CN105401656A - 装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法，用带有波纹的钢板将两个建筑预制构件连接起来，使建筑物成为一个柔性的整体结构，其结构的整体性好、抗震性能好、抗震成本低。现在的建筑物还是以施工现场的砌砖、浇捣混凝土为主。本发明为建筑工程实现了真正意义上的、建筑的构件化、工厂化、标准化、机械化、装配化、系列化、装配式柔性建筑结构。

Description

装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法

技术领域

本发明涉及一种装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法。

背景技术

现在的建筑工程有砖混结构和钢筋混凝土框架、框剪结构，都要现场砌筑和浇筑混凝土，都是刚性结构，砖混和框架结构抗震效果差、框剪结构抗震成本太大，而且都是现场湿式、露天、高空作业质量难保证、工期长、污染大、烧制黏土砖破坏土地资源、劳动强度大等诸多问题。

现在有所谓的装配结构，也都还需要部分现场绑扎或焊接钢筋、浇捣混凝土，没有完全摆脱上述的问题。不是真正意义上的装配式结构，其主要问题就是节点的连接问题。

发明内容

为了克服现有砖混和框架结构抗震效果差、框剪结构抗震成本太大，而且都是现场湿式、露天、高空作业质量难保证、工期长、污染大、烧制黏土砖破坏土地资源、劳动强度大的问题。本发明提供装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法，该方法不用现场绑扎或焊接钢筋、浇捣混凝土，现场全部干式作业，解决了建筑构件间的连接时的抗震性能差这一难题，建筑物可以全面的构件化，实现真正的装配化、工厂化、标准化、机械化、系列化，节约无污染，造价低，多快好省地搞建设。

本发明采用的技术方案是：

装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法，包括柱子、梁和锚固在柱子上的紧贴梁的梁头两侧的波纹钢板，波纹钢板的前部为平板，后部有相互平行的波浪形褶皱，波浪形褶皱的波纹与梁垂直，波浪形褶皱的波浪方向与梁的长度方向平行，波纹钢板上设有穿螺栓的孔，其孔有多孔或独立孔；梁头上设有与其两侧波纹钢板一一相对应的水平的、与梁垂直的穿透的孔，将螺栓从一侧波纹钢板的孔穿入、穿过梁头上的对应的孔和另一侧波纹钢板的对应孔、拧上螺帽连接；

所述的梁在柱子的承台上，梁端头的立面和下面分别与柱子顶部相接触的立面和柱子的承台上面以平面相接；

所述的梁在柱子的承台上，梁端头的梁头的前端为梁的弧形头，放在下面承台的上表面有球冠状的凹槽面上，梁的弧形头的顶头与柱子顶部立面的球冠状的凹槽面接触连接；

所述的两个柱子连接时，上层柱子与下层柱子间的连接为在柱子顶端的四个对应面预埋的钢板相连接。

所述波纹钢板上设有穿螺栓的多孔为两排孔，包括波纹板上排孔和波纹板下排孔，波纹板上排孔和波纹板下排孔位于波纹钢板前面的平板上；所述梁头的前端为梁的平头，梁的平头与柱子顶部的立面接触连接；梁头上设有与其两侧波纹钢板一一相对应的水平的、与梁垂直的穿透的孔梁头上排孔和梁头下排孔，将螺栓从一侧波纹钢板的孔穿入、穿过梁头上的对应的孔、对面另一侧带波纹钢板的对应孔、拧上螺帽连接。

所述波纹钢板上设有穿螺栓的独立孔，独立孔位于波纹钢板前面平板上；所述梁头的前端为梁的弧形头，梁的弧形头的下面放在承台上面、承台上表面的有球冠状的凹槽面上，梁的弧形头的顶头与柱子顶部的柱子顶部立面的球冠状的凹槽面接触连接；梁的弧形头分别与承台上表面的凹槽面间和柱子顶部立面的凹槽面间加柔性材料或万向滚珠；梁头上设有与其两侧波纹钢板上相对应的水平的、与梁垂直的穿透的孔中心孔；螺栓穿入一侧波纹钢板上的独立孔、再穿过对应的梁头上的中心孔、再穿入另一侧波纹钢板上的独立孔，带上螺帽形成一个自由维度的轴式铰接。

