CN105780935B - 预制装配式钢管约束耗能连接节点及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种预制装配式钢管约束耗能连接节点，该钢管约束耗能连接节点包括核心区预埋钢组件、四块与所述核心区预埋钢组件相匹配的开孔外钢板以及若干块梁端边腹板；四块所述开孔外钢板围设在所述核心区预埋钢组件的外侧形成外钢管；在外钢管内浇筑钢纤维自密实混凝土形成钢纤维自密实混凝土核心区；所述梁端边腹板设置在所述核心区预埋钢组件的上下翼缘之间；每所述上下翼缘与预制梁均通过一现浇钢纤维自密实混凝土连接段相连接。本发明优点：可以提高节点核心区混凝土的强度和延性，实现“强节点，弱构件”的抗震设计概念；可更好的发挥梁端塑性铰的耗能能力，延缓塑性铰刚度退化速率，并提高梁端的抗剪能力，实现梁端塑性铰外移等。

Description

预制装配式钢管约束耗能连接节点及施工方法

技术领域

本发明涉及一种装配式钢筋混凝土框架连接节点，特别涉及一种预制装配式钢管约束耗能连接节点及施工方法。

背景技术

在“十三五”期间，我国将以发展绿色建筑、智能建筑为方向，以建筑产业现代化为重点，大力调整建筑产业结构，综合运用各项政策措施，加快推进建筑产业现代化，推动建筑业转型升级。装配式钢筋混凝土结构有利于提高生产效率、节约能源、发展绿色环保建筑，并且有利于提高和保证建筑工程质量，具有广泛的运用前景。

结构连接方式及抗震能力是装配式钢筋混凝土结构推广过程中的关键技术，我国目前装配式钢筋混凝土框架结构多采用后浇整体式节点以达到等同现浇的目的。但是，现有的装配式钢筋混凝土框架结构存在有以下缺陷：1、装配式预制构件中梁柱节点核心区钢筋密集，混凝土浇筑难度大，混凝土密实性难以保证，箍筋也难以绑扎到位；2、装配式预制构件连接节点抗震性能差，节点核心区的延性不够；3、装配式框架结构的梁端塑性铰的耗能能力较差。为了进一步提高预制装配式混凝土框架结构在地震区的适用范围，减小结构的变形和损伤，因此提供一种受力性能更优良且方便施工的连接方式是急需解决的问题，也是当前研究的热点。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种预制装配式钢管约束耗能连接节点，通过该连接节点来提高核心区混凝土的强度和延性，实现“强节点，弱构件”的抗震设计概念，并可提高梁端的抗剪能力，实现塑性铰外移。

本发明是这样实现技术问题之一的：预制装配式钢管约束耗能连接节点，所述钢管约束耗能连接节点包括一核心区预埋钢组件、四块与所述核心区预埋钢组件相匹配的开孔外钢板以及若干块梁端边腹板；所述核心区预埋钢组件包括一预埋外伸上翼缘、一预埋外伸下翼缘、一上套筒箍筋、一下套筒箍筋、至少两块预埋外伸腹板以及若干根预埋钢套筒；

所述预埋外伸上翼缘和预埋外伸下翼缘在中间相同的位置均预留有一大圆孔；若干所述预埋钢套筒的下端竖向围设在所述下套筒箍筋的内侧形成一矩形核心区；所述预埋外伸下翼缘套设在所述预埋钢套筒的下部，且使该预埋外伸下翼缘位于所述下套筒箍筋的上端；

每所述预埋外伸腹板的一端均预埋在所述矩形核心区内部，另一端均沿梁端方向延伸出矩形核心区的外侧；所述预埋外伸上翼缘套设在所述预埋钢套筒的上部，且使所述预埋外伸上翼缘抵接于所述预埋外伸腹板的上端；所述上套筒箍筋套设在所述预埋钢套筒上并位于所述预埋外伸上翼缘的上端；

