一种自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点的制作方法

1.本实用新型涉及可自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点施工技术 ，属于结构工程技术领域。


背景技术：

2.近年来，建筑行业迅猛发展，随着碳达峰碳中和的提出，推进能源及建筑领域的转型升级，大力推动装配式建筑的成为建筑转型升级的焦点。装配式建筑工业化工业化程度高，污染小，施工周期短等优点，装配式建筑不断涌现，而装配式连节节点的可靠性和耗能能力是影响装配式建筑安全应用和使用寿命的关键。建筑结构设计要求“强结点弱构件”，梁柱节点的不可恢复的塑性破坏直接影响建筑的使用寿命，危机人们的生命及财产。
3.现行装配式混凝土结构，预制梁和柱均预留外伸钢筋，在梁柱交点处预留钢筋搭接，采用后浇混凝土方式连接，施工需进行湿作业浇筑，施工周期长，且后浇带呈刚结，震后塑性破会严重，可恢复性能和耗能能力差。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点及施工方法。
5.本实用新型是一种自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点，包括混凝土柱1、h型钢2、混凝土梁3、过渡连接件4、梁端板5、拉索单元6、阻尼耗能构件7、翼缘连接盖板8、摩擦耗能元件9、第一高强螺栓10、第二高强螺栓11、第三高强螺栓12及腹板链接板13，混凝土柱1的中部预埋h型钢2，混凝土梁3的左端预埋梁端板5，过渡连接件4与混凝土梁通过拉索单元6相连，拉索两端分别通过预应力锚具锚固在过渡连接件端板4-4和混凝土梁3的两端；过渡连接件4的左连接板4-1通过第一高强螺栓10与预埋h型钢2腹板相连，右侧腹板4-3通过腹板连接板13和第三高强螺栓12与梁端板5的腹板相连，过渡连接件4与梁端板翼缘5-2通过翼缘连接盖板8和第二高强螺栓11相连；所述过渡连接件与端板之间设置阻尼耗能构件7。
6.本实用新型的有益之处是：1、所有元件和构件全部工厂预制，工业化生产，避免现场湿作业，提高施工精度，缩短施工周期，节约人力资源；本发明为避免梁柱接触面发生破坏，节点位置采用钢节点，节点设置在钢梁反弯点处，使塑性铰外移，并且节点处通过拉索单元分段连接，地震作用下通过接缝处的张开与闭合，可有效避免节点塑性变形；2、混凝土梁3和过渡连接件4在工厂内通过拉索预紧力拼装在一起，其预应力精度高，避免高空预紧；3、过渡连接件4和梁端板5的腹板及翼缘板连接处布置有摩擦耗能装置，提高节点的耗能；4、过渡连接件和梁端板之间设置阻尼耗能构件7，进一步提高该类节点的耗能能力；5、摩擦耗能组件若发生较大变形，只需更换该组件8、9、13即可，便于后期维修加固，实现循环利用，提高使用寿命。该类节点螺栓紧固方便，现场装配无湿作业，构件全预制，现场全装配，工业化程度高，适应装配式的发展应用。
附图说明
7.图1是本实用新型的三维图，图2是本实用新型的现场安装图，图3是本实用新型的正视图，图4是本实用新型过渡连接件三维图，图5是本实用新型的梁端板三维图，图6是本实用新型的阻尼耗能构件三维详图。
具体实施方式
