[發明專利]裝配式混凝土自復位梁柱轉動節點連接結構及拼裝方法

在審

• 申請號: 202110026576.5
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112854441A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 王浩然;李爽;劉坤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: E04B1/21
• 分類號: E04B1/21;E04B1/22;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 韓麗娜

1.一種裝配式混凝土自復位梁柱轉動節點連接結構，其特征在于，包括兩塊柱內預埋鋼板、梁內預埋鋼板、兩個弧形約束鋼板、兩個弧形轉動鋼板、矩形摩擦墊片、無粘結預應力筋(32)和若干預應力筋錨具(33)，兩塊柱內預埋鋼板分別安裝在預制鋼筋混凝土柱的左右兩側，位于內側的柱內預埋鋼板上安裝兩個弧形約束鋼板，所述梁內預埋鋼板安裝在預制鋼筋混凝土梁與柱連接的一側，梁端的上下兩側安裝有弧形轉動鋼板，所述預制鋼筋混凝土柱與預制鋼筋混凝土梁相互垂直并通過弧形約束鋼板與弧形轉動鋼板的配合進行連接，所述弧形轉動鋼板與弧形約束鋼板通過矩形摩擦墊片進行固定，所述無粘結預應力筋(32)橫向穿過預制鋼筋混凝土柱與預制鋼筋混凝土梁形成的整體，且在端部通過若干預應力筋錨具(33)進行固定。

2.根據權利要求1所述的裝配式混凝土自復位梁柱轉動節點連接結構，其特征在于，所述柱內預埋鋼板包括矩形鋼板Ⅰ(1)、若干預應力筋孔Ⅰ(2)和若干螺栓孔Ⅰ(3)，所述矩形鋼板Ⅰ(1)上設置有預應力筋孔Ⅰ(2)和螺栓孔Ⅰ(3)，若干螺栓孔Ⅰ(3)分別位于若干預應力筋孔Ⅰ(2)的上下兩側。

3.根據權利要求1所述的裝配式混凝土自復位梁柱轉動節點連接結構，其特征在于，所述預制鋼筋混凝土柱包括若干柱縱向受力鋼筋(4)、若干柱箍筋(5)和若干金屬波紋管Ⅰ(6)，若干柱縱向受力鋼筋(4)和若干柱箍筋(5)相互垂直綁扎為一個柱形鋼筋籠，在柱形鋼筋籠的中部橫向設置有若干金屬波紋管Ⅰ(6)，每個金屬波紋管Ⅰ(6)的內部空心區域作為預應力筋孔道Ⅰ(7)，用以穿過無粘結預應力筋(32)。

4.根據權利要求1所述的裝配式混凝土自復位梁柱轉動節點連接結構，其特征在于，所述梁內預埋鋼板包括矩形鋼板Ⅱ(9)和若干預應力筋孔Ⅱ(10)，所述矩形鋼板Ⅱ(9)上設置有若干預應力筋孔Ⅱ(10)。

5.根據權利要求1所述的裝配式混凝土自復位梁柱轉動節點連接結構，其特征在于，所述預制鋼筋混凝土梁包括若干梁負彎矩筋(11)、若干梁正彎矩筋(12)、若干梁箍筋(13)、若干定位鋼筋(14)和若干金屬波紋管Ⅱ(15)，若干梁負彎矩筋(11)和若干梁正彎矩筋(12)相互垂直綁扎為一個梁形鋼筋籠，且周向通過若干梁箍筋(13)進行固定，在梁形鋼筋籠中橫向設置有若干金屬波紋管Ⅱ(15)，若干金屬波紋管Ⅱ(15)設置在若干定位鋼筋(14)上，所述金屬波紋管Ⅱ(15)的內部空心區域作為預應力筋孔道Ⅱ(16)，用以穿過無粘結預應力筋(32)。

6.根據權利要求1所述的裝配式混凝土自復位梁柱轉動節點連接結構，其特征在于，所述弧形約束鋼板包括約束鋼板(18)、螺栓孔Ⅱ(19)和螺栓轉動槽(20)，所述約束鋼板(18)包括一個背板和兩個側板，其中兩個側板分別與垂直連接在背板的兩側，所述背板上開有兩個螺栓孔Ⅱ(19)，每個側板上開有一個弧形的螺栓轉動槽(20)。

7.根據權利要求6所述的裝配式混凝土自復位梁柱轉動節點連接結構，其特征在于，所述弧形轉動鋼板包括轉動鋼板(23)、螺栓孔Ⅲ(24)和螺栓轉動孔(25)，所述轉動鋼板(23)包括一個底板和三個豎板，三個豎板垂直連接在底板上，所述底板上設置有兩個螺栓孔Ⅲ(24)，每個豎板上設置有螺栓轉動孔(25)。