四块所述开孔外钢板围设在所述矩形核心区的外侧形成一外钢管，在所述外钢管内浇筑钢纤维自密实混凝土形成钢纤维自密实混凝土核心区，该钢纤维自密实混凝土核心区的中部预留有一注浆孔；所述梁端边腹板设置在所述预埋外伸上翼缘和预埋外伸下翼缘的上下翼缘之间；每所述上下翼缘与预制梁均通过一现浇钢纤维自密实混凝土连接段相连接。

进一步地，在所述钢管约束耗能连接节点为角节点或边节点时，所述预埋外伸上翼缘在角节点或边节点所对应的边上向下设有一上翼缘锚固板，所述预埋外伸下翼缘在角节点或边节点所对应的边上向上设有一下翼缘锚固板，且所述上翼缘锚固板和下翼缘锚固板均预埋在所述矩形核心区内部。

进一步地，所述预埋钢套筒的高度等于所述开孔外钢板的高度，且当所述上下翼缘需要穿过钢筋时，所述上下翼缘上均开设有用于插设预埋钢套筒的套筒插孔。

进一步地，每所述开孔外钢板的内侧均设置有锚固肋。

进一步地，每所述上下翼缘之间均设置有一块所述梁端边腹板或者两块所述梁端边腹板，且所述梁端边腹板的长度大于上下翼缘的长度。

进一步地，所述梁端边腹板上开设有若干个圆孔。

进一步地，所述上下翼缘与梁端边腹板上均设置有若干个剪力键。

进一步地，所述上翼缘上开设有若干个混凝土浇筑排气孔。

进一步地，所述预埋外伸腹板包括一外伸板以及一锚固板；所述锚固板预埋在所述矩形核心区内部；所述外伸板插在相邻所述预埋钢套筒之间的间隙中，且该外伸板的一端与所述锚固板固定连接，另一端沿梁端方向向外延伸出所述矩形核心区的外侧。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种预制装配式钢管约束耗能连接节点的施工方法。

本发明是这样实现技术问题之二的：预制装配式钢管约束耗能连接节点的施工方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1、制作钢管约束耗能连接节点的核心区预埋钢组件：

首先，将预埋钢套筒立于下套筒箍筋的内侧，并将下套筒箍筋内侧与预埋钢套筒下端接触的部位焊接在一起；同时，将预埋外伸下翼缘套入预埋钢套筒的下部，并使预埋外伸下翼缘位于下套筒箍筋的上端；

然后，将预埋外伸腹板插入相邻预埋钢套筒之间的空隙中；将预埋外伸上翼缘套入预埋钢套筒，并使预埋外伸上翼缘抵接在预埋外伸腹板的上端；同时，将上套筒箍筋套到预埋钢套筒上并位于预埋外伸上翼缘的上端形成一矩形核心区；

最后，将上套筒箍筋与预埋钢套筒接触的部位焊接在一起；将预埋外伸腹板与预埋外伸下翼缘和预埋外伸上翼缘在矩形核心区内的接触部位焊接在一起，在矩形核心区外的接触部位暂不焊接；

如果钢管约束耗能连接节点为角节点或边节点，则将角节点或边节点所对应的边的上翼缘锚固板和下翼缘锚固板预埋在矩形核心区内部；

步骤2、将四块开孔外钢板围设在矩形核心区的外侧，并将相邻开孔外钢板的接触端焊接在一起形成一外钢管；同时，将延伸出外钢管外侧的预埋外伸腹板与上下翼缘相接触的部位焊接在一起；

步骤3、先在上下翼缘之间焊接上梁端边腹板，且如果在预制梁上不设腰筋，则在上下翼缘之间焊接一块梁端边腹板即可，如果在预制梁上设有腰筋，则在上下翼缘之间焊接两块梁端边腹板；