8.本实用新型是一种自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点，包括混凝土柱1、h型钢2、混凝土梁3、过渡连接件4、梁端板5、拉索单元6、阻尼耗能构件7、翼缘连接盖板8、摩擦耗能元件9、第一高强螺栓10、第二高强螺栓11、第三高强螺栓12及腹板链接板13，混凝土柱1的中部预埋h型钢2，混凝土梁3的左端预埋梁端板5，过渡连接件4与混凝土梁通过拉索单元6相连，拉索两端分别通过预应力锚具锚固在过渡连接件端板4-4和混凝土梁3的两端；过渡连接件4的左连接板4-1通过第一高强螺栓10与预埋h型钢2腹板相连，右侧腹板4-3通过腹板连接板13和第三高强螺栓12与梁端板5的腹板相连，过渡连接件4与梁端板翼缘5-2通过翼缘连接盖板8和第二高强螺栓11相连；所述过渡连接件与端板之间设置阻尼耗能构件7。
9.以上所述的自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点，混凝土柱1中部预埋有h型钢2，预埋h型钢腹板开有高强螺栓孔，用于现场与过渡连接件4通过第一高强螺栓（10）实现干连接。提高装配效率，避免湿作业。
10.以上所述的自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点 ，过渡连接件4包括左连接板4-1、翼缘板4-2、右侧腹板4-3及端板4-4，其翼缘外侧和腹板两侧设有摩擦耗能元件9，用于摩擦耗能；所述过渡连接件左连接板4-1开有高强螺栓孔，通过第一高强螺栓10将过渡连接件4和预埋h型钢2固定；端板4-4两侧开有相应孔洞，用于固定拉索单元6；右侧腹板4-3相应位置开有螺栓孔，用于固定腹板摩擦耗能元件9和腹板连接板13；翼缘板4-2两侧均开有长螺栓孔，用于翼缘摩擦耗能元件和连接盖板滑移耗能时的限位；端板4-4右侧置设有阻尼耗能构件7，阻尼耗能构件通过焊接或铰接的方式连接在端板相应位置处。
11.以上所述的自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点，梁端板5包括端板5-1、翼缘5-2、腹板5-3和预埋腹板5-4，翼缘外侧和腹板两侧设有摩擦耗能元件9，用于摩擦耗能；所述腹板5-3相应位置开有长螺栓孔，用于腹板摩擦耗能元件9和连接盖板滑移耗能时的限位；翼缘相应位置开有螺栓孔，用于固定腹板摩擦耗能元件9和腹板连接板13；预埋腹板5-4预埋在混凝土梁左端，实现于混凝土梁的固结预制；端板5-1左侧置设有阻尼耗能构件7，阻尼耗能构件通过焊接或铰接的方式连接在端板相应位置处。
12.以上所述的自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点，阻尼耗能构件7包括外套筒7-1、空心导杆7-2、导杆锚板7-3、弹性元件7-4、橡胶材料7-5，弹性元件可选用碟簧、螺旋弹簧、橡胶弹簧或其任意组合；外套筒7-1和空心导杆7-2端部分别连接在过渡连接件端板4-4右侧和端板5-1左侧，其内部预留贯通式空心，适合拉索单元从其中心穿过；外套筒内装有弹性元件7-4和橡胶材料7-5，导杆穿过弹性元件，通过导杆锚板7-3固定在弹性元件左侧，梁在受力时，通过空心导杆7-2传力至导杆锚板7-3，锚板压缩弹性元件7-4和橡胶材料7-5实现耗能。
13.以上所述的自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点，拉索单元6选用具有弹性恢
复力的元件或可提供预应力的元件或二者的组合元件，数量可根据具体工程需要计算选取，其一端锚固于过渡连接件端板4-4左侧，另一端锚固于混凝土梁右端。
14.以上所述的可自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点，混凝土梁3端部布置垫板用于锚固拉索。
