一种装配式组合结构梁柱连接节点及施工方法与流程

1.本发明涉及装配式结构建筑技术领域，更具体的说是涉及一种装配式组合结构梁柱连接节点及施工方法。


背景技术：

2.目前，国内的装配式混凝土框架结构体系主要采用梁柱在节点连接处断开，分段预制，梁柱节点区域在施工现场现浇的装配整体式结构体系。梁柱节点干式连接体系仅限于预制柱上设置支撑预制梁的牛腿，两者通常通过钢板预埋件焊接或者插筋连接，其传递梁端弯矩的能力较差，施工复杂，抗震性能差，无法满足耗能减震的要求。在遭遇地震或其他意外突发事件(如振动、爆炸等)时，其节点安全性不可靠，结构破坏程度较大，无法保障人民的生命和财产安全。
3.传统结构抗震方法通过加强主体结构的强度和刚度满足抗震要求，但其易造成结构刚度突变、局部应力集中等问题；对于高烈度地区，单靠提高结构承载力和刚度提高抗震性能施工周期长，材料用量大，人工费用高，显得不经济。耗能器作为耗能减震装置中的一种，有着构造简单、制作方便、造价低廉、易于更换等特点，在整体式结构的抗震加固工程中有应用，但装配式结构中没有使用。
4.因此，如何提供一种带耗能器的装配式组合结构梁柱连接节点是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.为此，本发明的一个目的在于提出一种装配式组合结构梁柱连接节点，解决装配式结构梁柱节点安全性不可靠，结构破坏程度较大的技术问题。
6.本发明提供了一种装配式组合结构梁柱连接节点，预制的混凝土柱与梁通过后张预应力钢筋束连接形成整体，所述梁靠近所述混凝土柱侧设置有梁端板，所述梁端板与所述混凝土柱之间通过高强灌缝粘结材料粘结，所述混凝土柱和所述梁连接节点处连接有用于耗能减震的摩擦阻尼器。
7.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种装配式组合结构梁柱连接节点，在装配式组合结构梁柱连接节点处通过后张预应力钢筋束将梁柱连接形成整体，并在梁柱节点位置设置有用于耗能减震的摩擦阻尼器，增加了装配式梁柱节点可靠性，提高了耗能减震效果，进而提高了装配式组合结构使用安全。
8.进一步地，所述梁为型钢梁或预制混凝土梁。
9.进一步地，所述混凝土柱内预留有与所述梁平行的、供所述后张预应力钢筋束穿入的预应力通道。
10.进一步地，所述梁为等截面的梁体，所述摩擦阻尼器一侧与所述混凝土柱连接，其顶部与所述梁连接。
11.进一步地，所述摩擦阻尼器包括：连接板、l形钢板、连接构件及摩擦型高强螺栓；
两组所述连接构件均沿平行于所述梁方向穿设于所述混凝土柱内、用于对应连接两个所述l形钢板的一端，两个所述l形钢板相对所述连接板对称布置，所述连接板顶部与所述梁底部通过焊接或螺栓连接固定，所述连接板上具有滑动连接孔，两个所述l形钢板上开设有供所述摩擦型高强螺栓通过的螺纹孔一，所述螺纹孔一与所述滑动连接孔位置对应、且所述滑动连接孔开口尺寸大于所述螺纹孔一的尺寸，用于产生相对滑动。
12.进一步地，所述梁为变截面的梁体，靠近节点处腹板截面高度逐渐增大，所述摩擦阻尼器连接于腹板截面中下部，其一端与所述混凝土柱连接。
13.进一步地，所述摩擦阻尼器包括：l形钢板、连接构件及摩擦型高强螺栓；两组所述连接构件均沿平行于所述梁方向穿设于所述混凝土柱内、用于对应连接两个所述l形钢板的一端，两个所述l形钢板相对所述梁的腹板对称布置，所述梁的腹板与所述l形钢板通过摩擦型高强螺栓连接，所述梁的腹板上具有滑动连接通槽，两个所述l形钢板上开设有供所述摩擦型高强螺栓通过的螺纹孔二，所述螺纹孔二与所述滑动连接通槽位置对应、且所述滑动连接通槽开口尺寸大于所述螺纹孔二的尺寸，用于产生相对滑动。
14.进一步地，所述连接构件为柱内锚固钢筋或对拉螺栓。
15.进一步地，两个所述l形钢板夹设面均具有耗能垫层。
16.本发明的另一个目的在于提供一种装配式组合结构梁柱连接节点的施工方法，包括以下步骤：
17.s1、安装预制混凝土柱；
18.s2、将梁置于柱的临时牛腿上，安装梁；
19.s3、在梁上部穿后张预应力钢筋束，避免钢筋束的转动导致多根绞线缠搅在一起；
20.s4、在混凝土柱和梁端板接缝处使用高强灌缝粘结材料灌实；
21.s5、待聚合物砂浆达到要求强度后，张拉后张预应力钢筋束；
