CN114837484A - 集成软钢阻尼器的插销型耗能节点及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种集成软钢阻尼器的插销型耗能节点及施工方法，包括节点连接构件相连接的混凝土柱、混凝土梁，连接构件包括插接件、软钢阻尼器、工字型钢；插接件预埋于混凝土柱侧面的连接节点处；软钢阻尼器一端与插接件插接，另一端连接混凝土梁；工字型钢设置在插接件下部，包括左工字型钢、右工字型钢左工字型钢固定端预埋在混凝土柱内，右工字型钢固定端预埋在混凝土梁内，左工字型钢、右工字型钢的连接端经锁紧件连接锁紧；本耗能节点现场施工时无需湿作业，施工速度快，提高了干式连接的整体性，具备相当的耗能能力，提高了节点区域的强度、耗能能力、抗震性能。

Description

集成软钢阻尼器的插销型耗能节点及施工方法
技术领域
本发明涉及装配式建筑中梁柱节点的耗能连接领域，具体涉及一种集成软钢阻尼器的插销型耗能节点及施工方法。
背景技术
我国的建筑产业在近几年来持续迅速发展，产业规模持续扩大，但建筑产业的现代化水平还不高，现阶段我国建筑行业的传统方式存在着建设周期长、资源能源消耗较高以及生产效率、科技含量、标准化程度偏低等问题。而预制装配式混凝土结构具有生产效率高、建设周期短、产品质量好、环境影响小以及耗费人工少等优点，所以发展预制装配式混凝土结构是我国建筑领域发展的必然趋势。
但是，预制装配式结构还存在诸多技术难题，尤其在装配式框架结构中，存在结构整体性差，抗震性能弱等问题。另外目前使用的装配整体式建筑的结构多以湿连接为主，通过节点后浇混凝土使各预制构件连接在一起，虽然湿式连接能够有效改善结构整体性，但在工程施工中存在许多劣势，如施工工艺复杂，操作繁琐，严重削弱的装配式建筑高效、快速的优点，同时，施工完成后的养护存在同样的问题，不能实现结构类型的全装配化。采用干式节点的装配式混凝土框架结构节点虽然施工方便，大大缩短了工期，但与现浇结构节点相比抗震性能有所差距，且连接的整体性较弱。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种集成软钢阻尼器的插销型耗能节点及施工方法。
本发明解决技术问题所采用的方案是，一种集成软钢阻尼器的插销型耗能节点，包括节点连接构件相连接的混凝土柱、混凝土梁，所述连接构件包括插接件、软钢阻尼器、工字型钢；
所述插接件预埋于混凝土柱侧面的连接节点处；
所述软钢阻尼器一端与插接件插接，另一端连接混凝土梁；
所述工字型钢设置在插接件下部，包括左工字型钢、右工字型钢左工字型钢固定端预埋在混凝土柱内，右工字型钢固定端预埋在混凝土梁内，左工字型钢、右工字型钢的连接端经锁紧件连接锁紧。
进一步的，所述混凝土柱于插接件对侧面设置有柱侧钢板，软钢阻尼器、插接件、柱侧钢板经贯穿混凝土柱的柱高强螺栓相连接。
进一步的，所述插接件上开设有用以安装软钢阻尼器的竖向插槽。
进一步的，所述左工字型钢连接端上端或下端的翼板切除形成左对接部，右工字型钢连接端位于左对接部对侧的翼板切除形成右对接部；
所述左对接部、右对接部的腹板上开设有相配合的连接孔，锁紧件经连接孔将左工字型钢、右工字型钢锁紧。
进一步的，所述右对接部的腹板上设置有容置左对接部的腹板的插槽。
进一步的，所述右工字型钢的腹板两侧设置有加劲肋，加劲肋与腹板、上下端的翼板连接成一体。
进一步的，所述锁紧件连为节点高强螺栓。
进一步的，所述混凝土柱为预制柱，混凝土梁为预制梁，预制柱、预制梁内均设置有钢筋骨架。
进一步的，所述插接件预埋在混凝土柱内的部位上设置有竖孔A，所述左工字型钢固定端上下两翼板上对应开设有竖孔B，混凝土柱内的钢筋骨架上设有对应贯穿竖孔A、竖孔B的竖向钢筋，柱高强螺栓、插接件、左工字型钢均与混凝土柱内的钢筋骨架绑扎固定；混凝土梁内于右工字型钢上方预埋有用以连接软钢阻尼器的梁高强螺栓，梁高强螺栓、右工字型钢均与混凝土梁内的钢筋骨架绑扎固定。
一种梁柱节点的耗能连接方法，包括以下步骤：
S1:预制预埋安装有插接件及左工字型钢的混凝土柱；预制预埋安装有梁高强螺栓、右工字型钢的混凝土梁，
S2:将软钢阻尼器经梁高强螺栓安装在梁端；
S3:将待连接的混凝土柱、混凝土梁进行校正对准；
S4:将梁端的软钢阻尼器***插接件，使左工字型钢、右工字型钢的连接端拼接；
