CN109930689A - 自复位预制梁柱抗震节点结构 - Google Patents

Abstract

本发明给出了一种自复位预制梁柱抗震节点结构，包括预制柱、第一预制梁和第二预制梁；第一预制梁和第二预制梁通过连接组件设置在预制柱左、右两侧，连接组件的第一预制梁内预埋有若干第一预应力筋和若干第二预应力筋，第二预制梁内也预埋有若干第一预应力筋和若干第二预应力筋，抗剪连接筋两端分别与第一耗能件和第二耗能件之间固定连接。该结构的若干第一预应力筋和若干第二预应力筋呈交叉形锚固，第一预制梁上部的第一预应力筋穿过节点区锚固在第二预制梁下侧的第二耗能件上，第一预制梁下部的第二预应力筋穿过节点区锚固在第二预制梁上侧的第一耗能件上，可以增大节点区的受力面积，扩散整个结构受到的震动荷载，起到消能减震的作用。

Description

自复位预制梁柱抗震节点结构

技术领域

本发明属于建筑结构干式连接节点技术领域，涉及一种梁柱抗震节点，特别涉及一种主动约束式自复位预制梁柱抗震节点。

背景技术

预制混凝土结构虽然具有众多优点和发展前景，但由于装配式结构节点连接可靠性差，往往难以满足反复荷载下的受力要求，从而在地震区的使用受到限制；同时在历史上预制混凝土结构往往会产生一些不利的震害现象，加之人们对其抗震能力了解不多，因此在相当长一段时期内，人们对预制混凝土结构在地震区尤其是强震区的应用持保守态度。

随着建筑业的不断发展，预制装配式凭借其快速安装、性能稳定等优点，必将成为未来建筑工业化发展的大趋势，而梁柱节点作为关键工艺，对其研究具有重要的意义，梁柱节点的连接可分为湿连接和干连接，而湿连接需要现场浇筑混凝土，其工艺复杂，耗时费力，模板、浇筑及养护工序不可避免，施工不便且质量难以保障，不能充分发挥预制装配式结构的优势；因此预制梁柱节点连接优选采用干连接，例如中国专利CN 108571071 A公开了一种装配式预应力混凝土梁柱连接节点及施工方法，混凝土梁与混凝土柱之间通过H型钢固定连接，混凝土柱的至少一侧面设置一柱侧钢板，混凝土梁的端部设置梁端钢板，柱侧钢板与梁端钢板之间通过H型钢固定连接。此类通过型钢固定连接虽然可以克服湿连接带来的问题，但影响整体美观性，且对节点核心混凝土并未起到增强的作用，耗能虽优于传统的湿连接，但在反复的震动作用下，梁柱节点连接界面易发生破坏等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在无粘结预应力筋的拉力下，震后可以迅速恢复的自复位预制梁柱抗震节点结构。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种自复位预制梁柱抗震节点结构，包括预制柱和两个预制梁，两个预制梁分别是第一预制梁和第二预制梁；

第一预制梁和第二预制梁通过连接组件设置在预制柱左、右两侧， 连接组件包括两个第一耗能件、两个第二耗能件、若干第一预应力筋、若干第二预应力筋和若干抗剪连接筋；

两个第一耗能件分别设置在第一预制梁和第二预制梁上端面上，两个第一耗能件分别抵靠在预制柱左右侧壁上；

两个第二耗能件分别设置在第一预制梁和第二预制梁下端面上，两个第二耗能件也分别抵靠在预制柱左右侧壁上；

第一预制梁内预埋有若干第一预应力筋和若干第二预应力筋，所述第一预应力筋右端部和所述第二预应力筋右端部分别伸出第一预制梁右端面，在第一预制梁内的所述第一预应力筋处于在第一预制梁内的所述第二预应力筋上侧，第一预制梁预埋的若干第一预应力筋右端部贯穿预制柱与第二预制梁下侧的第二耗能件张拉锚固，第一预制梁预埋的若干第二预应力筋右端部贯穿预制柱与第二预制梁上侧的第一耗能件张拉锚固；