然后在矩形核心区中预埋一根PVC管，并在矩形核心区内浇筑钢纤维自密实混凝土，待钢纤维自密实混凝土终凝后抽出PVC管，从而形成钢管约束耗能连接节点；

步骤4、将预制下柱的下柱钢筋从钢管约束耗能连接节点的预埋钢套筒穿过，并在钢管约束耗能连接节点的底部与预制下柱的顶部之间预留一定的高度作为注浆连接层；用钢模板将注浆连接层的四周封住，并通过注浆孔往内部注浆，使下柱钢筋与钢管约束耗能连接节点的矩形核心区形成整体；

步骤5、若预制梁上设有腰筋，则将预制梁的外伸钢筋与钢管约束耗能连接节点的上下翼缘和梁端边腹板分别进行焊接；若预制梁不设腰筋，则不执行该步骤5；

步骤6、在钢管约束耗能连接节点与预制梁的连接部位浇筑自密实钢纤维混凝土连接段，浇筑完自密实钢纤维混凝土连接段后，浇筑叠合梁板；在完成叠合梁板的浇筑后，将预制上柱的钢筋灌浆套筒套入穿过钢管约束耗能连接节点的下柱钢筋中，并往预制上柱内注浆。

本发明有益效果如下：

1、在本发明装配式钢管约束耗能连接节点中，外钢管为核心区钢纤维自密实混凝土提供了侧向约束，提高了核心区混凝土的强度和延性，实现了“强节点，弱构件”的抗震设计概念；同时，在钢管约束耗能连接节点的核心区可以不设箍筋，克服了传统梁柱节点核心区箍筋密集，施工困难的难题；

2、在预制梁与钢管约束耗能连接节点的连接部位采用现浇钢纤维自密实混凝土，利用钢纤维自密实混凝土良好的延性来提高梁端塑性铰的耗能能力，以及其良好的流动性来解决梁端外伸钢组件处混凝土振捣不到位的问题，即可更好的发挥梁端塑性铰的耗能能力，延缓塑性铰刚度退化速率；

3、钢管约束耗能连接节点的核心区预埋外伸钢组件，可以提高梁端的抗剪能力，实现塑性铰外移，减少了塑性铰对节点核心区造成不利的影响；

4、在施工层面上，预制梁的腰筋可以通过节点核心区的预埋外伸钢组件连接，克服了传统梁柱节点核心区钢筋密集的问题，可以确保节点的施工质量；

5、本发明装配式钢管约束耗能连接节点的预埋外伸钢组件的安装先后顺序，克服了焊缝、剪力键先做可能导致的外钢管预留孔过大，使钢管约束效果减弱的问题。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明梁端单腹板钢管约束耗能连接节点的结构示意图。

图2为本发明制作梁端双腹板钢管约束耗能连接节点的预埋钢组件的组装状态图之一。

图3a为本发明制作梁端双腹板钢管约束耗能连接节点的预埋钢组件的组装状态图之二。

图3b为本发明制作角节点时预埋钢组件的结构示意图。

图3c为本发明制作边节点时预埋钢组件的结构示意图。

图4为本发明制作梁端双腹板钢管约束耗能连接节点的外钢管的组装状态图之一。

图5为本发明制作梁端双腹板钢管约束耗能连接节点的外钢管的组装状态图之二。

图6为本发明制作梁端双腹板钢管约束耗能连接节点的梁端两边腹板的结构状态图。

图7为为本发明浇筑成型后的梁端双腹板钢管约束耗能连接节点的结构示意图。

图8为本发明中钢管约束耗能连接节点与预制下柱的连接示意图。

图9为本发明中钢管约束耗能连接节点与预制梁的连接示意图。

图10为本发明中钢管约束耗能连接节点与预制上柱的连接示意图。

其中，100-钢管约束耗能连接节点，1-核心区预埋钢组件，11-预埋外伸上翼缘，112-上翼缘锚固板，12-预埋外伸下翼缘，122-下翼缘锚固板，13-上套筒箍筋，14-下套筒箍筋，15-预埋外伸腹板，151外伸板，152-锚固板，16-预埋钢套筒，2-开孔外钢板，21-锚固肋，3-梁端边腹板，31-圆孔，32-剪力键，4-钢纤维自密实混凝土，5-预制梁，6-外伸钢筋，7-预制下柱，8-下柱钢筋，9-注浆连接层，10-预制上柱，111、121-上下翼缘，a-大圆孔，b-套筒插孔，c-矩形核心区，d-外钢管，d1-注浆孔，e-自密实钢纤维混凝土连接段，f-混凝土浇筑排气孔，g-叠合梁板。