S5:然后通过锁紧件连接锁紧左工字型钢、右工字型钢，于插接件对侧设置柱侧钢板，通过贯穿混凝土柱的柱高强螺栓将软钢阻尼器、插接件、柱侧钢板相连接固定。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：现场施工时无需湿作业，施工速度快，提高了干式连接的整体性，具备相当的耗能能力，提高了节点区域的强度、耗能能力、抗震性能。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为节点出连接结构示意图。
图2为图1的拆分示意图。
图3节点具体连接示意图。
图4为节点连接下部示意图。
图中：1、混凝土柱；2混凝土梁；3、节点连接上部构件；4、节点连接下部构件；5、柱高强螺栓；6、插接件；7、软钢阻尼器；8、梁高强螺栓；9、柱侧钢板；10、左工字型钢；11、右工字型钢；12、节点高强螺栓；13、加劲肋；14、柱内的钢筋骨架的竖向钢筋。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-4所示，一种集成软钢阻尼器的插销型耗能节点，包括节点连接构件相连接的混凝土柱1、混凝土梁2，所述连接构件包括插接件6、软钢阻尼器7、工字型钢；
所述插接件预埋于混凝土柱侧面的连接节点，插接件由槽型钢制作，槽型钢中部设置有竖向隔板将型钢内部区域分隔成矩形封闭区域与开放区域，开放区域末端的钢板脚部向内90度弯折形成用以安装软钢阻尼器的竖向插槽，矩形封闭区域形成供柱内的钢筋骨架的竖向钢筋14穿的竖孔A；
所述软钢阻尼器一端与插接件插接，另一端连接混凝土梁；
所述工字型钢设置在插接件下部，包括左工字型钢、右工字型钢左工字型钢固定端预埋在混凝土柱内，右工字型钢固定端预埋在混凝土梁内，左工字型钢10、右工字型钢11的连接端经锁紧件连接锁紧。
在本实施例中，左工字型钢、右工字型钢预埋在节点核心区下部，插接件预埋在节点核心区。
在本实施例中，软钢阻尼器由连接钢板和耗能钢片组成，耗能钢片由上至下水平间隔放置并与于两侧竖直放置的两块连接钢板相连，其中连接钢板为普通钢材，耗能钢片为低屈服点钢材。
在本实施例中，所述混凝土柱于插接件对侧面设置有柱侧钢板9，软钢阻尼器、插接件、柱侧钢板经贯穿混凝土柱的柱高强螺栓5相连接。设置柱侧钢板再用柱高强螺栓进行紧固是为了防止螺栓尾部在受力时因应力集中压碎混凝土；节点连接高强螺栓的直径和个数应根据结构内力计算结果进行确定。优选的，柱高强螺栓孔于柱侧钢板四个角部各设置一个。
在本实施例中，所述左工字型钢连接端上端或下端的翼板切除形成左对接部，右工字型钢连接端位于左对接部对侧的翼板切除形成右对接部；
所述左对接部、右对接部的腹板上开设有相配合的连接孔，锁紧件经连接孔将左工字型钢、右工字型钢锁紧。
在本实施例中，所述右对接部的腹板上设置有容置左对接部的腹板的插槽。
在本实施例中，所述右工字型钢的腹板两侧设置有加劲肋13，加劲肋与腹板、上下端的翼板焊接成一体。
在本实施例中，所述锁紧件连为节点高强螺栓12。
在本实施例中，所述混凝土柱为预制柱，混凝土梁为预制梁，预制柱、预制梁内均设置有钢筋骨架。
在本实施例中，所述左工字型钢固定端上下两翼板上对应开设有竖孔B，优选的，竖孔B位于竖孔A正下方，混凝土柱内的钢筋骨架上设有对应贯穿竖孔A、竖孔B的竖向钢筋，柱高强螺栓、插接件、左工字型钢均与混凝土柱内的钢筋骨架绑扎固定；混凝土梁内于右工字型钢上方预埋有用以连接软钢阻尼器的梁高强螺栓，梁高强螺栓、右工字型钢均与混凝土梁内的钢筋骨架绑扎固定。优选的，梁高强螺栓孔于软钢阻尼器四个角部各设置一个。
在本实施例中，在柱预埋型钢的高度区域内其箍筋若与预埋型钢有接触则直接焊接，梁预埋工字钢与梁纵向钢筋接触部分也进行焊接；在施工过程中，将需要预埋的构件浇筑完成后运至现场进行安装，节点连接下部预埋的左工字型钢、右工字型钢可以发挥暗牛腿的作用，可以在施工时为结构提供临时支撑，更方便对结构进行调整，可为节点连接各构件的对正安装以及固定提供支撑。
一种梁柱节点的耗能连接方法，包括以下步骤：
S1:预制预埋安装有插接件及左工字型钢的混凝土柱；预制预埋安装有梁高强螺栓、右工字型钢的混凝土梁；预制混凝土柱时，将左工字型钢、插接件固定安装到位后，再浇筑混凝土；预制混凝土梁时，将右工字型钢梁高强螺栓安装到位后，再浇筑混凝土；