15.以上所述的自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点，翼缘连接盖板8和腹板连接板13相应位置设有固定螺栓孔和滑动限位螺栓孔，相应位置固定螺栓孔用于固定缘连接盖板8、腹板连接板13及摩擦耗能元件9，滑动螺栓用于位移变形时对连接板和摩擦耗能元件9的限位作用。
16.以上所述的自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点，混凝土梁3对应位置设置贯通式孔洞，用于穿过拉索单元6，提供预紧力。
17.本实用新型的自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点的施工方法 ，其步骤为：
18.步骤（1）根据具体工程的设计尺寸，在工厂制作预埋构件，并完成相应构件的预埋和预制，且对各个金属元件做防锈处理；将阻尼耗能构件7通过焊接或铰接的方式连接在过渡连接件4和梁端板5相应位置处；在过渡连接件4和梁端板5的腹板及翼缘处将摩擦耗能原件9和连接盖板通过高强螺栓临时固定；
19.步骤（2）张拉预应力：将拉索单元6穿过工混凝土梁3、梁端板5、阻尼耗能构件7和过渡连接件的端板4-4，在预制工厂通过预应力张拉机具，按具体工程设计需要张拉预应力至设计值，通过预应力锚固件锚固拉索单元6，完成预应力张拉，实现混凝土梁3和过渡连接件4的模块连接和预制，补强第二高强螺栓11和第三高强螺栓12；
20.步骤（3）将混凝土梁3和过渡连接件4的组合模块及其他构件运送至现场，预制混凝土柱固定完毕，将混凝土梁3和过渡连接件4的组合模块吊装就位，通过第一高强螺栓10，将过渡连接件连接板4-2和混凝土柱预埋h型钢2腹板固定；
21.步骤（4）校正核查各个螺栓扭矩，确保每个螺栓预紧力设计值，安装完成后对节点再做整体防锈处理；
22.步骤（5）避免节点连接位置在火灾中迅速高温中发生形变塌落，对节点位置做防火处理，防火等级按实际工程确定。
23.本实用新型的混凝土柱1中部预埋有h型钢2，预埋h型钢腹板开有高强螺栓孔，方便后期干作业拼装施工，提高装配效率，节省装配成本，减小装配难度。
24.本实用新型的过渡连接件4包括左连接板4-1、翼缘板4-2、右侧腹板4-3及端板4-4，其翼缘外侧和腹板两侧设有摩擦耗能元件9，用于摩擦耗能；所述过渡连接件左连接板4-1开有高强螺栓孔，用于过渡连接件和预埋h型钢腹板第一高强螺栓10固定；端板两侧开有相应孔洞，用于固定拉索单元6；右侧腹板4-2相应位置开有螺栓孔，用于固定腹板摩擦耗能元件9和腹板连接板13；翼缘两侧均开有长螺栓孔，用于翼缘摩擦耗能元件9和连接盖板8滑移耗能时的限位；端板右侧置设有阻尼耗能构件7，阻尼耗能构件通过焊接或铰接的方式连接在端板相应位置处。干作业便捷施工，多组件耗能，提高结果的稳定性和使用寿命。
25.本实用新型的梁端板5包括端板5-1、翼缘5-2、腹板5-3和预埋腹板5-4，翼缘外侧和腹板两侧设有摩擦耗能元件9，用于摩擦耗能；所述腹板5-3相应位置开有长螺栓孔，用于腹板摩擦耗能元件9和腹板连接板13滑移耗能时的限位；翼缘相应位置开有螺栓孔，用于固定腹板摩擦耗能元件和腹板连接板；预埋腹板5-4预制在混凝土梁左端，实现于混凝土梁的
固结预制；梁端板左侧置设有阻尼耗能构件7，阻尼耗能构件通过焊接或铰接的方式连接在端板相应位置处。预埋构件有效减少现场湿作业，提高构件精度，长螺栓孔为节点提供了足够的位移空间，减少了节点塑性变形。