第二预制梁内也预埋有若干第一预应力筋和若干第二预应力筋，所述第二预应力筋左端部和所述第二预应力筋左端部分别伸出第二预制梁左端面，在第二预制梁内的所述第一预应力筋处于在第一预制梁内的所述第二预应力筋上侧，第二预制梁预埋的若干第一预应力筋左端部贯穿预制柱与第一预制梁下侧的第二耗能件张拉锚固，第二预制梁预埋的若干第二预应力筋左端部贯穿预制柱与第一预制梁上侧的第一耗能件张拉锚固；

至少一个抗剪连接筋贯穿第一预制梁上下两侧，所述抗剪连接筋两端分别与处于第一预制梁上下两侧的第一耗能件和第二耗能件之间固定连接；

至少一个抗剪连接筋贯穿第二预制梁上下两侧，所述抗剪连接筋两端分别与处于第二预制梁上下两侧的第一耗能件和第二耗能件之间固定连接。

为了更清楚的理解本发明的技术内容，以下将本自复位预制梁柱抗震节点结构简称为本抗震节点结构。

本抗震节点结构的预制柱、第一预制梁和第二预制梁内部埋设有与若干第一预应力筋和若干第二预应力筋匹配的预留管道。

本抗震节点结构的预制柱外侧包裹有钢套管，第一预制梁和第二预制梁分别抵靠在预制柱的钢套管上，钢套管上对应第一预制梁和第二预制梁的预留管道位置开设有若干孔洞，两个第一耗能件分别抵靠在钢套管左右侧壁上，两个第二耗能件也分别抵靠在钢套管左右侧壁上。

本抗震节点结构的预制柱外侧包裹至少一层高阻尼橡胶层，高阻尼橡胶层处于钢套管与预制柱之间，所述高阻尼橡胶层上对应第一预制梁和第二预制梁的预留管道位置开设有若干孔洞。

本抗震节点结构的第一耗能件包括角钢和若干加劲肋，加劲肋焊接在角钢的两侧翼板上，第二预应力筋与第一耗能件的锚固位置位于与钢套管贴合一侧的角钢上；

所述的第二耗能件也包括角钢和若干加劲肋，加劲肋焊接在角钢的两侧翼板上，第一预应力筋与第二耗能件的锚固位置位于与钢套管贴合一侧的角钢上。

本抗震节点结构的第一耗能件的角钢或第二耗能件的角钢长度与预制梁的宽度一致，与钢套管贴合一侧的角钢表面均采用喷砂或拉毛处理。

本抗震节点结构的若干第一预应力筋和若干第二预应力筋呈交叉形锚固，第一预制梁上部的第一预应力筋穿过节点区锚固在第二预制梁下侧的第二耗能件上，第一预制梁下部的第二预应力筋穿过节点区锚固在第二预制梁上侧的第一耗能件上，可以增大节点区的受力面积，扩散整个结构受到的震动荷载，起到消能减震的作用。

本发明的有益效果如下：

（1） 预制柱的节点区的高阻尼橡胶层在受到震动荷载的作用下，能够充分吸收竖向和横向震动能量，以保证整个结构的稳定性。

（2） 预制柱的节点核心区混凝土外侧的钢套管，在预应力筋的张拉力下，能够主动地提供持续地环向约束力，在外荷载的作用下，极大地提高了节点区的混凝土承载能力和变形能力。

（3） 预制梁柱节点四角处地耗能件能够吸收预制梁在外荷载作用下的震动能，从而避免了由于预制梁上下转动而造成的梁柱连接界面混凝土破坏。

（4） 预制梁柱节点区的后张法预应力筋交叉张拉锚固，区别于传统的贯穿式直预应力筋锚固，节点区左右的预制梁均可独立消耗震动能和抵抗变形，具有更优异的抗震性能及震后自复位性能，结构几乎无残余变形。

附图说明

图1是本抗震节点结构实施例的立体图。

图2是本抗震节点结构实施例的结构示意图的剖视图。

图3是本抗震节点结构实施例的第一耗能件的立体图。

具体实施方式

如图1至3所示

本抗震节点结构包括预制柱3、连接组件和两个预制梁。

两个预制梁分别是第一预制梁1和第二预制梁2，第一预制梁1和第二预制梁2通过连接组件设置在预制柱3左、右两侧。

第一预制梁1和第二预制梁2与预制柱3的连接位置外侧包裹有高阻尼橡胶层31和钢套管32，高阻尼橡胶层31处于钢套管32与预制柱3之间，第一预制梁1和第二预制梁2分别抵靠在预制柱3的钢套管32上。

