CN218714067U - 一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，该节点包括板件以及若干对向板件两侧外凸的三角形凸块(2)，所述节点的内部预留有曲线型预应力筋孔道(4)，所述三角形凸块(2)的表面设置有凹槽，该凹槽的内部填充有微膨胀混凝土(7)，该微膨胀混凝土(7)的顶部设置有锚具。与现有技术相比，本实用新型适用于多种装配式自复位混凝土构件，如自复位混凝土柱、自复位混凝土墙等；实现装配式自复位混凝土构件中预应力筋的分段后张拉，并实现预应力筋快速更换或重张拉等功能；采用全预制装配，适应装配式建筑的发展需求。

Description

一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，涉及一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点。

背景技术

近年我国地震工程研究的发展呈现从抗震、减隔震走向可恢复功能的趋势。随着科学技术的发展，劳动力成本变得昂贵，环境污染已经成为世界的焦点，建筑业越来越高的对于节能和环境保护的需求，在这种背景下预制装配式结构得到了人们的欢迎，成为建筑工业化的象征。将建筑可恢复性概念和预制装配式概念相结合，必然是未来土建行业的发展趋势之一。

在既有可恢复功能防震结构研究中，自复位结构是其中较为典型的结构体系。自复位结构体系在摇摆结构基础上，额外增加可使结构或构件恢复到初始位置的装置(如预应力筋、蝶形弹簧等)，从而减小结构或构件的震后残余变形。现有的自复位体系预应力筋通常采用通长布置，从构件顶部直接张拉至基础部分。但是对于高层建筑而言，采取同样布置形式则预应力筋过长，存在施工时一次性张拉困难等问题。同时由于预应力损失问题，使得预应力筋很难达到所需要的预应力强度。且对于不同楼层的墙体，所需预应力大小也不一致，采用同一强度的话，存在一定程度的资源浪费。同时，对于自复位结构而言，震后是否能够快速进行修复也是评判一个结构是否合理的重要依据，如何对高层建筑的预应力筋在震后重新张拉也是现有的一个问题。

专利CN206053037U公开了一种分段预应力自复位损伤集中预制摇摆剪力墙，包括自下而上布置的多个角部有损伤集中块的墙体，各墙体内均设有一端锚固于墙体内、另一端伸出墙体上方的无粘结预应力筋，并且各墙体上还设有预留预应力筋孔道，在各预留预应力筋孔道的上端设有锚具，相邻墙体中，位于上方的墙体内的预留预应力筋孔道与位于其下方的墙体内设置的无粘结预应力筋相对应，无粘结预应力筋穿入对应的预留预应力筋孔道后，其上端部被锚具锚固。但该专利未能充分考虑结构的震后可恢复性，在震后无法对内部预应力筋进行修复和重新张拉作业；且由于其锚具均布置于结构内部，在现场张拉时较为不便。

专利CN212715656U公开了一种曲线布筋的装配式预应力结构，所述装配式预应力结构包括预应力主框架梁、预应力次框架梁和预应力次梁，所述预应力主框架梁和所述预应力次框架梁纵横交叉布置，所述预应力次梁与所述预应力次框架梁平行，并且垂直于所述预应力主框架梁，所述预应力主框架梁、所述预应力次框架梁和所述预应力次梁中均布置有曲线预应力筋，所述预应力筋单跨分段布置，在梁的支座处用作面筋并在跨中用作底筋，每跨的所述预应力筋伸入相邻的梁并被锚固。但该专利的预应力筋布置形式不适用于柱、墙等竖向受力构件，与其受力特点不符，且其分段张拉方式在竖向结构中难以实现。

专利CN109594652A公开了一种张拉锚固于柱牛腿的预应力装配框架结构，通过框架柱中部的框架柱牛腿实现框架梁与框架柱之间的水平连接，通过框架柱端部的柱端牛腿实现框架柱之间的竖向连接；适用于梁与柱、柱与柱更为简化且性能优越的连接结构，其中梁与柱通过柱中部四周鼓出的牛腿相接并在牛腿上张拉锚固预应力筋而实现相互连接；柱与柱在楼层高度中部附近连接，连接上、下端的四周均鼓出牛腿，并在牛腿上张拉锚固斜向预应力连接钢筋。但该专利的布置形式不适用于墙等截面宽度较小的构件，容易产生钢筋碰撞等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，本实用新型受力合理，震后易修复，施工便利。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

本实用新型提供一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，该节点包括板件以及若干对向板件两侧外凸的三角形凸块，所述节点的内部预留有曲线型预应力筋孔道，所述预应力筋孔道的平面内布置采用双轴对称形式，所述三角形凸块的表面设置有凹槽，该凹槽的内部填充有C40微膨胀混凝土，该微膨胀混凝土的顶部设置有锚具。

进一步地，考虑到钢筋体积碰撞问题，所述三角形凸块的宽度根据所采用预应力筋直径确定，一般为150-300mm，高度根据曲线布置方式确定，一般为300-600mm，保证上下部的预应力筋孔道左右错开，防止碰撞。