梁的端头的立面与柱子顶部的立面平面相接，梁的端头的下部与柱子的承台上表面平面相接；梁和柱子均为预制构件。

两个柱子连接时，上层柱子与下层柱子间的连接为在柱子顶端的四个对应面预埋的钢板，上下各打一排孔，钢板上排孔和钢板下排孔；钢板上排孔和钢板下排孔与上部的柱子的底部穿透的一一对应孔柱子脚上排孔和柱子脚下排孔，插入螺栓固定，上部的柱子插入下部柱子顶部的、分布在四面的连接钢板内，用螺栓固定；坐在基础上的柱子，插入从基础上伸出的四个钢板中，用螺栓固定。

波浪形褶皱为半波或大于等于半波的波浪形。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法，该方法不用现场绑扎或焊接钢筋、浇捣混凝土，现场全部干式作业，解决了建筑构件间的连接时的抗震性能差这一难题，建筑物可以全面的构件化，实现真正的装配化、工厂化、标准化、机械化、系列化，节约无污染，造价低，多快好省地搞建设。

用带有波纹的钢板将两个建筑预制构件连接起来，使建筑物成为一个柔性的整体结构，其结构的整体性好、抗震性能好、抗震成本低。

再加一个竖向的自由维度，采用轴式铰接。用一个螺栓穿过梁头和两侧的钢板旋上螺母，作为轴来实现的。因为地震的纵向波最难防难控，其造成的破坏也最严重。竖向的自由维度可以更好地避免地震纵向波对建筑结构的破坏，我还在梁与柱子间设计了球面状的、梁的弧形曲面凸起面和柱子的弧形曲面凹面，中间再加上柔性材料，梁与柱子间可以实现纵向维度的自由铰接，建筑物的抗震性能更好。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1为本发明的梁头示意图。

图2为梁头带弧形的曲面凸起面梁头示意图。

图3为柱子的结构示意图。

图4为柱子头部立面和承台上表面的球冠状的凹槽面。

图中，附图标记：1、柱子；2、承台；3、波纹钢板；4、柱子顶部；5、钢板；6、钢板下排孔；7、钢板上排孔；8、波纹钢板上排孔；9、波纹钢板下排孔；10、波浪形褶皱；11、柱子脚上排孔；12、柱子脚下排孔；13、梁头；14、梁的上排孔；15、梁的下排孔；16、梁的平头；17、梁的弧形头；18、梁的上平面；19、中心孔；20、独立孔；21、柱子顶部立面的球冠状的凹槽面；22、承台上表面的有球冠状的凹槽面；23梁。

具体实施方式

实施例1：

为了克服现有砖混和框架结构抗震效果差、框剪结构抗震成本太大，而且都是现场湿式、露天、高空作业质量难保证、工期长、污染大、烧制黏土砖破坏土地资源、劳动强度大的问题。本发明提供一种如图1、图2、图3、图4所示的装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法，该方法不用现场绑扎或焊接钢筋、浇捣混凝土，现场全部干式作业，解决了建筑构件间的连接时的抗震性能差这一难题，建筑物可以全面的构件化，实现真正的装配化、工厂化、标准化、机械化、系列化，节约无污染，造价低，多快好省地搞建设。

装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法，包括柱子1、梁23和锚固在柱子1上的紧贴梁23的梁头13两侧的波纹钢板3，波纹钢板3的前部为平板，后部有相互平行的波浪形褶皱10，波浪形褶皱10的波纹与梁23垂直，波浪形褶皱10的波浪方向与梁23的长度方向平行，波纹钢板3上设有穿螺栓的孔，其孔有多孔或独立孔20；梁头13上设有与其两侧波纹钢板3一一相对应的水平的、与梁23垂直的穿透的孔，将螺栓从一侧波纹钢板3的孔穿入、穿过梁头13上的对应的孔和另一侧波纹钢板3的对应孔、拧上螺帽连接；所述的梁23在柱子的承台2上，梁23端头的立面和下面分别与柱子顶部4相接触的立面和柱子1的承台2上面以平面相接；

所述的梁23在柱子的承台2上，梁23端头的梁头13的前端为梁的弧形头17，放在下面承台2的上表面有球冠状的凹槽面22上，梁的弧形头17的顶头与柱子顶部4立面的球冠状的凹槽面21接触连接；

