对移动，与异形柱固定连接的第一限位板和与混凝土梁固定连接的第二限位板发生相对移动，限位块与限位孔之间的耗能加强件因材料和形状特性会先发生断裂，耗能加强件断裂会消耗地震能量，避免地震对异形柱与混凝土柱之间的连接装置造成严重破坏，且限位板上限位孔与限位块的连接结构能够避免异形柱与混凝土梁再发生较大的位移，避免房体结构遭到破坏。本发明的安装方法简单方便，通过安装叉将耗能加强件安装在限位块与限位孔之间，既快捷方便，还能保证工作人员的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中a-a截面图；

图3为本发明的限位耗能元件的放大示意图；

图4为本发明的限位耗能元件的俯视示意图；

图5为图3中b-b剖视示意图；

图6为本发明的安装叉的正视示意图；

图7为本发明的安装叉的后视示意图；

图8为本发明的安装叉的俯视示意图。

其中：1、异形柱，2、限位耗能元件，3、混凝土梁，4、连接装置，5、第一连接端板，6、第一限位板，7、限位块，8、耗能加强件，9、第二限位板，10、第二连接端板，11、限位孔，12、菱形柱，13、连接手柄，14、滑动套。

具体实施方式

如图1所示的装配式异形柱的限位耗能装置，包括异形柱1和混凝土梁，如图2所示，所述的异形柱1为十字形异形柱，所述的混凝土梁3连接在异形柱1的翼部，混凝土梁3的长度方向垂直于异形柱1的长度方向，所述的混凝土梁3与异形柱1之间设置有连接装置4和至少一组限位耗能元件2。如图3-5所示，所述的限位耗能元件2包括两块平行设置的第一限位板6和插接在两块第一限位板6之间的第二限位板9，所述的第一限位板6和第二限位板9上均设置有相对应的限位孔11，所述的限位孔11中设置有限位块7，所述的限位块7与第一限位板6的限位孔11的边缘和第二限位板9的限位孔11的边缘之间均留有间隙，所述的限位块7与限位孔11之间沿第一限位板6长度方向的间隙中设置有多个耗能加强件8，所述的耗能加强件8的两端分别固定连接限位块7与限位孔11的孔壁上，所述的耗能加强件8包括两个棱台体，所述的两个棱台体的上底面固定连接，所述的两个棱台体的下底面分别与限位块7和限位孔11的边缘焊接，所述的耗能加强件8采用软钢材料，所述的软钢为现有技术已存在的材料。所述的第一限位板6通过第一连接端板5固定连接在异形柱1的翼部侧面上，所述的第二限位板9通过第二连接端板10固定连接在混凝土梁3的侧面上。

本实施例所述的第一限位板6和第二限位板9均可以采用圆弧板，所述的第一限位板6上与第一连接端板5连接处的切线与异形柱1的长度方向垂直，所述的第二限位板9上与第二连接端板10连接处的切线与混凝土梁3的长度方向垂直。

本实施例所述的第一限位板6和第二限位板9可以采用直板，第一限位板6的长度方向与第一连接端板5所在的平面的夹角与第二限位板9的长度方向与第二连接端板10所在的平面的夹角互余。

工作原理：异形柱1和混凝土梁3通过限位耗能元件2进行限位，当发生地震时，异形柱1与混凝土梁3之间会产生相对移动，与异形柱1固定连接的第一限位板6和与混凝土梁固定连接的第二限位板9发生相对移动，限位块7与限位孔11之间的耗能加强件8因材料和形状特性会先发生断裂，耗能加强件8断裂会消耗地震能量，避免地震对异形柱1与混凝土柱3之间的连接装置造成严重破坏，且限位板上限位孔11与限位块7的连接结构能够避免异形柱1与混凝土梁3再发生较大的位移，避免房体结构遭到破坏。

本实施例还涉及一种装配式异形柱的限位耗能装置的安装方法，采用上述所述的装配式异形柱的限位好能装装置，包括如下步骤：a、钻凿安装孔：在异形柱1的翼部侧面与混凝土梁3的侧面钻凿连接钢筋孔，连接钢筋孔为阶梯孔，阶梯孔的小孔孔径与连接钢筋的直径相同；b、将连接钢筋插入到连接钢筋孔中，并在连接钢筋与阶梯孔的大孔之间的间隙内填充混凝土浆，晾干至与混凝土梁3相同硬度状态；c、将第一限位板6焊接在第一连接端板5上，将第二限位板9焊接在第二连接端板10上；d、将步骤c中第一连接端板5与第一限位板6相背对的一侧焊接在步骤a中异形柱1的连接钢筋上，将步骤c中的第二连接端板10与第二限位板9相背对的一侧焊接在步骤a中的混凝土梁3的连接钢筋上；e、安装耗能加强件：先在安装叉的上下两排叉体上均套上一排滑动套14，再在相邻菱形柱12之间的间隙内放置一排耗能加强件8，以相同的方式放置两排滑动套14和两排耗能加强件8，滑动套14与耗能加强件8交叉设置，即一排滑动套14挨着一排耗能加强件8，将安装叉伸入进限位孔11中，调整耗能加强件8的位置使其与相应的限位板相对应，并通过锁紧螺栓固定滑动套14对耗能加强件8进行限位固定，然后将限位块7插入到安装叉的上下两排叉体之间并使限位块贯穿三块限位板的限位孔11，用电焊设备分别将耗能加强件的两端焊接在限位孔11的孔壁和限位块7上，最后抽出安装叉，完成安装。

如图6-8所示，本实施例安装方法中所述的安装叉包括两排平行设置的叉体和连接两排叉体的连接手柄13，安装叉的高度与所述的限位孔11的宽度相等，安装叉的宽度不大于限位孔11的长度，所述的每排叉体均包括若干根菱形柱12，所述的相邻菱形柱12之间设置有间隙，且相邻菱形柱12之间的间隙与所述的耗能加强件8相配合，所述的每根菱形柱12上均滑动设置有三个滑动套14，所有菱形柱12上位于同一排的滑动套14之间固定连接，且每排滑动套12中的其中一个滑动套12与对应的菱形柱12之间设置有锁紧螺栓。使用安装叉进行耗能加强件的安装能够同时进行三个限位板上的限位孔与限位块的安装，快捷方便，在限位孔与纤维开焊接时，还会用到电焊设备，使用安装叉能够避免工作人员直接接触耗能加强件，保证了工作人员的安全。

在上述安装耗能加强块步骤中，为了避免每次都需要调节滑动套14的位置，安装叉的连接手柄13上可以固定设置有限位顶板，菱形柱12上设置有分别对应三块限位板的限位标识线，在将安装叉插入到限位孔11之前，调整滑动套14带动耗能加强件至对应限位标识线的位置，使其三排耗能加强件8的位置与相应限位板的位置对应，然后通过锁紧螺栓进行固定，再将安装叉插入到限位孔11中，直至限位顶板顶在第一限位板6的端面上，可直接进行下一步的焊接步骤。相对于插入到限位孔11后在调节的方式，更加方便操作，也更加适应批量化生产的要求，为了适应不同厚度的限位板或不同间距的限位板，还可以直接在菱形柱12上刻上刻度线，便于在插入到限位孔11之前进行调节。