22.s6、预制的混凝土柱与梁节点处设置摩擦阻尼器，用于耗能减震。
23.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种装配式组合结构梁柱连接节点的施工方法，施工方便，增加了装配式梁柱节点可靠性，提高了耗能减震效果，进而提高了装配式组合结构使用安全。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
25.图1附图为本发明提供的一种装配式组合结构梁柱连接节点第一实施例的装配示意图；
26.图2附图为本发明提供的一种装配式组合结构梁柱连接节点第一实施例的爆炸图；
27.图3附图为本发明提供的一种装配式组合结构梁柱连接节点第一实施例的使用一种连接构件连接的示意图；
28.图4附图为本发明提供的一种装配式组合结构梁柱连接节点第一实施例的使用另
一种连接构件连接的示意图；
29.图5附图为本发明提供的一种装配式组合结构梁柱连接节点第一实施例的摩擦阻尼器结构示意图；
30.图6附图为本发明提供的一种装配式组合结构梁柱连接节点第二实施例的装配示意图；
31.图7附图为本发明提供的一种装配式组合结构梁柱连接节点第二实施例的爆炸图；
32.图8附图为本发明提供的一种装配式组合结构梁柱连接节点第二实施例的使用一种连接构件连接的示意图；
33.图9附图为本发明提供的一种装配式组合结构梁柱连接节点第二实施例的使用另一种连接构件连接的示意图。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.由于现有装配式组合结构梁柱连接节点安全性不可靠，结构破坏程度较大，无法保障人民的生命和财产安全。由此本发明实施例公开了一种装配式组合结构梁柱连接节点，用于装配式组合结构框架和框架剪力墙建筑，适用于多高层公共建筑，如学校、办公楼、公寓、医院等。
40.参见附图1-2，在本发明的第一实施例中，预制的混凝土柱1与梁2通过后张预应力钢筋束3连接形成整体，所述梁2为等截面的梁体，所述梁2靠近所述混凝土柱1侧设置有梁端板22，所述梁端板22与所述混凝土柱1之间通过高强灌缝粘结材料23粘结，所述混凝土柱1和所述梁2连接节点处连接有用于耗能减震的摩擦阻尼器4；具体的，所述摩擦阻尼器4一侧与所述混凝土柱1连接，其顶部与所述梁2连接。所述梁2为型钢梁或预制混凝土梁，所述混凝土柱1内预留有与所述梁2平行的、供所述后张预应力钢筋束3穿入的预应力通道11。此方案适合梁柱连接截面高度较小的场所。
41.有利的是，参见附图3-5，在本发明的第一实施例中，所述摩擦阻尼器4包括：连接板41、l形钢板42、连接构件43及摩擦型高强螺栓44；两组所述连接构件43均沿平行于所述梁2方向穿设于所述混凝土柱1内、用于对应连接两个所述l形钢板42的一端，两个所述l形钢板42相对所述连接板41对称布置，所述连接板41顶部与所述梁2底部通过焊接或螺栓连接固定，所述连接板41上具有滑动连接孔411，两个所述l形钢板42上开设有供所述摩擦型高强螺栓44通过的螺纹孔一，所述螺纹孔一与所述滑动连接孔411位置对应、且所述滑动连接孔411开口尺寸大于所述螺纹孔一的尺寸，用于产生相对滑动。采用此方案，保证了l型钢板与梁之间能够发生相对滑动，以实现阻尼器摩擦耗能效果。其中连接构件43穿过柱对l型钢板固定。通过连接构件43连接增强节点承载力。如梁采用预制混凝土梁，连接板41可以预埋于梁上。
42.上述实施例中，参见附图3，所述连接构件43采用对拉螺栓连接；参见附图4，所述连接构件43采用柱内锚固钢筋连接。
43.有利的是，上述各实施例中，两个所述l形钢板42与连接板41夹设面均具有耗能垫层，可以采用耗能软钢片，以强化阻尼器摩擦耗能效果。
44.参见附图6-7，在本发明的第二实施例中，预制的混凝土柱1与梁2通过后张预应力钢筋束3连接形成整体，所述梁2为变截面的梁体，靠近节点处腹板截面高度逐渐增大，所述梁2靠近所述混凝土柱1侧设置有梁端板22，所述梁端板22与所述混凝土柱1之间通过高强灌缝粘结材料23粘结，所述混凝土柱1和所述梁2连接节点处连接有用于耗能减震的摩擦阻尼器4；具体的，所述摩擦阻尼器4连接于腹板截面中下部，其一端与所述混凝土柱1连接。所述梁2为型钢梁或预制混凝土梁，所述混凝土柱1内预留有与所述梁2平行的、供所述后张预应力钢筋束3穿入的预应力通道11。此方案适合梁柱连接截面高度较大的场所。
