CN109667349A - 全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点 - Google Patents

全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点 Download PDF

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Abstract

全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，包括竖向的第一C型钢与钢梁，第一C型钢的凹部内侧壁上等距开设多组第一螺纹孔，钢梁一端伸入第一C型钢的凹部内，钢梁端部不与第一C型钢接触，钢梁包括两根第二C型钢，两根第二C型钢的凹部相背设置，第二C型钢的凹部朝向为水平方向，第二C型钢的端部上下两侧对称开设第二螺纹孔，两根第二C型钢上位于同一高度的两个第二螺纹孔通过外螺纹管连接，外螺纹管内中间固定安装活塞管，活塞管内中间固定安装密封板，活塞管的两端内部均配合安装活塞柱。本发明整体通过螺纹结构进行装配，结构简单，安装方便，可以极大的提高工作人员的工作效率，并且本发明抗震效果较好，能有效的保护建筑物。

Description

全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点
技术领域
本发明属于土木工程领域领域，具体地说是一种全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点。
背景技术
框架结构是建筑工程中最常用的结构形式之一，根据建筑材料的不同框架结构通常分为钢筋混凝土框架结构、钢骨混凝土框架结构和钢结构框架结构。框架节点是有效连接框架梁、柱构件，使其二者共同工作的重要部分，在传递和分配内力、保证结构的整体性和延性等方面起着重要的作用。合理的设计节点可以有效的耗散地震能量，防止结构整体倒塌。节点抗震性能的好坏直接关系到整个结构的抗震性能，框架节点是框架结构设计的关键技术。
钢骨混凝土结构是一种内配型钢的组合结构，由于该结构综合了钢筋混凝土结构和钢结构各自的优点，具有承载力高、刚度大、结构延性好、耗能能力强、防锈、抗火、结构变形小等显著优点，得到广大研究学者的高度关注，已成为结构工程领域重要研究方向，并在世界各国得到了越来越广泛的重视和应用。
对于钢骨混凝土结构的研究，国外许多学者对钢骨混凝土结构抗震性能进行了大量的低周反复和拟动力试验，对结构抗震性能、破坏模式、延性、耗能能力及设计方法等进行了深入研究，取得了一系列的研究成果，各国制定了相应的钢骨混凝土设计条款或规范，并在建筑工程和桥梁工程中得到广泛应用。随着型钢混凝土构件研究的深入及计算理论的逐步成熟，以钢骨混凝土构件为主要承重构件的新型结构体系层出不穷，型钢混凝土的研究也逐步由构件转向体系，由单一型钢混凝土体系的研究转向型钢混凝土与钢筋混凝土、钢及预应力技术相组合所产生的新型结构体系的研究。各国正大量将型钢混凝土与钢筋混凝土结构构件组合起来应用于高层建筑中，从而形成以钢-混凝土组合构件为主要承重构件的新型结构体系。
钢骨混凝土结构中，目前常用的实腹式钢骨混凝土结构尽管具有承载能力高、结构刚度大、结构延性好、耗能能力强、结构变形小等显著优点。但结构用钢量大，钢骨与混凝土粘结力较差，需要增加专门的锚栓提高钢骨与混凝土的粘结性能，实腹式钢骨混凝土框架结构节点由于钢筋无法穿过，节点构造和施工都比较复杂，安装不够方便。
发明内容
本发明提供一种全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，包括竖向的第一C型钢与钢梁，第一C型钢的凹部内侧壁上等距开设多组第一螺纹孔，钢梁一端伸入第一C型钢的凹部内，钢梁端部不与第一C型钢接触，钢梁包括两根第二C型钢，两根第二C型钢的凹部相背设置，第二C型钢的凹部朝向为水平方向，第二C型钢的端部上下两侧对称开设第二螺纹孔，两根第二C型钢上位于同一高度的两个第二螺纹孔通过外螺纹管连接，外螺纹管内中间固定安装活塞管，活塞管内中间固定安装密封板，活塞管的两端内部均配合安装活塞柱，活塞柱的两端均固定安装丝杠，活塞管的两端内侧均固定安装限位块，活塞管内密封板与活塞柱中间形成密封的腔体，腔体内充满高压气体，丝杠上均配合套装第一内螺纹管，第一内螺纹管的内端位于对应的外螺纹管内部，外螺纹管的两端内壁均开设导向槽，第一内螺纹管的内端均固定安装导向块，导向块插入到对应的导向槽内部，第一内螺纹管外侧面开设第一外螺纹，第一内螺纹管的外端配合套装第二内螺纹管，第二内螺纹管的外侧面开设第二外螺纹，第二内螺纹管通过第二外螺纹与对应的第一螺纹孔螺纹配合。
