[發明專利]SMA-ECC自愈合裝配式框架節點結構及施工方法

在審

• 申請號: 201910474145.8
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110056087A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 陳偉宏;林儀旺;王晨陽
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E04B1/21
• 分類號: E04B1/21;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陸帥;蔡學俊

本發明涉及一種SMA?ECC自愈合裝配式框架節點結構及施工方法，包括內部設置鋼筋骨架的預制梁、預制柱，預制梁、預制柱經其梁柱節點處的后澆SMA?ECC水泥基材料相連接，所述后澆SMA?ECC水泥基材料是在ECC水泥基材料中加入體積率不大于2%的超彈性鎳鈦形狀記憶合金纖維而制成的復合纖維水泥基材料，預制柱端部設置有接縫，接縫內澆筑有灌漿料或經高強水泥砂漿填實，預制梁上部現澆混凝土形成疊合梁，框架節點核心區采用SMA?ECC工程水泥基復合材料現澆實現梁柱節點的連接，本結構其節點具有高延性和高耗能能力，節點受外力產生的裂縫，在外力消失后能穩定地愈合裂縫，極大降低了維修加固的成本。

技術領域

本發明涉及一種SMA-ECC自愈合裝配式框架節點結構及施工方法。

背景技術

中國的建筑行業是一個歷史悠久的傳統產業，近年來，建筑行業占國民經濟比重的7%，而其中結構裝配化占建筑行業的15%。這是由于，裝配式建筑具有工業化生產勞動效率高，現場施工方便、建造速度快，并且環保節能減排、有利于可持續發展，具有顯著的經濟效益。

框架結構是裝配式建筑中使用最為廣泛的一種結構體系，而梁柱節點作為框架結構最重要的組成部分，在地震作用下，承受水平方向上的周期性往復荷載，起著分配和傳遞內力，保證結構整體性的作用，是框架結構的抗震薄弱環節。歷次震害表明：框架結構破壞主要集中在節點核心區及其附近區域。而抗震設計理念是按小震作用的承載能力設計，采用構造措施使結構具有足夠的延性來抵抗大震。為了提高結構抗震性能，需在節點核心區配置大量的彎曲和剪切鋼筋來提供更高的承載能力和能量耗散能力，但是在地震后通常會觀察到鋼筋與混凝土粘結分離、混凝土保護層剝落和外露鋼筋屈服等破壞模式。這是因為混凝土的極限拉應變只有0.01%，存在脆性大、抗拉強度低的固有缺陷，在地震中易開裂且裂縫寬度難以控制，提供的耗能能力有限。而鋼筋的極限拉應變超過1%，脆性混凝土與韌性鋼筋之間的變形不相容，鋼筋的能量耗散能力在地震中不能完全發揮作用。如果在節點部位使用更多的鋼筋會導致施工難度增加，并且過多使用鋼筋會降低結構的延性。雖然滿足規范要求的混凝土結構可以在地震中存活，但是混凝土過早開裂和裂縫寬大，會使截面剛度降低，導致結構發生較大的變形和殘余變形，大量的震后修復和加固工作增加了建筑物的成本。

根據資料顯示，維修和維護占英國建筑業的45%，而對荷蘭而言，大型土木工程年度預算的三分之一用于檢測和維護。尤其當遭受地震之后，從現場結構震害調查中發現，大多數鋼筋混凝土框架結構在地震中抗震性能表現良好，結構的主體震害一般較輕或者主體結構基本完好，但是梁、柱、板和梁柱節點處出現大量裂縫，框架節點起著分配和傳遞內力，保證結構整體性的作用。其中如果節點出現裂縫，會降低結構的承載力和耐久性。據統計，2008年汶川地震中90%的節點出現不同程度的裂縫，玉樹地震中需要及時加固修復的節點裂縫達到77%。

發明內容

本發明提出一種SMA-ECC自愈合裝配式框架節點結構及施工方法。

本發明解決技術問題所采用的方案是，一種SMA-ECC自愈合裝配式框架節點結構，包括預制梁、預制柱，預制梁、預制柱內部設置鋼筋骨架，所述預制梁、預制柱經其梁柱節點處的后澆SMA-ECC水泥基材料相連接，所述后澆SMA-ECC水泥基材料是在ECC水泥基材料中加入體積率不大于2%的超彈性鎳鈦形狀記憶合金（SMA）纖維而制成的復合纖維水泥基材料。

進一步的，所述鋼筋骨架包括若干間隔設置的主筋，各個主筋經箍筋綁扎成一體，箍筋沿主筋長度方向間隔設置，預制柱兩端的箍筋加密設置，即預制柱兩端箍筋間距更小，此區域箍筋內密度更大，預制柱內的主筋兩端由其兩端部穿出，預制柱內的主筋上端由其上端穿出，下端套設在套筒內，套筒預制在預制柱下端。

進一步的，所述預制柱包括預制上柱、預制下柱，預制梁的節點端設置有鍵槽，預制下柱上端的主筋插入預制上柱下端對應的套筒內，套筒內澆筑有灌漿料，各個預制梁的主筋端部于梁柱節點處相連接。

進一步的，各個預制梁的主筋端部于梁柱節點機械連接、焊接或套筒灌漿連接。