具体实施方式

请参照图1至图10所示，本发明预制装配式钢管约束耗能连接节点100的较佳实施例，所述钢管约束耗能连接节点100包括一核心区预埋钢组件1、四块与所述核心区预埋钢组件1相匹配的开孔外钢板2以及若干块梁端边腹板3，其中，开孔外钢板2是按照核心区预埋钢组件1的形状进行开孔的；所述核心区预埋钢组件1包括一预埋外伸上翼缘11、一预埋外伸下翼缘12、一上套筒箍筋13、一下套筒箍筋14、至少两块预埋外伸腹板15以及若干根预埋钢套筒16；其中，每块预埋外伸上翼缘11都具有2-4个外伸的上翼缘111，每块预埋外伸下翼缘12都具有2-4个外伸的下翼缘121，且同一个钢管约束耗能连接节点100中上翼缘111与下翼缘121数量是一样的。

所述预埋外伸上翼缘11和预埋外伸下翼缘12在中间相同的位置均预留有一大圆孔a，以方便后续浇筑钢纤维自密实混凝土4时可以预留注浆孔d1；若干所述预埋钢套筒16的下端竖向围设在所述下套筒箍筋14的内侧形成一矩形核心区c；所述预埋外伸下翼缘12套设在所述预埋钢套筒16的下部，且使该预埋外伸下翼缘12位于所述下套筒箍筋14的上端；

每所述预埋外伸腹板15的一端均预埋在所述矩形核心区c内部，另一端均沿梁端方向延伸出矩形核心区c的外侧；所述预埋外伸上翼缘11套设在所述预埋钢套筒16的上部，且使所述预埋外伸上翼缘11抵接于所述预埋外伸腹板15的上端；所述上套筒箍筋13套设在所述预埋钢套筒16上并位于所述预埋外伸上翼缘11的上端。其中，所述预埋外伸腹板15包括一外伸板151以及一锚固板152；所述锚固板152预埋在所述矩形核心区c内部；所述外伸板151插在相邻所述预埋钢套筒16之间的间隙中，且该外伸板151的一端与所述锚固板152固定连接，另一端沿梁端方向向外延伸出所述矩形核心区c的外侧。

所述预埋钢套筒16的高度等于所述开孔外钢板2的高度，且当所述上下翼缘111、121需要穿过钢筋时，所述上下翼缘111、121上均开设有用于插设预埋钢套筒16的套筒插孔b。在具体实施时，如果上下翼缘111、121不需要穿过钢筋，则只需要在预埋外伸上翼缘11和预埋外伸下翼缘12的四个夹角上(即对应上套筒箍筋13和下套筒箍筋14的四个边角上)直接围设上预埋钢套筒16即可，而上下翼缘111、121均不需要设置套筒插孔b；如果上下翼缘111、121需要穿过钢筋，则除了在预埋外伸上翼缘11和预埋外伸下翼缘12的四个夹角上(即对应上套筒箍筋13和下套筒箍筋14的四个边角上)围设预埋钢套筒16，在对应的套筒插孔b上也要插设上预埋钢套筒16，并将预埋钢套筒16的上下两端分别焊接在上套筒箍筋13和下套筒箍筋14上。