所述的两个柱子1连接时，上层柱子与下层柱子间的连接为在柱子顶端的四个对应面预埋的钢板5相连接。

上层柱子与下层柱子间的连接为在柱子顶端的四个对应面预埋预设的钢板5，上下各打一排孔，与上部的柱子1的底部穿透的对应孔，插入螺栓固定：上部的柱子1插入下部柱子顶的、分布在四面的连接钢板5内，用螺栓固定；坐在基础上的柱子1，插入从基础上伸出的四个钢板5中，用螺栓固定。设计并制作一种后部带波纹的钢板，前部打孔，波纹之后部分固接在一构件上，前段打孔部分与另一构件用螺栓连接，固接或一个自由维度的轴式铰接；钢板的波纹能很好地释放地震能，使结构中的建筑构件上的内应力大幅降低，钢板的波纹起到柔性抗震，如果在建筑构件间加上柔性材料，建筑结构的柔性抗震性能就更好，从而保护建筑构件不被破坏，建筑构件也不会因建筑物的摇摆，造成建筑构件的脱落破坏。

本发明中提供的一种后部带波纹的钢板3，前部打孔，波纹之后部分固接在一构件上，前段打孔部分与另一构件用螺栓连接，固接或一个自由维度的轴式铰接。钢板的波纹能很好地释放地震能，使结构中的建筑构件上的内应力大幅降低，钢板的波纹起到柔性抗震，如果在建筑构件间加上柔性材料，建筑结构的柔性抗震性能就更好，从而保护建筑构件不被破坏。建筑构件也因有的一端与一个构件的固接、另一端将另一个构件的两边夹持的钢板，不会因建筑物的摇摆，造成建筑构件的脱落破坏，建筑的结构整体性好，抗震好。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，所述波纹钢板3上设有穿螺栓的多孔为两排孔，包括波纹板上排孔8和波纹板下排孔9，波纹板上排孔8和波纹板下排孔9位于波纹钢板3前面的平板上；所述梁头13的前端为梁的平头16，梁的平头16与柱子顶部4的立面接触连接；梁头13上设有与其两侧波纹钢板3一一相对应的水平的、与梁垂直的穿透的孔梁头上排孔14和梁头下排孔15，将螺栓从一侧波纹钢板3的孔穿入、穿过梁头13上的对应的孔、对面另一侧带波纹钢板3的对应孔、拧上螺帽连接。

梁23的端头的立面与柱子顶部4的立面平面相接，梁23的端头的下部与柱子的承台2上表面平面相接；梁23和柱子1均为预制构件。

所述的其锚固在柱子1上的紧贴梁头13两侧的波纹钢板3后部有波浪形褶皱10：波浪形褶皱10为半波或大于等于半波的波浪形，波纹钢板3的前面打孔部分为平板。

梁23两侧的波纹钢板3端头上有两排孔，波纹钢板上排孔8和波纹钢板下排孔9；波纹钢板上排孔8和波纹钢板下排孔9分别与梁头13上的两排孔、梁头上排孔14和梁头下排孔15的位置、数量、大小一一对应一致，波纹钢板3的端头打孔处为平板形。

梁23端头的侧面上下各有水平排列一至两排，每排一至三个的水平穿透孔，其孔与梁23垂直；用螺栓穿入一侧的波纹钢板孔，再穿入对应的梁头13的孔，最后穿入另一侧波纹钢板3上对应的孔，旋上螺母分别将梁23的上部和下部固定连接。

实施例3：

基于实施例1的基础上，本实施例中，所述波纹钢板3上设有穿螺栓的独立孔20，独立孔20位于波纹钢板3前面平板上；所述梁头13的前端为梁的弧形头17，梁的弧形头17的下面放在承台2上面、承台上表面的有球冠状的凹槽面22上，梁的弧形头17的顶头与柱子顶部4的柱子顶部立面的球冠状的凹槽面21接触连接；梁的弧形头17分别与承台上表面的凹槽面间和柱子顶部4立面的凹槽面间加柔性材料或万向滚珠；梁头13上设有与其两侧波纹钢板3上相对应的水平的、与梁垂直的穿透的孔中心孔19；螺栓穿入一侧波纹钢板3上的独立孔20、再穿过对应的梁头13上的中心孔19、再穿入另一侧波纹钢板3上的独立孔20，带上螺帽形成一个自由维度的轴式铰接。