8.根據權利要求7所述的裝配式混凝土自復位梁柱轉動節點連接結構，其特征在于，所述矩形摩擦墊片設置在弧形約束鋼板的兩側，所述弧形約束鋼板和弧形轉動鋼板通過高強螺栓(28)依次穿過矩形摩擦墊片、螺栓轉動槽(20)和和螺栓轉動孔(25)進行固定。

9.根據權利要求8所述的裝配式混凝土自復位梁柱轉動節點連接結構，其特征在于，所述矩形摩擦墊片包括摩擦墊片(30)和高強螺栓孔(31)，所述摩擦墊片(30)上設置有高強螺栓孔(31)，高強螺栓孔(31)的尺寸由高強螺栓(28)的螺桿外徑確定。

10.一種根據權利要求1-9任一項所述的裝配式混凝土自復位梁柱轉動節點連接結構的拼裝方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

(1)綁扎預制鋼筋混凝土柱的鋼筋骨架，綁扎完畢后，在鋼筋骨架的中部區域綁扎若干根金屬波紋管Ⅰ(6)，并將柱內預埋鋼板通過模板固定在鋼筋骨架的兩側，保證預應力筋孔Ⅰ(2)與預應力筋孔道Ⅰ(7)對齊，然后進行混凝土澆筑，待混凝土凝固后，拔出鋼棒，形成柱預留螺栓孔(8)，然后拆除模板，完成預制鋼筋混凝土柱的制作；綁扎預制鋼筋混凝土梁，鋼筋綁扎完畢后，在鋼筋骨架的中部區域綁扎若干根金屬波紋管Ⅱ(15)，并將梁內預埋鋼板通過模板固定在鋼筋骨架的一側，保證預應力筋孔Ⅱ(10)與預應力筋孔道Ⅱ(16)對齊，然后進行混凝土澆筑，待混凝土凝固后，拔出鋼棒，形成梁預留螺栓孔(17)，然后拆除模板，完成預制鋼筋混凝土梁的制作；

(2)將弧形約束鋼板遠離半弧邊界一側的板壁緊貼預制鋼筋混凝土柱外表面柱內預埋鋼板的上下區域，確保螺栓孔Ⅱ(19)和柱預留螺栓孔(8)對齊，然后將柱端固定螺栓(21)沿螺栓孔Ⅱ(19)和柱預留螺栓孔(8)貫通插入并穿過弧形約束鋼板和預制鋼筋混凝土柱，柱端固定螺栓(21)在預制鋼筋混凝土柱另一側外表面伸出的螺桿部分，通過柱端固定螺母(22)擰緊固定；

(3)將弧形轉動鋼板遠離半弧邊界一側的板壁緊貼預制鋼筋混凝土梁的上下外表面，確保螺栓孔Ⅲ(24)和梁預留螺栓孔(17)對齊，然后將梁端固定螺栓(26)沿螺栓孔Ⅲ(24)和梁預留螺栓孔(17)由下至上貫通插入并穿過弧形轉動鋼板和預制鋼筋混凝土梁，梁端固定螺栓(26)在弧形轉動鋼板上方伸出的螺桿部分，通過梁端固定螺母(27)擰緊固定；

(4)將預制鋼筋混凝土柱和預制鋼筋混凝土梁吊裝至預定位置，緩慢移動預制鋼筋混凝土梁，使弧形轉動鋼板的兩翼板壁外側插入到弧形約束鋼板的兩翼板壁內側，直至二者的半弧邊界區域，以及螺栓轉動孔(25)和螺栓轉動槽(20)在上下高度邊界上彼此對齊，此時弧形轉動鋼板與弧形約束鋼板在靠近梁柱上下交界的區域預留了一定空隙用以相對轉動，在這一過程中，確保預制鋼筋混凝土梁和預制鋼筋混凝土柱的接觸界面緊貼對齊，同時預應力筋孔Ⅰ(2)和預應力筋孔Ⅱ(10)彼此對齊；

(5)引導無粘結預應力筋(32)穿過全部預制構件，然后在預制鋼筋混凝土梁的一側對無粘結預應力筋(32)進行張拉，同時在預制鋼筋混凝土柱的一側采用預應力筋錨具(33)固定無粘結預應力筋(32)；

(6)待無粘結預應力筋(32)張拉并錨固完畢后，在螺栓轉動槽(20)的兩側放置矩形摩擦墊片，然后將高強螺栓(28)穿過高強螺栓孔(31)、螺栓轉動槽(20)和螺栓轉動孔(25)，并用扭矩扳手擰緊螺母(29)，扭矩扳手施加的預緊力由預制構件間傳遞的剪力計算確定。