S2:将软钢阻尼器经梁高强螺栓安装在梁端；
S3:将待连接的混凝土柱、混凝土梁进行校正对准；
S4:将梁端的软钢阻尼器***插接件，使左工字型钢、右工字型钢的连接端拼接；
S5:然后通过锁紧件连接锁紧左工字型钢、右工字型钢，于插接件对侧设置柱侧钢板，通过贯穿混凝土柱的柱高强螺栓将软钢阻尼器、插接件、柱侧钢板相连接固定，使混凝土柱和混凝土梁连接为整体结构进行受力。
在本实施例中，节点连接中使用材料为钢材，提高了节点区域的强度，另外由于钢材的弹性模量比混凝土要高，可以提高节点的变形性能，软钢阻尼器的使用和整个节点采用的钢构件可以保证结构在正常使用的前提下可使结构在地震作用下进行有效的能量耗散，提高节点的抗震能力。节点型钢构件通过高强螺栓进行连接可以有效的提高节点疲劳强度，以此避免了现场焊接施工所引起的焊缝质量问题。同时节点的主体构件可在工厂进行预制，在现场施工时无需湿作业，施工速度快，具有一定的经济效益。
本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集成软钢阻尼器的插销型耗能节点，包括节点连接构件相连接的混凝土柱、混凝土梁，其特征在于：所述连接构件包括插接件、软钢阻尼器、工字型钢；
所述插接件预埋于混凝土柱侧面的连接节点处；
所述软钢阻尼器一端与插接件插接，另一端连接混凝土梁；
所述工字型钢设置在插接件下部，包括左工字型钢、右工字型钢左工字型钢固定端预埋在混凝土柱内，右工字型钢固定端预埋在混凝土梁内，左工字型钢、右工字型钢的连接端经锁紧件连接锁紧。
2.根据权利要求1所述的集成软钢阻尼器的插销型耗能节点，其特征在于：所述混凝土柱于插接件对侧面设置有柱侧钢板，软钢阻尼器、插接件、柱侧钢板经贯穿混凝土柱的柱高强螺栓相连接。
3.根据权利要求1所述的集成软钢阻尼器的插销型耗能节点，其特征在于：所述插接件上开设有用以安装软钢阻尼器的竖向插槽。
4.根据权利要求1所述的集成软钢阻尼器的插销型耗能节点，其特征在于：所述左工字型钢连接端上端或下端的翼板切除形成左对接部，右工字型钢连接端位于左对接部对侧的翼板切除形成右对接部；
所述左对接部、右对接部的腹板上开设有相配合的连接孔，锁紧件经连接孔将左工字型钢、右工字型钢锁紧。
5.根据权利要求4所述的集成软钢阻尼器的插销型耗能节点，其特征在于：所述右对接部的腹板上设置有容置左对接部的腹板的插槽。
6.根据权利要求4或5所述的集成软钢阻尼器的插销型耗能节点，其特征在于：所述右工字型钢的腹板两侧设置有加劲肋，加劲肋与腹板、上下端的翼板连接成一体。
7.根据权利要求1或4所述的集成软钢阻尼器的插销型耗能节点，其特征在于：所述锁紧件连为节点高强螺栓。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的集成软钢阻尼器的插销型耗能节点，其特征在于：所述混凝土柱为预制柱，混凝土梁为预制梁，预制柱、预制梁内均设置有钢筋骨架。
9.根据权利要求8所述的集成软钢阻尼器的插销型耗能节点，其特征在于：所述插接件预埋在混凝土柱内的部位上设置有竖孔A，所述左工字型钢固定端上下两翼板上对应开设有竖孔B，混凝土柱内的钢筋骨架上设有对应贯穿竖孔A、竖孔B的竖向钢筋，柱高强螺栓、插接件、左工字型钢均与混凝土柱内的钢筋骨架绑扎固定；混凝土梁内于右工字型钢上方预埋有用以连接软钢阻尼器的梁高强螺栓，梁高强螺栓、右工字型钢均与混凝土梁内的钢筋骨架绑扎固定。
10.一种梁柱节点的耗能连接方法，采用如据权利要求1、2、3、4、5或9所述的集成软钢阻尼器的插销型耗能节点，其特征在于，包括以下步骤：
S1:预制预埋安装有插接件及左工字型钢的混凝土柱；预制预埋安装有梁高强螺栓、右工字型钢的混凝土梁，
S2:将软钢阻尼器经梁高强螺栓安装在梁端；
S3:将待连接的混凝土柱、混凝土梁进行校正对准；
S4:将梁端的软钢阻尼器***插接件，使左工字型钢、右工字型钢的连接端拼接；
S5:然后通过锁紧件连接锁紧左工字型钢、右工字型钢，于插接件对侧设置柱侧钢板，通过贯穿混凝土柱的柱高强螺栓将软钢阻尼器、插接件、柱侧钢板相连接固定。
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