本发明中的柔性材料为橡胶和尼龙塑料或者万向滚珠。本实施例中梁的弧形头17分别与承台上表面的凹槽面间和柱子顶部4立面的凹槽面间加柔性材料。

柱子1上的梁23两侧的后部为波纹钢板3，波纹钢板3前部为平面上有一独立孔20，独立孔20与梁23上的中心孔19对应，螺栓穿入波纹钢板3上的孔、再穿过对应的梁上的中心孔19、再穿入另一侧钢板的对应的孔，带上螺帽形成一个自由维度的轴式铰接。

加一个竖向的自由维度，采用轴式铰接。用一个螺栓穿过梁头13和两侧的波纹钢板3旋上螺母，作为轴来实现的。因为地震的纵向波最难防难控，其造成的破坏也最严重。竖向的自由维度可以更好地避免地震纵向波对建筑结构的破坏，我还在梁与柱子间设计了球面状的、梁23的弧形曲面凸起面和柱子的弧形曲面凹槽面，中间再加上柔性材料，梁23与柱子1间可以实现纵向维度的自由铰接，被建筑物的结构构件吸收的地震纵向能更少，更好地保护建筑结构，建筑物的抗震性能更好。

梁23的端头的立面和下部与柱子立面和柱子的承台2平面相接，梁23和柱子1全为预制构件。

梁23端头的顶头为与梁端头下面的球面状的弧形的曲面凸起面，有一个从梁23的顶头上部连续到梁头13下面的至梁头13后部的同心的大弧，大弧的宽是以梁23的宽度为起始点的球面状的弧形，共同组成梁头13的顶头到梁头13下部的弧形的曲面凸起面，承台2的梁端头下边的部分上表面以梁端头下面的弧形的曲面凸面的大弧形为相同半径的、同心的球冠状的凹槽面；柱子顶部4的立面与梁头的顶头接触面也为以梁端头的弧形的曲面凸起面的大弧形为相同半径的同心的球冠状的凹槽面，并且梁头13的弧形的曲面凸起面大弧形与柱子顶部4的立面和承台2的上面的凹槽面同时相对应、相耦合；梁23和柱子1全为预制构件，构件间夹弹性材料。

实施例4：

基于实施例1的基础上，本实施例中，两个柱子1连接时，上层柱子与下层柱子间的连接为在柱子顶端的四个对应面预埋的钢板5，上下各打一排孔，钢板上排孔7和钢板下排孔6；钢板上排孔7和钢板下排孔6与上部的柱子1的底部穿透的一一对应孔、柱子脚上排孔11和柱子脚下排孔12，插入螺栓固定，上部的柱子1插入下部柱子顶部4的、分布在四面的连接钢板5内，用螺栓固定；坐在基础上的柱子1，插入从基础上伸出的四个钢板5中，用螺栓固定。

波浪形褶皱10为半波或大于等于半波的波浪形。

所述的上层柱子与下层柱子间的连接为在柱子顶端的四个对应面预埋预设的钢板5，上下各打一排孔，与上部的柱子1的底部穿透的一一对应孔，插入螺栓固定：上部的柱子1插入下部柱子顶的、分布在四面的连接钢板5内，用螺栓固定；坐在基础上的柱子1，插入从基础上伸出的四个钢板5中，用螺栓固定。设计并制作一种后部带波纹的钢板，前部打孔，波纹之后部分固接在一构件上，前段打孔部分与另一构件用螺栓连接，固接或一个自由维度的轴式铰接；钢板的波纹能很好地释放地震能，使结构中的建筑构件上的内应力大幅降低，钢板的波纹起到柔性抗震，如果在建筑构件间加上柔性材料，建筑结构的柔性抗震性能就更好，从而保护建筑构件不被破坏，建筑构件也不会因建筑物的摇摆，造成建筑构件的脱落破坏。

Claims (6)