进一步地，所述板件的内部预留有上部的预应力筋孔道，该上部的预应力筋孔道从板件的顶部分别延伸至两侧三角形凸块。

进一步地，所述三角形凸块的下表面凹槽顶部设置有上部预应力筋的下部锚固端，所述的上部预应力筋锚固于下部锚固端，实现预应力筋搭接。

进一步地，所述板件的内部预留有下部的预应力筋孔道，该下部的预应力筋孔道从板件的底部分别延伸至两侧三角形凸块。

进一步地，所述三角形凸块的上表面凹槽顶部设置有下部预应力筋的上部张拉端，所述的下部预应力筋锚固于上部张拉端，实现预应力筋搭接。

进一步地，所述的三角形凸块在预应力筋孔道的顶部附近布置螺旋箍筋，以增强上部张拉端和下部锚固端局部受力需求。

进一步地，所述的凹槽底部设有承压板。

进一步地，完成张拉作业后，所述的承压板承载C40微膨胀混凝土将凹槽进行封堵，以增强结构整体性。

进一步地，所述的节点和上下部构件之间设置有接缝砂浆，以增加装配式结构整体性。

作为优选的技术方案，所述接缝砂浆的厚度为10-30mm。

本实用新型布置三角形凸块主要目的在于：

(1)便于震后修复阶段，对受损的墙体内预应力筋进行修复与重新张拉作业；

(2)增大同一水平高度处截面面积，减少上下部预应力筋孔道及锚固端碰撞的可能性，可适用于宽度较小的墙体；

(3)有利于内部预应力筋采用曲线布置，使得内部曲线线型不会出现过大曲角，从而导致预应力筋被拉断；

(4)方便现场施工作业，提高工程效率；

(5)三角形凸块布置符合预应力筋孔道的曲线型布置，在保留有充分的孔道空间情况下，尽可能节约用料，实现最大化经济效益；同时也符合墙体竖向受力特点，在保证结构稳定性条件下，实现震后修复、分段张拉、预应力筋搭接等功能。

同时，本实用新型还提供一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点的施工方式，该施工方式包括以下步骤：

节点中的预应力筋孔道与上下部构件内孔道紧密对齐。在完成现场下部构件装配作业后，在其上部安装一段节点。下部构件预应力筋从三角形凸块处的上部张拉端穿入，深入至下部构件中的孔道内。若下部构件底部为基础，则该预应力筋锚固于基础内；若底部为另一节点，则锚固于下部锚固端中。完成张拉作业后，向凹槽内灌注C40微膨胀混凝土完成封堵。

在震后修复阶段，在整体结构受损处于可控范围内时，可通过三角形凸块上的上部张拉端快速有效地重新对预应力筋进行张拉，完成张拉作业后再重新浇筑C40微膨胀混凝土对上部张拉端进行封堵，增强结构整体性。从而实现建筑结构震后快速修复作业。

通过节点实现上下部构件预应力筋的分段张拉作业。且由于节点设计有三角形凸块，可在震后便捷的实现预应力筋重新张拉，同时增大了同一平面内的面积，减少了因预应力筋搭接需求而产生的可能的钢筋碰撞问题。

本实用新型主要创新点在于：

本实用新型设计主要目的为解决分段预应力自复位结构在装配式建筑中运用的相关难点。提出一种用于装配式自复位混凝土构件的分段预应力连接节点，以实现上下部构件的预应力筋分段张拉，同时兼顾结构的可恢复性问题。提出在节点中部布置有三角形凸块并以此为根据采用曲线型预应力筋布置，通过节点实现上下部预应力搭接。对于高层建筑，可根据实际预应力分段需求，运用本实用新型实现不同部分构件预应力大小根据实际情况进行控制。本实用新型的主要特点为其中部设置有三角形凸块，可在震后修复时快速完成重新张拉。对于不采用本实用新型的现有分段预应力构件而言，分段张拉端只能埋在构件内部，而无法在震后重新张拉预应力筋，无法实现可恢复性建筑理念。同时本实用新型也同时作为预应力筋搭接区段，根据具体搭接需要专门调整，实现标准楼层标准预制，连接节点特殊预制，从而大大提高工厂制作效率。同时本实用新型具有较好的普适性，在绝大部分工程实际中均可根据实际需求对部分构造进行调整即可直接投入使用，极大程度上减少了连接构件重新设计所需花费的人力物力。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型实现对建筑结构上下部分段施加预应力，从而通过对预应力的分段张拉设计，实现自复位体系在高层建筑当中的运用，打破了目前的局限性；同时，可根据具体楼层需求，采用合适的预应力，极大程度减少了对于材料的浪费和相应施工难度，增加设计的灵活性和合理性；

(2)本实用新型适用于多种构件形式，如梁、柱、墙等，且可根据具体工程要求方便地对具体节点构造进行相应的调整，而不需要重新进行连接构件设计，在绝大多数工程条件下均可得到广泛运用；

(3)本实用新型设置有外伸三角形凸块，在地震后可较为便捷的完成预应力的重新张拉，辅以其他震后修复技术，实现震后建筑快速重新投入使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例中装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点的侧视图示意图；