连接组件包括两个第一耗能件51、两个第二耗能件52、四根第一预应力筋53、四根第二预应力筋54和两个抗剪连接筋55。

两个第一耗能件51分别设置在第一预制梁1和第二预制梁2上端面上，两个第一耗能件51分别抵靠在钢套管32左右侧壁上；

第一耗能件51包括角钢51a和三个加劲肋51b，加劲肋51b焊接在角钢51a的两侧翼板上。

第二耗能件52与第一耗能件51的结构完全相同，两个第二耗能件52分别设置在第一预制梁1和第二预制梁2下端面上，两个第二耗能件52也分别抵靠在预制柱3左右侧壁上。

第一预制梁1内部埋设有与两根第一预应力筋53和两根第二预应力筋54匹配的预留管道4，两根第一预应力筋53和两根第二预应力筋54伸入第一预制梁1的预留管道4内，每根第一预应力筋53右端部和每根第二预应力筋54右端部分别伸出第一预制梁1右端面，在第一预制梁1内的第一预应力筋53处于在第一预制梁1内的所述第二预应力筋54上侧。

第二预制梁2与第一预制梁1的结构完全相同，第二预制梁2内部同样埋设有与两根第一预应力筋53和两根第二预应力筋54匹配的预留管道4，两根第一预应力筋53和两根第二预应力筋54伸入第二预制梁2的预留管道4内，每根第一预应力筋53左端部和每根第二预应力筋54左端部分别伸出第二预制梁2左端面，在第二预制梁2内的第一预应力筋53处于在第二预制梁2内的所述第二预应力筋54上侧。

预制柱3内部也埋设有与四根第一预应力筋53和四根第二预应力筋54匹配的预留管道4,钢套管32上对应第一预制梁1和第二预制梁2的预留管道4位置开设有八个孔洞，高阻尼橡胶层31上对应第一预制梁1和第二预制梁2的预留管道4位置开设有八个孔洞。

第一预制梁1预埋的两根第一预应力筋53右端部贯穿预制柱3与第二预制梁2下侧的第二耗能件52张拉锚固，第一预应力筋53左端通过锚具固定在第一预制梁1左端侧面，第一预制梁1预埋的两根第二预应力筋54右端部贯穿预制柱3与第二预制梁2上侧的第一耗能件51张拉锚固，第二预应力筋54左端通过锚具固定在第一预制梁1左端侧面。

第二预制梁2预埋的两根第一预应力筋53左端部贯穿预制柱3与第一预制梁1下侧的第二耗能件52张拉锚固，第一预应力筋53右端通过锚具固定在第二预制梁2右端侧面，第二预制梁2预埋的两根第二预应力筋54左端部贯穿预制柱3与第一预制梁1上侧的第一耗能件51张拉锚固，第二预应力筋54右端通过锚具固定在第二预制梁2右端侧面。

一个抗剪连接筋55贯穿第一预制梁1上下两侧，所述抗剪连接筋55分别与处于第一预制梁1上下两侧的第一耗能件51和第二耗能件52之间通过螺栓固定；

一个抗剪连接筋55贯穿第二预制梁2上下两侧，所述抗剪连接筋55分别与处于第二预制梁2上下两侧的第一耗能件51和第二耗能件52之间通过螺栓固定。

第二预应力筋54与第一耗能件51的锚固位置51c位于与钢套管32贴合一侧的角钢51a上，第一耗能件51均位于钢套管32高度范围内；第一预应力筋53与第二耗能件52的锚固位置位于与钢套管32贴合一侧的角钢51a上，第二耗能件52均位于钢套管32高度范围内。

第一耗能件51的角钢51a或第二耗能件52的角钢51a长度与预制梁的宽度一致，与钢套管32贴合一侧的角钢51a表面均采用拉毛处理（与钢套管32贴合一侧的角钢51a表面采用喷砂处理也可以达到相同的技术效果）。

在本抗震节点结构实施时，首先根据节点位置，在预制柱3上包裹高阻尼橡胶层31，并在高阻尼橡胶层31外侧安装钢套管32，其次在第一预制梁1和第二预制梁2一端的上下侧安装第一耗能件51和第二耗能件52，第一耗能件51和第二耗能件52与钢套管32连接界面作拉毛处理，第一耗能件51和第二耗能件52通过贯穿预制梁的抗剪连接筋55固定，接着将第一预制梁1和第二预制梁2安装到预制柱3的钢套管32外侧，预留管道4的位置一一对应，最后穿入第一预应力筋53和第二预应力筋54进行张拉锚固，形成一种主动约束式自复位预制梁柱抗震节点。