1.装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法，其特征是：包括柱子（1）、梁（23）和锚固在柱子（1）上的紧贴梁（23）的梁头（13）两侧的波纹钢板（3），波纹钢板（3）的前部为平板，后部有相互平行的波浪形褶皱（10），波浪形褶皱（10）的波纹与梁（23）垂直，波浪形褶皱（10）的波浪方向与梁（23）的长度方向平行，波纹钢板（3）上设有穿螺栓的孔，其孔有多孔或独立孔（20）；梁头（13）上设有与其两侧波纹钢板（3）一一相对应的水平的、与梁（23）垂直的穿透的孔，将螺栓从一侧波纹钢板（3）的孔穿入、穿过梁头（13）上的对应的孔和另一侧波纹钢板（3）的对应孔、拧上螺帽连接；所述的梁（23）在柱子的承台（2）上，梁（23）端头的立面和下面分别与柱子顶部（4）相接触的立面和柱子（1）的承台（2）上面以平面相接；

所述的梁（23）在柱子的承台（2）上，梁（23）端头的梁头（13）的前端为梁的弧形头（17），放在下面承台（2）的上表面有球冠状的凹槽面（22）上，梁的弧形头（17）的顶头与柱子顶部（4）立面的球冠状的凹槽面（21）接触连接；

所述的两个柱子（1）连接时，上层柱子与下层柱子间的连接为在柱子顶端的四个对应面预埋的钢板（5）相连接。

2.根据权利要求1所述的装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法，其特征是：所述波纹钢板（3）上设有穿螺栓的多孔为两排孔，包括波纹板上排孔（8）和波纹板下排孔（9），波纹板上排孔（8）和波纹板下排孔（9）位于波纹钢板（3）前面的平板上；所述梁头（13）的前端为梁的平头（16），梁的平头（16）与柱子顶部（4）的立面接触连接；梁头（13）上设有与其两侧波纹钢板（3）一一相对应的水平的、与梁垂直的穿透的孔梁头上排孔（14）和梁头下排孔（15），将螺栓从一侧波纹钢板（3）的孔穿入、穿过梁头（13）上的对应的孔、对面另一侧带波纹钢板（3）的对应孔、拧上螺帽连接。

3.根据权利要求1所述的装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法，其特征是：所述波纹钢板（3）上设有穿螺栓的独立孔（20），独立孔（20）位于波纹钢板（3）前面平板上；所述梁头（13）的前端为梁的弧形头（17），梁的弧形头（17）的下面放在承台（2）上面、承台上表面的有球冠状的凹槽面（22）上，梁的弧形头（17）的顶头与柱子顶部（4）的柱子顶部立面的球冠状的凹槽面（21）接触连接；梁的弧形头（17）分别与承台上表面的凹槽面间和柱子顶部（4）立面的凹槽面间加柔性材料或万向滚珠；梁头（13）上设有与其两侧波纹钢板（3）上相对应的水平的、与梁垂直的穿透的孔中心孔（19）；螺栓穿入一侧波纹钢板（3）上的独立孔（20）、再穿过对应的梁头（13）上的中心孔（19）、再穿入另一侧波纹钢板（3）上的独立孔（20），带上螺帽形成一个自由维度的轴式铰接。

4.根据权利要求2所述的装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法，其特征是：梁（23）的端头的立面与柱子顶部（4）的立面平面相接，梁（23）的端头的下部与柱子的承台（2）上表面平面相接；梁（23）和柱子（1）均为预制构件。

5.根据权利要求1所述的装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法，其特征是：两个柱子（1）连接时，上层柱子与下层柱子间的连接为在柱子顶端的四个对应面预埋的钢板（5），上下各打一排孔，钢板上排孔（7）和钢板下排孔（6）；钢板上排孔（7）和钢板下排孔（6）与上部的柱子（1）的底部穿透的一一相对应孔柱子脚上排孔（11）柱子脚下排孔（12），插入螺栓固定，上部的柱子（1）插入下部柱子顶部（4）的、分布在四面的连接钢板（5）内，用螺栓固定；坐在基础上的柱子（1），插入从基础上伸出的四个钢板（5）中，用螺栓固定。

6.根据权利要求1所述的装配式柔性建筑结构中预制构件间节点的连接方法，其特征是：波浪形褶皱（10）为半波或大于等于半波的波浪形。