如上所述的全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，所述的外螺纹管的左右两半部的外螺纹开设方向相反。
如上所述的全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，所述的丝杠的外端面开设内六角插孔。
如上所述的全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，所述的外螺纹管的两端内壁均开设的导向槽为多条。
如上所述的全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，所述的第二C型钢的凹部内部均设有钢筋，钢筋与对应的第二C型钢凹部内壁通过连接件焊接。
如上所述的全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，所述的密封板与活塞柱之间均通过高强度弹簧固定连接。
本发明的优点是：本发明结构简单，通过外螺纹管对两根第二C型钢进行连接，方便两根第二C型钢之间的距离的控制，本发明可有效改善型钢梁与混凝土的粘结性能；合理设计钢梁和第一C型钢组成的框架结构抗震节点，不仅可以有效解决实腹式钢骨混凝土梁与柱节点交叉穿筋处理较困难的问题，而且可以有效提高结构的抗震性能和耗能能力，进入塑性阶段，在大变形情况下，本发明能够起到很好的耗能作用，按照图对本发明进行组装后，在螺纹连接下第一内螺纹管与对应的第二内螺纹管及第一C型钢之间得到固定，第一内螺纹管可以在导向块与导向槽的配合下在对应的外螺纹管内移动，此时通过转动丝杠，外螺纹管不发生转动，在螺纹配合下，丝杠移动可以带动对应的活塞柱移动，从而可以调整活塞柱与对应的密封板之间的距离，从而可以调整腔体内的高压空气柱的体积，空气柱的体积越小其弹性作用越大，高压空气柱的弹性作用可以维持对应的活塞柱与密封板之间的距离不变，从而维持钢梁与第一C型钢之间的相对位置稳定，当本发明遇到震动而发生变形时，第一内螺纹管可以在对应的外螺纹管内滑动，此时高压空气柱可以被压缩实现缓冲耗能，当震动停止后，高压空气柱的弹性作用可以使对应的活塞柱复位，从而使钢梁与第一C型钢的相对位置恢复，本发明整体通过螺纹结构进行装配，结构简单，安装方便，可以极大的提高工作人员的工作效率，并且本发明抗震效果较好，能有效的保护建筑物。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图；图2是图1的A向视图；图3是图1的Ⅰ部的局部放大图；图4是图1的B向视图的放大图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，如图所示，包括竖向的第一C型钢1与钢梁，第一C型钢1的凹部内侧壁上等距开设多组第一螺纹孔2，钢梁一端伸入第一C型钢1的凹部内，钢梁端部不与第一C型钢1接触，钢梁包括两根第二C型钢3，两根第二C型钢3的凹部相背设置，第二C型钢3的凹部朝向为水平方向，第二C型钢3的端部上下两侧对称开设第二螺纹孔4，两根第二C型钢3上位于同一高度的两个第二螺纹孔4通过外螺纹管5连接，外螺纹管5内中间固定安装活塞管6，活塞管6内中间固定安装密封板7，活塞管6的两端内部均配合安装活塞柱8，活塞柱8的两端均固定安装丝杠9，活塞管6的两端内侧均固定安装限位块10，活塞管6内密封板7与活塞柱8中间形成密封的腔体11，腔体11内充满高压气体，丝杠9上均配合套装第一内螺纹管12，第一内螺纹管12的内端位于对应的外螺纹管5内部，外螺纹管5的两端内壁均开设导向槽13，第一内螺纹管12的内端均固定安装导向块14，导向块14插入到对应的导向槽13内部，第一内螺纹管12外侧面开设第一外螺纹，第一内螺纹管12的外端配合套装第二内螺纹管15，第二内螺纹管15的外侧面开设第二外螺纹，第二内螺纹管15通过第二外螺纹与对应的第一螺纹孔2螺纹配合。本发明结构简单，通过外螺纹管5对两根第二C型钢3进行连接，方便两根第二C型钢3之间的距离的控制，本发明可有效改善型钢梁与混凝土的粘结性能；合理设计钢梁和第一C型钢1组成的框架结构抗震节点，不仅可以有效解决实腹式钢骨混凝土梁与柱节点交叉穿筋处理较困难的问题，而且可以有效提高结构的抗震性能和耗能能力，进入塑性阶段，在大变形情况下，本发明能够起到很好的耗能作用，按照图1对本发明进行组装后，在螺纹连接下第一内螺纹管12与对应的第二内螺纹管15及第一C型钢1之间得到固定，第一内螺纹管12可以在导向块14与导向槽13的配合下在对应的外螺纹管5内移动，此时通过转动丝杠9，外螺纹管5不发生转动，在螺纹配合下，丝杠