四块所述开孔外钢板2围设在所述矩形核心区c的外侧形成一外钢管d，在实施时，需要将相邻开孔外钢板2的接触端焊接在一起，上下翼缘111、121和预埋外伸腹板15与开孔外钢板2接触的部分则不需要焊接，在所述外钢管d内浇筑钢纤维自密实混凝土4形成钢纤维自密实混凝土核心区(未图示)，这样，外钢管d可以通过开孔避免与核心区预埋钢组件1接触，并仅对钢纤维自密实混凝土4提供径向约束；该钢纤维自密实混凝土核心区的中部预留有一注浆孔d1，在具体实施时，可以先在矩形核心区c中预埋一根PVC管(未图示)，待浇筑的钢纤维自密实混凝土4终凝后再抽出PVC管即可；所述梁端边腹板3设置在所述预埋外伸上翼缘11和预埋外伸下翼缘12的上下翼缘111、121之间；每所述上下翼缘111、121与预制梁5均通过一现浇钢纤维自密实混凝土连接段e相连接。每所述开孔外钢板2的内侧均设置有锚固肋21，以加强锚固作用。

每所述上下翼缘111、121之间均设置有一块所述梁端边腹板3或者两块所述梁端边腹板3，根据强剪弱弯的抗震概念，所述梁端边腹板3的长度大于上下翼缘111、121的长度，梁端边腹板3的长度可以根据受力需要来确定。在具体实施时，可以根据预制梁5是否设置腰筋来选择设置的梁端边腹板3的数量，当钢管约束耗能连接节点100与没有腰筋的预制梁5相连接时，则在每所述上下翼缘111、121之间均设置有一块梁端边腹板3(如图1所示)；当钢管约束耗能连接节点100与设有腰筋的预制梁5相连接时，则在每所述上下翼缘111、121之间均设置有两块梁端边腹板3(如图7所示)，以方便将预制梁5的外伸钢筋6焊接到两梁端边腹板3上。

所述梁端边腹板3上开设有若干个圆孔31，在实施时，可以根据实际受力需求来进行开孔，以增加梁端边腹板3与混凝土之间的粘结力。所述上下翼缘111、121与梁端边腹板3上均设置有若干个剪力键32，在实施时，可以根据黏结要求在上下翼缘111、121与梁端边腹板3上焊接一些剪力键32，以确保钢组件与混凝土共同工作。所述上翼缘111上开设有若干个混凝土浇筑排气孔f，这样，可以确保梁端在浇筑混凝土的过程中，梁端边腹板3内混凝土的空气可以从该混凝土浇筑排气孔f排出。

请重点参照图3b和图3c所示，当所述钢管约束耗能连接节点100为角节点或边节点时，所述预埋外伸上翼缘11在角节点或边节点所对应的边上向下设有一上翼缘锚固板112，所述预埋外伸下翼缘12在角节点或边节点所对应的边上向上设有一下翼缘锚固板122，即在钢管约束耗能连接节点100为角节点或边节点时，需要将角节点或边节点所对应的边的预埋外伸腹板15替换为上翼缘锚固板112和下翼缘锚固板122，且在安装时，所述上翼缘锚固板112和下翼缘锚固板122均预埋在所述矩形核心区c内部。

本发明预制装配式钢管约束耗能连接节点100的施工方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1、制作钢管约束耗能连接节点100的核心区预埋钢组件1：

首先，将预埋钢套筒16立于下套筒箍筋14的内侧，并将下套筒箍筋14内侧与预埋钢套筒16下端接触的部位焊接在一起；同时，将预埋外伸下翼缘12套入预埋钢套筒16的下部(在实施时，如果预埋外伸下翼缘12上设置有套筒插孔b，则需要将套筒插孔b套入预埋钢套筒16中；如果没有套筒插孔b，则直接将预埋外伸下翼缘12的四个夹角套入预埋钢套筒16即可)，并使预埋外伸下翼缘12位于下套筒箍筋14的上端；

然后，将预埋外伸腹板15插入相邻预埋钢套筒16之间的空隙中；将预埋外伸上翼缘11套入预埋钢套筒16，并使预埋外伸上翼缘11抵接在预埋外伸腹板15的上端；同时，将上套筒箍筋13套到预埋钢套筒16上并位于预埋外伸上翼缘11的上端形成一矩形核心区c(如图2和图3a所示)；