26.本实用新型的阻尼耗能构件7包括外套筒7-1、空心导杆7-2、导杆锚板7-3、弹性元件7-4、橡胶材料7-5，弹性元件可选用碟簧、螺旋弹簧、橡胶弹簧或其任意组合；外套筒7-1和空心导杆7-2端部分别连接在过渡连接件端板4-4右侧和端板5-1左侧，其内部预留贯通式空心，适合拉索单元从其中心穿过；外套筒内装有弹性元件7-4和橡胶材料7-5，导杆穿过弹性元件，通过导杆锚板7-3固定在弹性元件左侧，梁在受力时，通过空心导杆7-2传力至导杆锚板7-3，锚板压缩弹性元件7-4和橡胶材料7-5实现耗能。阻尼器叠加反力，在增加耗能的同时，能为节点提供更好的恢复力。
27.本实用新型的拉索单元6可选用具有弹性恢复力的元件或可提供预应力的元件或二者的组合元件，数量可根据具体工程需要计算选取，其一端锚固于过渡连接件端板左侧，另一端锚固于混凝土梁端部垫板。工厂张拉预紧力，有效避免高空张拉预应力危险作业，提高预紧力精度，并且预紧力可为节点提供恢复力，实现节点可恢复功能的作用。
28.本实用新型的混凝土梁3端部布置垫板用于锚固拉索另一端垫板，避免混凝土因预紧力而压碎混凝土。
29.本实用新型的翼缘连接盖板8和腹板连接板13相应位置设有固定螺栓孔和滑动限位螺栓孔，相应位置固定螺栓孔用于固定缘连接盖板8、腹板连接板13及摩擦耗能元件9，滑动螺栓用于位移变形时对连接板和摩擦耗能元件的限位作用。该部分构件为节点提供充足的位移空间，在地震作用下不仅能实现耗能，而且可以实现复位初始功能的作用，若该部分构件发生塑性变形，只需更换连接板即可修复，降低了震后修复成本，延长结构的使用寿命。
30.以下给出本实用新型的具体实施方式，需要说明的是本实用新型并不局限具体的实例，凡在申请技术基础做的等同变换均计入本实用新型的保护范围。
31.如图1所示，本实用新型的自复位装配式混凝土梁柱耗能连接节点，包括混凝土柱1、h型钢2、混凝土梁3、过渡连接件4、梁端板5、拉索单元6、阻尼耗能构件7、翼缘连接盖板8、摩擦耗能元件9、第一高强螺栓10、第二高强螺栓11、第三高强螺栓12及腹板链接板13；混凝土柱1的中部预埋h型钢2，混凝土梁3的左端预埋梁端板5，过渡连接件4与混凝土梁通过拉索单元6相连，拉索两端分别通过预应力锚具锚固在过渡连接件端板4-4和混凝土梁3的两端；过渡连接件4的左连接板4-1通过第一高强螺栓10与预埋h型钢2腹板相连，右侧腹板4-3通过腹板连接板13和第三高强螺栓12与梁端板5的腹板相连，过渡连接件4与梁端板翼缘5-2通过翼缘连接盖板8和第二高强螺栓11相连；所述过渡连接件与端板之间设置阻尼耗能构件7。
32.具体的，如图2所示，混凝土柱1和h型钢2、混凝土梁3和梁端板5工厂预埋预制，将混凝土梁3、过渡连接件4、梁端板5、拉索单元6、阻尼耗能构件7、翼缘连接盖板8、摩擦耗能元件9、第一高强螺栓10、第二高强螺栓11、第三高强螺栓12及腹板链接板13在工厂拼装预制，现场吊装此模块，通过第一高强螺栓10实现现场装配，干作业便捷施工，省时省力。
33.具体的，如图4所示，过渡连接件4包括左连接板4-1、翼缘板4-2、右侧腹板4-3及端板4-4，其翼缘外侧和腹板两侧设有摩擦耗能元件9，用于摩擦耗能；过渡连接件作为装配衔
接构件，保证构件强度满足承载力要求，是混凝土干作业实现的前提。
34.具体的，如图5所示，梁端板5包括端板5-1、翼缘5-2、腹板5-3和预埋腹板5-4，翼缘外侧和腹板两侧设有摩擦耗能元件9，用于摩擦耗能；梁端板的预埋，将混凝土连接部位转换为钢节点，有效避免了混凝土塑性变形差的问题，提高了节点的可靠度和耗能能力。
35.具体的，如图6所示，拉索单元6可选用具有弹性恢复力的元件或可提供预应力的元件或二者的组合元件，工厂张拉预紧力，有效避免高空张拉预应力危险作业，提高预紧力精度，并且预紧力可为节点提供恢复力，实现节点可恢复功能的作用。