CN110700434A - 消能减震节点、减震柱及安装方法 - Google Patents

消能减震节点、减震柱及安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑结构工程抗震技术领域，尤其涉及消能减震节点、减震柱及安装方法。消能减震节点包括耗能组件、固定在耗能组件上下端面上的预埋连接组件，所述预埋连接组件锚固在预制混凝土柱或预制混凝土梁上；所述耗能组件包括两端部设置的耗能连接单元和耗能单元，所述耗能单元包括耗能腹板，所述耗能腹板至少有一个板面上设置有用于调节耗能单元刚度的耗能肋板，所述耗能腹板为记忆合金。通过在混凝土中间设置消能减震节点，通过消能减震节点消耗主体结构在地震下产生的能量，减少对主体结构的破坏，从而保护建筑结构。使用记忆合金的耗能腹板通过上下端面上的预埋连接组件固定在相应的预制混凝土上，并通过设置耗能肋板来调节耗能效果。

Description

消能减震节点、减震柱及安装方法
技术领域
本发明涉及建筑结构工程抗震技术领域，尤其涉及消能减震节点、减震柱及安装方法。
背景技术
装配式混凝土建筑由于生产效率高、施工周期短、符合“四节一环保”的绿色建筑发展要求而被广泛采用，但其整体性和稳定性较差，在高烈度地震区的使用受限。目前，有很多消能减震技术应用于装配式混凝土框架结构中，通过学者研究表明，合理的消能减震技术能够有效增大结构阻尼，减小结构层间位移，提高装配式混凝土框架结构的整体性和抗震性能。但是，目前多采用传统的消能减震技术，没有充分发挥装配式混凝土框架结构自身优点。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了消能减震节点、减震柱及安装方法。
具体采用以下技术方案：
消能减震节点，包括耗能组件、固定在耗能组件上下端面上的预埋连接组件，所述预埋连接组件锚固在预制混凝土柱或预制混凝土梁上；所述耗能组件包括两端部设置的耗能连接单元和耗能单元，所述耗能单元包括耗能腹板，所述耗能腹板至少有一个板面上设置有用于调节耗能单元刚度的耗能肋板，所述耗能腹板为记忆合金。
优化的，所述预埋连接组件还包括锚板、耳板、锚固单元，所述耳板垂直设置在锚板上，所述锚固单元设置在锚板的另一板面上。
优化的，所述耗能连接单元包括分别平行固定在耗能腹板两端面上的连接腹板，还包括焊接在连接腹板和耗能腹板两侧且与两者均垂直的第一翼缘板，所述第一翼缘板和连接腹板和耗能腹板组成的H型结构的上下端面设置后固定板。
优化的，所述耳板平行设置有两块，所述固定板上设置有两块耳板穿过的长条孔，两块所述耳板穿过长条孔后夹在相应位置处的连接腹板的两侧。
优化的，所述连接腹板和耳板上设置有完全穿过的螺栓孔。
优化的，所述锚板与固定板相对面上还分别设置有匹配的螺杆和过孔。
优化的，所述锚固单元包括锚杆和锚筋，所述锚筋布置在锚板的中间位置处，所述锚杆靠外侧设置在锚板上。
优化的，所述锚板和固定板之间设置有橡胶垫。
包括上述的消能减震节点的减震柱，还包括临时支撑和斜支撑，所述临时支撑用于连接上预制混凝土柱和下预制混凝土柱，所述斜支撑连接上预制混凝土柱与第二楼板，所述临时支撑和斜支撑可拆卸。
上述的减震柱的安装方法，包括以下步骤：
S1、将预埋连接组件设置在制作上预制混凝土柱和下预制混凝土柱相对侧的模具内，下预制混凝土柱的模具内还设置有端面对应朝向楼板的套筒，上预制混凝土柱的模具内设置有伸出其上方楼板的钢筋，然后浇筑上预制混凝土柱和下预制混凝土柱；
S2、吊装下预制混凝土柱，使下楼层中的上预制混凝土柱伸出的钢筋位于下预制混凝土柱套筒内，然后向套筒内灌浆固定下预制混凝土柱；
S3、在下预制混凝土柱上放置耗能组件，使下预制混凝土柱上预埋连接组件的耳板穿过耗能组件下方的固定板，且位于连接腹板的两侧，用螺杆连接预埋连接板和耗能组件下端部的固定板，螺栓穿过耳板和连接腹板；
S4、吊装上预制混凝土柱，使上预制混凝土柱下端面上的预埋连接件与耗能组件上端固定连接；