最后，将上套筒箍筋13与预埋钢套筒16接触的部位焊接在一起；将预埋外伸腹板15与预埋外伸下翼缘12和预埋外伸上翼缘11在矩形核心区c内的接触部位焊接在一起，在矩形核心区c外的接触部位暂不焊接；

如果钢管约束耗能连接节点100为角节点或边节点，则将角节点或边节点所对应的边的上翼缘锚固板112和下翼缘锚固板122与预埋钢套筒16焊接在一起(如图3b和3c所示)；

步骤2、将四块开孔外钢板2围设在矩形核心区c的外侧，并将相邻开孔外钢板2的接触端焊接在一起形成一外钢管d；同时，将延伸出外钢管d外侧的预埋外伸腹板15与上下翼缘111、121相接触的部位焊接在一起(如图4和图5所示)；在该步骤2中需要注意：上下翼缘111、121和预埋外伸腹板15与开孔外钢板2接触的部分不需要焊接，以保证在实施的过程中，核心区预埋钢组件1与外钢管d之间不相互传力；

步骤3、先在上下翼缘111、121之间焊接上梁端边腹板3，且如果在预制梁5上不设腰筋，则在上下翼缘111、121之间焊接一块梁端边腹板3即可(如图1所示)，如果在预制梁5上设有腰筋，则在上下翼缘111、121之间焊接两块梁端边腹板3(如图6所示)；

然后在矩形核心区c中预埋一根PVC管(未图示)以形成注浆孔d1，并在矩形核心区c内浇筑钢纤维自密实混凝土4，待钢纤维自密实混凝土4终凝后抽出PVC管，从而形成钢管约束耗能连接节点100(如图7所示)；在实施时，当浇筑完钢纤维自密实混凝土4后，需要每隔一段时间就转动一次PVC管，以防止PVC管因与钢纤维自密实混凝土4黏在一起而无法取出来。

步骤4、将预制下柱7的下柱钢筋8从钢管约束耗能连接节点100的预埋钢套筒16穿过，并在钢管约束耗能连接节点100的底部与预制下柱7的顶部之间预留一定的高度作为注浆连接层9(如图8所示)；用钢模板(未图示)将注浆连接层9的四周封住，并通过注浆孔d1往内部注浆，使下柱钢筋8与钢管约束耗能连接节点100的矩形核心区c形成整体；其中，注浆连接层9可以增强预制下柱7与钢管约束耗能连接节点100的粘结性能以及保证连接处的防水性能。注浆孔d1、注浆连接层9以及预埋钢套筒16之间是相通的，浆料先通过注浆孔d1注入到注浆连接层9，在灌满注浆连接层9后，浆料又会填充预埋钢套筒16与下柱钢筋8之间的空隙，并最终从矩形核心区c的预埋钢套筒16的顶部溢出，以确保下柱钢筋8与钢管约束耗能连接节点100的矩形核心区c能够形成一个整体；

步骤5、若预制梁5上设有腰筋，则将预制梁5的外伸钢筋6与钢管约束耗能连接节点100的上下翼缘111、121和梁端边腹板3分别进行焊接；若预制梁5不设腰筋，则不执行该步骤5；

步骤6、在钢管约束耗能连接节点100与预制梁5的连接部位浇筑自密实钢纤维混凝土连接段e(如图9所示，该图9只给出与其中一个方向的预制梁5的连接做法，其余方向的做法相同)，浇筑完自密实钢纤维混凝土连接段e后，浇筑叠合梁板g(由于叠合梁板g的浇筑是现有技术中经常要使用到的，因此这里就不再做详细说明)；在完成叠合梁板g的浇筑后，将预制上柱10的钢筋灌浆套筒(未图示)套入穿过钢管约束耗能连接节点100的下柱钢筋8中，并往预制上柱10内注浆(如图10所示)；在具体实施时，预制上柱10与楼板需要留有一定的空隙，然后从预制上柱10的各钢筋灌浆套筒的注浆口(未图示)往内注浆，直到浆料从钢筋灌浆套筒的溢浆口(未图示)流出即可。