以上所述的仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种自复位预制梁柱抗震节点结构，包括预制柱和两个预制梁，两个预制梁分别是第一预制梁和第二预制梁，其特征为：

第一预制梁和第二预制梁通过连接组件设置在预制柱左、右两侧， 连接组件包括两个第一耗能件、两个第二耗能件、若干第一预应力筋、若干第二预应力筋和若干抗剪连接筋；

两个第一耗能件分别设置在第一预制梁和第二预制梁上端面上，两个第一耗能件分别抵靠在预制柱左右侧壁上；

两个第二耗能件分别设置在第一预制梁和第二预制梁下端面上，两个第二耗能件也分别抵靠在预制柱左右侧壁上；

第一预制梁内预埋有若干第一预应力筋和若干第二预应力筋，所述第一预应力筋右端部和所述第二预应力筋右端部分别伸出第一预制梁右端面，在第一预制梁内的所述第一预应力筋处于在第一预制梁内的所述第二预应力筋上侧，第一预制梁预埋的若干第一预应力筋右端部贯穿预制柱与第二预制梁下侧的第二耗能件张拉锚固，第一预制梁预埋的若干第二预应力筋右端部贯穿预制柱与第二预制梁上侧的第一耗能件张拉锚固；

第二预制梁内也预埋有若干第一预应力筋和若干第二预应力筋，所述第二预应力筋左端部和所述第二预应力筋左端部分别伸出第二预制梁左端面，在第二预制梁内的所述第一预应力筋处于在第一预制梁内的所述第二预应力筋上侧，第二预制梁预埋的若干第一预应力筋左端部贯穿预制柱与第一预制梁下侧的第二耗能件张拉锚固，第二预制梁预埋的若干第二预应力筋左端部贯穿预制柱与第一预制梁上侧的第一耗能件张拉锚固；

至少一个抗剪连接筋贯穿第一预制梁上下两侧，所述抗剪连接筋两端分别与处于第一预制梁上下两侧的第一耗能件和第二耗能件之间固定连接；

至少一个抗剪连接筋贯穿第二预制梁上下两侧，所述抗剪连接筋两端分别与处于第二预制梁上下两侧的第一耗能件和第二耗能件之间固定连接。

2.根据权利要求1所述的自复位预制梁柱抗震节点结构，其特征是：

所述预制柱、第一预制梁和第二预制梁内部埋设有与若干第一预应力筋和若干第二预应力筋匹配的预留管道。

3.根据权利要求1所述的自复位预制梁柱抗震节点结构，其特征是：

所述预制柱外侧包裹有钢套管，第一预制梁和第二预制梁分别抵靠在预制柱的钢套管上，钢套管上对应第一预制梁和第二预制梁的预留管道位置开设有若干孔洞，两个第一耗能件分别抵靠在钢套管左右侧壁上，两个第二耗能件也分别抵靠在钢套管左右侧壁上。

4.根据权利要求3所述的自复位预制梁柱抗震节点结构，其特征是：

所述预制柱外侧包裹至少一层高阻尼橡胶层，高阻尼橡胶层处于钢套管与预制柱之间，所述高阻尼橡胶层上对应第一预制梁和第二预制梁的预留管道位置开设有若干孔洞。

5.根据权利要求4所述的自复位预制梁柱抗震节点结构，其特征是：

所述的第一耗能件包括角钢和若干加劲肋，加劲肋焊接在角钢的两侧翼板上，第二预应力筋与第一耗能件的锚固位置位于与钢套管贴合一侧的角钢上；

所述的第二耗能件也包括角钢和若干加劲肋，加劲肋焊接在角钢的两侧翼板上，第一预应力筋与第二耗能件的锚固位置位于与钢套管贴合一侧的角钢上。

6.根据权利要求5所述的自复位预制梁柱抗震节点结构，其特征是：

第一耗能件的角钢或第二耗能件的角钢长度与预制梁的宽度一致，与钢套管贴合一侧的角钢表面均采用喷砂或拉毛处理。