一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点的制作方法

本技术涉及建筑，具体讲是一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点。

背景技术：

1、传统混凝土柱-钢梁连接节点通常需要现场焊接或螺栓连接，施工过程复杂，需要专业的焊工技术和设备，而且现场施工时间较长，增加了项目的施工周期。同时节点一旦出现损坏或需要更换，需要对整个节点进行拆除和重新安装，耗时耗力，并且可能造成周围结构的二次破坏。传统混凝土柱-钢梁连接节点在设计上可能造成应力集中，其中焊缝和连接板等焊接部位容易出现应力集中，降低了整体节点的强度和稳定性。同时焊接连接或螺栓连接，容易造成焊接热影响区、螺栓孔等部位的腐蚀、疲劳和松动等问题，降低节点的耐久性。传统混凝土柱-钢梁连接节点所需要的焊接材料和能耗较多，对环境有一定影响，不符合可持续性绿色发展的要求。

2、经过检索发现，专利公开号为“cn210529936u”的中国实用新型专利公开了一种钢管混凝土柱-工字钢梁连接节点，包括钢管混凝土柱、梁-柱节点连接块、工字钢梁、工字形斜支撑、连接板、对拉螺栓和螺栓。耗能能力强的钢管混凝土柱-工字钢梁连接节点工字钢梁、钢管混凝土柱通过梁-柱节点连接块进行连接；工字形斜支撑一侧连接钢管混凝土柱、另一侧连接梁-柱节点连接块与工字钢梁。钢管混凝土柱、工字钢梁、梁-柱节点连接块、工字形斜支撑和连接板均进行预留孔处理，方便后期进行连接。本实用新型涉及的构件均可进行工厂预制处理，具有保护环境、提高构件质量和保证构件精度等优点。本实用新型采用的钢管混凝土柱与工字钢梁的梁柱形式，很好的满足了强柱弱梁的要求，具有很好的抗震性能。

3、然而，该技术方案需要在钢管混凝土柱以及工字型钢梁上预先开设多个连接孔，由于螺栓插入一般需要螺母固定，当螺栓穿过连接孔后，难以保证螺栓的另一头穿过混凝土柱（即螺栓的长度无法全部穿过钢管混凝土柱），导致连接的强度不高，若是遇到一些较小的震动（如地震）很容易造成脱落。

技术实现思路

1、因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点，该节点通过在混凝土柱浇筑前预先在钢筋笼外端设置外包钢并贯穿丝杆，浇筑混凝土后其外包钢外侧的丝杆可便于安装h形钢，有效的保证安装强度，同时通过悬臂梁以及与h形钢连接的盖板和摩擦板，可在大震及超大震条件下实现节点塑性铰的外移，并且在悬臂外伸梁段与h型钢梁连接处实现自复位摩擦耗能。

2、本实用新型是这样实现的，构造一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点，包括外包钢，设置于钢筋笼外端；

3、丝杆，垂直贯穿于外包钢以及钢筋笼后浇筑混凝土使其固定；

4、悬臂梁，活动安装于外包钢的外侧并套在丝杆外部通过螺栓连接固定；以及

5、h形钢，通过盖板组件和连接板与悬臂梁端部采用螺栓连接固定，在所述盖板组件和h形钢以及盖板组件和悬臂梁之间设置有摩擦板。

6、通过以上所述，为了提高混凝土构件的抗弯、抗剪等力学性能，本技术方案在混凝土柱-钢梁连接区域外表面采用外包钢的方式来增强，外包钢采用钢板，通过与混凝土柱共同工作来提高节点连接区域的整体性能。

7、为了便于快速的安装，同时保证后续因地震后一些部件损坏后可进行更换，本技术方案在外包钢的外端全部采用全螺栓连接，提供了一种可拆卸的连接方式，具有拆装方便、连接可靠等优点。

8、与传统的混凝土柱-钢梁连接节点结构连接技术相比，装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接具有以下优点：

9、加强核心区域:外包钢会对核心区域混凝土进一步加强，防止连接处混凝土柱发生斜向剪切破坏。

10、塑性铰外移：采用全螺栓自复位摩擦耗能连接节点使得梁柱节点的塑性铰出现在外伸悬臂梁拼接处，实现梁柱节点塑性角外移，同时自复位摩擦耗能提高了梁柱连接节点的抗震性能。

11、减少应力集中：全螺栓连接可以分散连接处的应力，从而减少应力集中，提高结构的整体性能和稳定性。

12、提高耐久性：由于连接节点采用全螺栓连接，可以减少焊接热影响区和螺栓孔等部位的腐蚀和疲劳问题，提高节点的耐久性。

13、易于维护和更换：由于连接节点采用全螺栓连接，当节点某个部件在地震作用下出现损坏或需要更换时，只需拆卸螺栓即可进行维修和更换，不影响其他部分的结构。

14、快速施工：预制混凝土柱的使用可以节约现场施工时间，提高施工效率。

15、环境友好：相比于传统焊接技术所需的焊接材料和能耗，装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接技术对环境的影响较小，更符合可持续性发展的要求。

技术特征：

1.一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点，其特征在于：所述丝杆与钢筋笼保持绑扎。

3.根据权利要求1所述一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点，其特征在于：所述外包钢表面开设有便于丝杆插入的孔，丝杆与外包钢内表面焊接连接。

4.根据权利要求1所述一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点，其特征在于：所述丝杆十字相交连接部分采用焊接连接。

5.根据权利要求1所述一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点，其特征在于：所述悬臂梁为铸钢，在悬臂梁的一端上开设有便于丝杆穿过的螺栓孔，悬臂梁的另一端为翼缘板和腹板，在翼缘板以及腹板上均开设有用于与盖板组件以及连接板保持连接的螺栓孔。

6.根据权利要求1所述一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点，其特征在于：所述连接板为低屈服点钢材连接板，在悬臂梁与h形钢连接部位处的连接板外侧面设置有凹圆弧。

7.根据权利要求1所述一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点，其特征在于：所述盖板组件包括上盖板和下盖板，分别盖合在悬臂梁和h形钢的翼缘上下两侧并通过螺栓连接，所述摩擦板设置在盖板组件与悬臂梁以及h形钢的接触部位上。

8.根据权利要求7所述一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点，其特征在于：所述上盖板和摩擦板的一侧分别开设圆孔，该圆孔部位与h形钢对应，另一侧开设长圆孔，该长圆孔部位与悬臂梁对应，所述下盖板上均匀开设有与悬臂梁以及h形钢连接的圆孔。

9.根据权利要求1或7所述一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点，其特征在于：所述摩擦板内置sma形状记忆合金。

技术总结
本技术公开了一种装配式混凝土柱外包钢全螺栓连接可更换节点，包括外包钢，设置于钢筋笼外端；丝杆，垂直贯穿于外包钢以及钢筋笼后浇筑混凝土使其固定；悬臂梁，活动安装于外包钢的外侧并套在丝杆外部通过螺栓连接固定；以及H形钢，通过盖板组件和连接板与悬臂梁端部采用螺栓连接固定，在所述盖板组件和H形钢以及盖板组件和悬臂梁之间设置有摩擦板。该节点用于将H形钢快速的安装在混凝土外柱上，通过外包钢可提高混凝土柱的抗弯抗剪性能，同时采用螺栓连接，具有拆装方便、连接可靠等优点。

技术研发人员：伍成飞,魏新,刘亚西,赵世旭,石杨倩
受保护的技术使用者：楷德电子工程设计有限公司
技术研发日：20240130
技术公布日：2024/10/10