综上所述，本发明有益效果如下：

1、在本发明装配式钢管约束耗能连接节点中，外钢管为核心区钢纤维自密实混凝土提供了侧向约束，提高了核心区混凝土的强度和延性，实现了“强节点，弱构件”的抗震设计概念；同时，在钢管约束耗能连接节点的核心区可以不设箍筋，克服了传统梁柱节点核心区箍筋密集，施工困难的难题；

2、在预制梁与钢管约束耗能连接节点的连接部位采用现浇钢纤维自密实混凝土，利用钢纤维自密实混凝土良好的延性来提高梁端塑性铰的耗能能力，以及其良好的流动性来解决梁端外伸钢组件处混凝土振捣不到位的问题，即可更好的发挥梁端塑性铰的耗能能力，延缓塑性铰刚度退化速率；

3、钢管约束耗能连接节点的核心区预埋外伸钢组件，可以提高梁端的抗剪能力，实现塑性铰外移，减少了塑性铰对节点核心区造成不利的影响；

4、在施工层面上，预制梁的腰筋可以通过节点核心区的预埋外伸钢组件连接，克服了传统梁柱节点核心区钢筋密集的问题，可以确保节点的施工质量；

5、本发明装配式钢管约束耗能连接节点的预埋外伸钢组件的安装先后顺序，克服了焊缝、剪力键先做可能导致的外钢管预留孔过大，使钢管约束效果减弱的问题。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：所述钢管约束耗能连接节点包括一核心区预埋钢组件、四块与所述核心区预埋钢组件相匹配的开孔外钢板以及若干块梁端边腹板；所述核心区预埋钢组件包括一预埋外伸上翼缘、一预埋外伸下翼缘、一上套筒箍筋、一下套筒箍筋、至少两块预埋外伸腹板以及若干根预埋钢套筒；

所述预埋外伸上翼缘和预埋外伸下翼缘在中间相同的位置均预留有一大圆孔；若干所述预埋钢套筒的下端竖向围设在所述下套筒箍筋的内侧形成一矩形核心区；所述预埋外伸下翼缘套设在所述预埋钢套筒的下部，且使该预埋外伸下翼缘位于所述下套筒箍筋的上端；

每所述预埋外伸腹板的一端均预埋在所述矩形核心区内部，另一端均沿梁端方向延伸出矩形核心区的外侧；所述预埋外伸上翼缘套设在所述预埋钢套筒的上部，且使所述预埋外伸上翼缘抵接于所述预埋外伸腹板的上端；所述上套筒箍筋套设在所述预埋钢套筒上并位于所述预埋外伸上翼缘的上端；

四块所述开孔外钢板围设在所述矩形核心区的外侧形成一外钢管，在所述外钢管内浇筑钢纤维自密实混凝土形成钢纤维自密实混凝土核心区，该钢纤维自密实混凝土核心区的中部预留有一注浆孔；所述梁端边腹板设置在所述预埋外伸上翼缘和预埋外伸下翼缘的上下翼缘之间；每所述上下翼缘与预制梁均通过一现浇钢纤维自密实混凝土连接段相连接；

在所述钢管约束耗能连接节点为角节点或边节点时，所述预埋外伸上翼缘在角节点或边节点所对应的边上向下设有一上翼缘锚固板，所述预埋外伸下翼缘在角节点或边节点所对应的边上向上设有一下翼缘锚固板，且所述上翼缘锚固板和下翼缘锚固板均预埋在所述矩形核心区内部。

2.根据权利要求1所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：所述预埋钢套筒的高度等于所述开孔外钢板的高度，且当所述上下翼缘需要穿过钢筋时，所述上下翼缘上均开设有用于插设预埋钢套筒的套筒插孔。