图2为本实用新型实施例中装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点的正视图示意图；

图3为本实用新型实施例中三角形凸块的细部示意图；

图4为本实用新型实施例中装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点略去上部张拉端和下部锚固端的三维模型透视图。

图中标记说明：

1—上部张拉端、2—三角形凸块、3—螺旋箍筋、4—预应力筋孔道、5—接缝砂浆、6—承压板、7—微膨胀混凝土、8—下部锚固端。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相正对地重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，用以连接节点上下部的若干预制装配式混凝土构件，如图1至4所示，包括板件以及上部张拉端1、楔形凸块2、螺旋箍筋3、预应力筋孔道4、接缝砂浆5、承压板6、C40微膨胀混凝土7和下部锚固端8。板件两侧外凸四对三角形凸块2，节点的内部预留有曲线型预应力筋孔道4，包括上下部的预应力筋孔道，上部的预应力筋孔道4从板件的顶部分别延伸至两侧三角形凸块2，三角形凸块2的下表面凹槽内部填充有微膨胀混凝土7，微膨胀混凝土7的顶部设置有上部预应力筋的下部锚固端8，上部预应力筋锚固于下部锚固端8，下部的预应力筋孔道4从板件的底部分别延伸至两侧三角形凸块2，三角形凸块2的上表面凹槽内部填充有微膨胀混凝土7，微膨胀混凝土7的顶部设置有下部预应力筋的上部张拉端1，下部预应力筋锚固于上部张拉端1。三角形凸块2的宽度根据所采用预应力筋直径确定，采用200mm，高度根据曲线布置方式确定，采用400mm，上下部的预应力筋孔道4左右错开。三角形凸块2在预应力筋孔道4顶部布置螺旋箍筋3。凹槽底部设有承压板6，承压板6承载微膨胀混凝土7将凹槽进行封堵。在节点和预制构件接缝处布置有接缝砂浆5。

一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点的施工方式，该施工方式包括以下步骤：

连接节点中的预留预应力筋孔道4与上下部构件内孔道紧密对齐。在完成现场下部构件装配作业后，在其上部安装一段节点。下部构件预应力筋从三角形凸块2处的上部张拉端1穿入，深入至下部构件中的预留孔道内。若下部构件底部为基础，则该预应力筋锚固于基础内；若底部为另一节点，则锚固于节点内设置的下部锚固端8中。完成张拉作业后，向预留凹槽内灌注微膨胀混凝土7完成封堵。通过节点实现上下部构件预应力筋的分段张拉作业。且由于节点设计有三角形凸块2，可在震后便捷的实现预应力筋重新张拉，同时增大了同一平面内的面积，减少了因预应力筋搭接需求而产生的可能的钢筋碰撞问题。

在震后修复阶段，在整体结构受损处于可控范围内时，可通过三角形凸块2上的上部张拉端1快速有效的重新对预应力筋进行张拉，完成张拉作业后再重新浇筑微膨胀混凝土7对上部张拉端1进行封堵，增强结构整体性。从而实现建筑结构震后快速修复作业。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，其特征在于，该节点包括板件以及若干对向板件两侧外凸的三角形凸块(2)，所述节点的内部预留有曲线型预应力筋孔道(4)，所述三角形凸块(2)的表面设置有凹槽，该凹槽的内部填充有微膨胀混凝土(7)，该微膨胀混凝土(7)的顶部设置有锚具。

2.根据权利要求1所述的一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，其特征在于，所述三角形凸块(2)的宽度为150-300mm，高度为300-600mm，上下部的预应力筋孔道(4)左右错开。

3.根据权利要求1所述的一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，其特征在于，所述板件的内部预留有上部的预应力筋孔道(4)，该上部的预应力筋孔道(4)从板件的顶部分别延伸至两侧三角形凸块(2)。

4.根据权利要求3所述的一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，其特征在于，所述三角形凸块(2)的下表面凹槽顶部设置有上部预应力筋的下部锚固端(8)，所述的上部预应力筋锚固于下部锚固端(8)。

5.根据权利要求1所述的一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，其特征在于，所述板件的内部预留有下部的预应力筋孔道(4)，该下部的预应力筋孔道(4)从板件的底部分别延伸至两侧三角形凸块(2)。

6.根据权利要求5所述的一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，其特征在于，所述三角形凸块(2)的上表面凹槽顶部设置有下部预应力筋的上部张拉端(1)，所述的下部预应力筋锚固于上部张拉端(1)。

7.根据权利要求1所述的一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，其特征在于，所述的三角形凸块(2)在预应力筋孔道(4)的顶部布置螺旋箍筋(3)。

8.根据权利要求1所述的一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，其特征在于，所述的凹槽底部设有承压板(6)。

9.根据权利要求8所述的一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，其特征在于，所述的承压板(6)承载微膨胀混凝土(7)。

10.根据权利要求1所述的一种装配式自复位混凝土构件的分段后张预应力拼接节点，其特征在于，所述的节点和上下部构件之间设置有接缝砂浆(5)。

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