9移动可以带动对应的活塞柱8移动，从而可以调整活塞柱8与对应的密封板7之间的距离，从而可以调整腔体11内的高压空气柱的体积，空气柱的体积越小其弹性作用越大，高压空气柱的弹性作用可以维持对应的活塞柱8与密封板7之间的距离不变，从而维持钢梁与第一C型钢1之间的相对位置稳定，当本发明遇到震动而发生变形时，第一内螺纹管12可以在对应的外螺纹管5内滑动，此时高压空气柱可以被压缩实现缓冲耗能，当震动停止后，高压空气柱的弹性作用可以使对应的活塞柱8复位，从而使钢梁与第一C型钢1的相对位置恢复，本发明整体通过螺纹结构进行装配，结构简单，安装方便，可以极大的提高工作人员的工作效率，并且本发明抗震效果较好，能有效的保护建筑物。
具体而言，如图所示，本实施例所述的外螺纹管5的左右两半部的外螺纹开设方向相反。通过该设计，转动外螺纹管5时可以调整两个第二C型钢3的距离，从而可以改变钢梁的宽度，钢梁的宽度可以根据具体使用需要在浇注混凝土前进行随时调整。
具体的，如图所示，本实施例所述的丝杠9的外端面开设内六角插孔16。通过内六角扳手与内六角插孔16的配合可以更加轻松的对丝杠9进行转动，方便工作人员的使用。
进一步的，如图所示，本实施例所述的外螺纹管5的两端内壁均开设的导向槽13为多条。通过该设计可以提高外螺纹管5与第一内螺纹管12的连接稳定性，提高了本发明的牢固程度。
更进一步的，如图所示，本实施例所述的第二C型钢3的凹部内部均设有钢筋17，钢筋17与对应的第二C型钢3凹部内壁通过连接件焊接。通过该设计可以有效的提高钢梁的整体强度，提高钢骨与混凝土粘结力。
更进一步的，如图所示，本实施例所述的密封板7与活塞柱8之间均通过高强度弹簧18固定连接。高强度弹簧18可以提高腔体11被压缩时本发明的抗震能力，当腔体11内的高压空气发生泄漏时本发明整体结构不会发生变化，抗震能力不会受到过多的影响。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，其特征在于：包括竖向的第一C型钢（1）与钢梁，第一C型钢（1）的凹部内侧壁上等距开设多组第一螺纹孔（2），钢梁一端伸入第一C型钢（1）的凹部内，钢梁端部不与第一C型钢（1）接触，钢梁包括两根第二C型钢（3），两根第二C型钢（3）的凹部相背设置，第二C型钢（3）的凹部朝向为水平方向，第二C型钢（3）的端部上下两侧对称开设第二螺纹孔（4），两根第二C型钢（3）上位于同一高度的两个第二螺纹孔（4）通过外螺纹管（5）连接，外螺纹管（5）内中间固定安装活塞管（6），活塞管（6）内中间固定安装密封板（7），活塞管（6）的两端内部均配合安装活塞柱（8），活塞柱（8）的两端均固定安装丝杠（9），活塞管（6）的两端内侧均固定安装限位块（10），活塞管（6）内密封板（7）与活塞柱（8）中间形成密封的腔体（11），腔体（11）内充满高压气体，丝杠（9）上均配合套装第一内螺纹管（12），第一内螺纹管（12）的内端位于对应的外螺纹管（5）内部，外螺纹管（5）的两端内壁均开设导向槽（13），第一内螺纹管（12）的内端均固定安装导向块（14），导向块（14）插入到对应的导向槽（13）内部，第一内螺纹管（12）外侧面开设第一外螺纹，第一内螺纹管（12）的外端配合套装第二内螺纹管（15），第二内螺纹管（15）的外侧面开设第二外螺纹，第二内螺纹管（15）通过第二外螺纹与对应的第一螺纹孔（2）螺纹配合。
2.根据权利要求1所述的全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，其特征在于：所述的外螺纹管（5）的左右两半部的外螺纹开设方向相反。
3.根据权利要求1所述的全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，其特征在于：所述的丝杠（9）的外端面开设内六角插孔（16）。
4.根据权利要求1所述的全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，其特征在于：所述的外螺纹管（5）的两端内壁均开设的导向槽（13）为多条。
5.根据权利要求1所述的全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，其特征在于：所述的第二C型钢（3）的凹部内部均设有钢筋（17），钢筋（17）与对应的第二C型钢（3）凹部内壁通过连接件焊接。
6.根据权利要求1所述的全装配式预应力混凝土框架结构抗震节点，其特征在于：所述的密封板（7）与活塞柱（8）之间均通过高强度弹簧（18）固定连接。
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