3.根据权利要求2所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：每所述开孔外钢板的内侧均设置有锚固肋。

4.根据权利要求2所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：每所述上下翼缘之间均设置有一块所述梁端边腹板或者两块所述梁端边腹板，且所述梁端边腹板的长度大于上下翼缘的长度。

5.根据权利要求2所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：所述梁端边腹板上开设有若干个圆孔。

6.根据权利要求2所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：所述上下翼缘与梁端边腹板上均设置有若干个剪力键。

7.根据权利要求2所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：所述上翼缘上开设有若干个混凝土浇筑排气孔。

8.根据权利要求2所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点，其特征在于：所述预埋外伸腹板包括一外伸板以及一锚固板；所述锚固板预埋在所述矩形核心区内部；所述外伸板插在相邻所述预埋钢套筒之间的间隙中，且该外伸板的一端与所述锚固板固定连接，另一端沿梁端方向向外延伸出所述矩形核心区的外侧。

9.根据权利要求1至8任一所述的预制装配式钢管约束耗能连接节点的施工方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤1、制作钢管约束耗能连接节点的核心区预埋钢组件：

首先，将预埋钢套筒立于下套筒箍筋的内侧，并将下套筒箍筋内侧与预埋钢套筒下端接触的部位焊接在一起；同时，将预埋外伸下翼缘套入预埋钢套筒的下部，并使预埋外伸下翼缘位于下套筒箍筋的上端；

然后，将预埋外伸腹板插入相邻预埋钢套筒之间的空隙中；将预埋外伸上翼缘套入预埋钢套筒，并使预埋外伸上翼缘抵接在预埋外伸腹板的上端；同时，将上套筒箍筋套到预埋钢套筒上并位于预埋外伸上翼缘的上端形成一矩形核心区；

最后，将上套筒箍筋与预埋钢套筒接触的部位焊接在一起；将预埋外伸腹板与预埋外伸下翼缘和预埋外伸上翼缘在矩形核心区内的接触部位焊接在一起，在矩形核心区外的接触部位暂不焊接；

如果钢管约束耗能连接节点为角节点或边节点，则将角节点或边节点所对应的边的上翼缘锚固板和下翼缘锚固板预埋在矩形核心区内部；

步骤2、将四块开孔外钢板围设在矩形核心区的外侧，并将相邻开孔外钢板的接触端焊接在一起形成一外钢管；同时，将延伸出外钢管外侧的预埋外伸腹板与上下翼缘相接触的部位焊接在一起；

步骤3、先在上下翼缘之间焊接上梁端边腹板，且如果在预制梁上不设腰筋，则在上下翼缘之间焊接一块梁端边腹板即可，如果在预制梁上设有腰筋，则在上下翼缘之间焊接两块梁端边腹板；

然后在矩形核心区中预埋一根PVC管，并在矩形核心区内浇筑钢纤维自密实混凝土，待钢纤维自密实混凝土终凝后抽出PVC管，从而形成钢管约束耗能连接节点；

步骤4、将预制下柱的下柱钢筋从钢管约束耗能连接节点的预埋钢套筒穿过，并在钢管约束耗能连接节点的底部与预制下柱的顶部之间预留一定的高度作为注浆连接层；用钢模板将注浆连接层的四周封住，并通过注浆孔往内部注浆，使下柱钢筋与钢管约束耗能连接节点的矩形核心区形成整体；

步骤5、若预制梁上设有腰筋，则将预制梁的外伸钢筋与钢管约束耗能连接节点的上下翼缘和梁端边腹板分别进行焊接；若预制梁不设腰筋，则不执行该步骤5；

步骤6、在钢管约束耗能连接节点与预制梁的连接部位浇筑自密实钢纤维混凝土连接段，浇筑完自密实钢纤维混凝土连接段后，浇筑叠合梁板；在完成叠合梁板的浇筑后，将预制上柱的钢筋灌浆套筒套入穿过钢管约束耗能连接节点的下柱钢筋中，并往预制上柱内注浆。