45.参见附图8和9，在本发明的第二实施例中，所述摩擦阻尼器4包括：l形钢板42、连接构件43及摩擦型高强螺栓44；两组所述连接构件43均沿平行于所述梁2方向穿设于所述混凝土柱1内、用于对应连接两个所述l形钢板42的一端，两个所述l形钢板42相对所述梁2的腹板对称布置，所述梁2的腹板与所述l形钢板42通过摩擦型高强螺栓44连接，所述梁2的腹板上具有滑动连接通槽21，两个所述l形钢板42上开设有供所述摩擦型高强螺栓44通过的螺纹孔二，所述螺纹孔二与所述滑动连接通槽21位置对应、且所述滑动连接通槽21开口尺寸大于所述螺纹孔二的尺寸，用于产生相对滑动。采用此方案，不仅梁腹板上开设滑动连接通槽，梁端板上也开设有大尺寸的通孔，保证了l型钢板与梁、梁端板之间能够发生相对滑动，以实现阻尼器摩擦耗能效果。其中连接构件43穿过柱和梁端板22。通过连接构件43的连接增强节点承载力。
46.上述实施例中，参见附图8，所述连接构件43采用对拉螺栓连接；参见附图9，所述
连接构件43采用柱内锚固钢筋连接。
47.上述实施例中，两个所述l形钢板42与梁腹板夹设面均具有耗能垫层，可以采用耗能软钢片，以强化阻尼器摩擦耗能效果。
48.上述各实施例中，梁与预制混凝土柱之间设置梁柱接缝，梁柱接缝的宽度为10mm～30mm，用于调整安装误差，在后张预应力钢筋束预应力张拉前，填筑高强灌缝粘结材料。
49.上述各实施例中，沿混凝土柱宽度两个方向分别设有预应力筋通道和柱内锚固钢筋(或对拉螺栓)，两个方向的上层预应力筋通道和柱内锚固钢筋(或对拉螺栓)在高度方向上错开布置。后张预应力钢筋束束穿过预应力筋通道在柱外侧通过预应力筋锚头与混凝土柱连接，并通过施加预应力将所述梁与混凝土柱压着在一起。摩擦型高强螺栓穿过梁两侧l型钢板预留螺栓孔及梁腹板的滑动连接通槽或连接板的滑动连接孔固定。梁腹板滑动连接通槽或滑动连接孔边缘与高强摩擦型螺栓外边沿留有一定的间隙，保证l型钢板与梁腹板(连接板)之间相对滑动时，螺栓杆不会碰到梁腹板。l型钢板与混凝土柱通过对拉螺栓连接，或l型钢板与混凝土柱通过高强钢筋与预埋钢筋续接器431相连。
50.本发明施工时先安装预制混凝土柱，再将梁置于预制混凝土柱的临时牛腿上；然后穿连接梁柱之间的预应力钢筋束；张拉后张预应力钢筋束，或者采用有粘结预应力筋，需要将预应力筋孔道灌实，拉控制应力不能超过设计规定的最大拉控制应力，初步形成稳定承载体系；然后采用预制混凝土柱内部的预埋锚固钢筋或对拉螺栓将l型钢板固定；最后通过摩擦型高强螺栓将l型钢板与梁腹板或连接板连接并压紧。
51.具体的施工方法包括以下步骤：
52.步骤一、安装预制混凝土柱；
53.步骤二、将梁置于柱的临时牛腿上，安装连接位置变截面梁或等截面梁；
54.步骤三、在梁上部穿后张预应力钢筋束，避免刚束的转动导致多根绞线缠搅在一起；
55.步骤四、梁柱接缝高强灌缝粘结材料灌实；
56.步骤五、待聚合物砂浆达到要求强度后，张拉后张预应力钢筋束(如采用有粘结预应力筋需要将预应力筋孔道灌实)；
57.步骤六、通过预制混凝土柱内锚固钢筋或对拉螺栓连接位于梁两侧或梁底部连接l型钢板；
58.步骤七、穿过两组l型钢板预留螺栓孔及梁腹板的滑动连接通槽或连接板的滑动连接孔411，安装摩擦型高强螺栓将l型钢板与梁腹板或连接板连接并压紧，节点发生转动时，通过l型钢板与梁腹板后连接板之间的相对滑动进行耗能。也可以在l型钢板夹设面增加耗能软钢进一步耗能。
59.本发明提供了可高效施工，经济、简单、安全可靠且抗震性能良好，震后易修复的带耗能器的预应力装配式组合结构梁柱连接节点及施工方法。本发明通过在结构中增加方便更换的耗能减震器，利用耗能减震器耗散地震输入能量，减小主体结构的地震反应，从而避免主体结构倒塌或破坏，达到减震耗能目标。其具有良好的抗震性能和震后修复能力且通过施工工序的合理安排能够提高装配式预应力框架结构的施工建造速度。
60.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
61.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。