[發明專利]裝配式混凝土柱-鋼梁耗能型節點連接裝置

有效

• 申請號: 201310203024.2
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN103243819A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 潘志宏;張義保;李愛群;周智彬;朱延章
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

技術領域

本發明涉及一種全預制裝配式混合框架結構，具體涉及一種裝配式混凝土柱-鋼梁耗能型節點連接裝置。

背景技術

對于預制裝配式混凝土框架結構，節點和連接往往成為整個結構體系中最薄弱的環節。由于節點連接部位在框架中起著傳遞、分配內力和保證結構整體性的重要作用，其破壞將可能導致整個框架喪失承載力，造成結構倒塌。我國大部分地區處于地震多發區，裝配式結構節點連接可靠性差，難以滿足地震作用下的性能要求，加之節點區的震后修復難度較大，節點和連接因而成為制約裝配式結構在地震區使用的瓶頸。新一代的預制裝配結構體系的發展中，針對梁柱新型節點和連接方式的研發具有非常重要的意義。

在傳統的現澆和裝配式框架中，結構主要通過自身的塑性變形進行耗能，震損和破壞給修復和后續使用帶來困難，已經越來越不能適應人們對結構抗震性能的新要求。近年來，以采用被動耗能阻尼器為代表的減震技術得到了很大發展。對于裝配式結構體系，已有的研發集中在節點上，與全預制裝配式工藝相關的連接裝置研發不足，開發損傷可控的連接，以此為基礎形成高損傷門檻的非彈性反應結構體系，已成為一條提高節點和結構體系抗震性能的重要途徑。為此，亟需研發一種新型耗能裝配式節點，使其具有以下特點：

1.使用半剛性節點，這種節點在正常使用條件下是剛性的，而在罕遇地震作用下，能按照可靠的滯回特性轉動，一旦罕遇地震停止，節點又表現為剛性行為。

2.遭受地震沖擊時，不會由于結構變形時發生梁端增長，對樓板產生不利的拉裂作用。在很多個混凝土和預制混凝土框架中，梁端增長將產生不利影響，可能拉裂樓板，甚至可能由于增加了對柱的抗震需求，從而降低結構的抗倒塌性能。

3.放置阻尼裝置的空間需求是阻尼器應用需重點關注的問題，需盡量減少阻尼裝置對建筑使用功能的影響。

4.在大地震作用下損傷較小，能提供中、大震后的可修復功能。

5.能實現塑性鉸外移。鋼結構節點的最新研究成果表明，采用塑性鉸外移的方法能提高節點延性，從而避免在強震作用下梁柱接頭發生脆性破壞。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提出一種裝配式混凝土柱-鋼梁耗能型節點連接裝置，正常使用時是剛性的，通過在連接部位設置的耗能裝置使得結構具有良好的耗能能力，能提供中、大震后的可修復功能，從而保證結構的整體穩定性和降低災后修復的代價，可廣泛應用于地震區的裝配式框架結構之中。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的一種裝配式混凝土柱-鋼梁耗能型節點連接裝置，包括預制混凝土柱、預埋入預制混凝土柱并外伸出預制混凝土柱柱面的預埋鋼梁和連接預埋鋼梁的中間鋼梁，所述預埋鋼梁和中間鋼梁的橫截面均為H型，預埋鋼梁和中間鋼梁的腹板通過腹板蓋板連接，預埋鋼梁和中間鋼梁的翼緣通過連接蓋板連接。

所述連接蓋板包括長圓孔連接蓋板和圓孔連接蓋板，長圓孔連接蓋板上設有長圓形孔，圓孔連接蓋板上設有圓形孔；所述長圓孔連接蓋板與預埋鋼梁和中間鋼梁之間設有摩擦片；腹板蓋板的外側放置有腹板附加蓋板，腹板附加蓋板與腹板蓋板之間設有腹板摩擦。

所述腹板蓋板上設有圓形孔和長圓形孔，腹板蓋板通過螺栓與圓形孔的配合與預埋鋼梁連接，腹板蓋板通過螺栓與上部的圓形孔、下部的長圓形孔的配合與中間鋼梁連接；所述連接蓋板上設有長圓形孔或圓形孔，連接蓋板通過螺栓和長圓形孔或圓形孔的配合分別與預埋鋼梁和中間鋼梁連接。

在本發明中，混凝土柱在工廠進行預制，其中預埋入一段外伸出柱面的預埋鋼梁。梁柱采用的是梁貫通式連接，工廠預制的混凝土柱和預埋鋼梁，經現場吊裝就位后，采用摩擦型高強螺栓、連接蓋板和摩擦片將節點區預埋鋼梁與中間鋼梁連接，預制混凝土柱與之間采用套筒漿錨技術連接形成整體框架結構。

上述預埋鋼梁和中間鋼梁在腹板和翼緣表面之間放入黃銅或鋁這類材料的摩擦板，通過摩擦型高強螺栓上的預應力，提供垂直于摩擦面的正壓力，在正常使用時，連接表現為剛性的，在強震作用下形成滑移鉸，通過摩擦耗散地震能量。

上述預制混凝土柱連接部位通過下翼緣處和腹板底部螺栓的滑移來產生以上翼緣為轉動中心的相對轉動，從而降低了對樓板的拉裂不利影響。

上述預埋鋼梁在遠離柱面處采用摩擦型高強螺栓、連接蓋板進行連接，通過在連接蓋板上合理的布置螺栓，將塑性鉸（滑移鉸）控制在連接部位，從而不僅使得塑性鉸遠離了柱面，有效地降低了節點核心區所受的剪力，為核心區減少或取消箍筋創造條件，而且能夠改善塑性鉸區的轉動能力和抗剪性能，提高塑性鉸區的延性和耗能能力，最終實現整體框架強柱弱梁的屈服耗能機制。