S5、临时支撑的两端固定在上预制混凝土柱和下预制混凝土柱的侧面，斜支撑一端固定在上预制混凝土柱侧面，另一端固定在楼面上；
S6、在上预制混凝土柱上方进行楼板施工，上预制混凝土柱中钢筋高于楼板部分用于固定上一层的下预制混凝土柱；
S7、待上层楼板施工结束后，拆除下层的临时支撑和斜支撑。
本发明的优点在于：
(1)本发明通过在预制混凝土柱或预制混凝土梁中间设置消能减震节点，通过消能减震节点消耗主体结构在地震下产生的能量，减少对主体结构的破坏，从而保护建筑结构。使用记忆合金的耗能腹板通过上下端面上的预埋连接组件固定在相应的预制混凝土上，并且通过设置耗能肋板来调节耗能效果。
(2)锚板通过锚固单元锚固在相对位置处的预制混凝土柱中，保证消能减震节点与两端预制混凝土柱连接稳固。
(3)连接腹板和耗能腹板形成的平板与两侧的第一翼缘板形成H型结构，消能减震节点中H型柱采取记忆合金制作而成，该材料具有良好的耗能和变形性能，在地震后能够恢复变形，保证结构的安全。
(4)双耳板的设计能够更好的使预埋连接件与消能减震部件连接，从而保证耗能连接单元相对于预埋连接组件晃动。
(5)锚固单元包括锚杆和锚筋，能够使预埋连接件与预制混凝土柱有效结合，防止连接件在受力使脱离预制混凝土柱。
(6)锚板和固定板相对面设置的螺杆和过孔可以增加耗能组件和预埋连接组件连接稳定性，锚板的设计在连接柱体与消能减震部件的同时，还可以保证柱子表面受力均匀，防止混凝土局部压碎。
(7)消能减震部件和预埋连接件之间设有一层橡胶垫，起隔震缓冲的功能，避免结构剧烈碰撞。
(8)锚杆的设计能够使消能减震部件与预制混凝土柱有效连接，提供一种双重保障。
(9)临时支撑与上下部预制混凝土柱连接，用于该节点安装后的临时固定支撑，保证在施工过程中节点的安全和稳定。
(10)该方法安装简单，实现抗震的效果情况下，现场灌浆工序少，消能减震节点采取装配式施工方法，方便制作和安装。该节点设计在柱子中部，使的装配式混凝土框架结构中部分柱子成为抗震柱结构，这些抗震柱结构的形成，能够在地震作用下消耗大量能量，从而保证框架结构的安全。
附图说明
图1为本发明中消能减震节点耗能组件和两端的预埋连接组件的主视图。
图2为本发明中消能减震节点耗能组件和两端的预埋连接组件的侧视图。
图3-5为耗能组件的结构图。
图6为两层楼板之间的减震柱的主视图。
图中标注符号的含义如下：
11-耗能腹板 12-第一翼缘板 13-耗能肋板
14-连接腹板 141-连接腹板螺栓孔
15-固定板 151-过孔 152-长条孔 16-橡胶垫
21-锚板 22-螺杆 23-耳板 231-耳板螺栓孔
241-锚筋 242-锚杆
31-第一楼板 32-第二楼板
41-上预制混凝土柱 411-钢筋
42-下预制混凝土柱 421-套筒
具体实施方式
实施例1
如图1-5所示，消能减震节点，包括耗能组件、固定在耗能组件上下端面上的预埋连接组件，所述预埋连接组件锚固在预制混凝土柱或预制混凝土梁上；在该实施例中以预制混凝土柱为例。所述耗能组件包括两端部设置的耗能连接单元和耗能单元，所述耗能单元包括耗能腹板11，所述耗能腹板11至少有一个板面上设置有用于调节耗能单元刚度的耗能肋板13，所述耗能腹板11为记忆合金。在该实施例中，为了实现设定的刚度，所述耗能肋板13两侧面上均设置有耗能肋板13，所述两侧的耗能肋板13均设置为王字型结构。另外的，其中耗能肋板13竖向部分还可以为曲线状，如图5所示，使得造型美观，在地震作用下，能够较好的耗能变形，避免焊缝撕裂失效。
所述预埋连接组件包括锚板21、耳板23、用于锚固的锚固单元，所述锚固单元包括设置在锚板21一板面上的锚杆242和锚筋241，所述锚筋241布置在锚板21的中间位置处，所述锚杆242靠外侧设置在锚板21上，所述耳板23垂直设置在锚板21的另一板面上。
所述耗能连接单元包括分别平行固定在耗能腹板11两端面上的连接腹板14，还包括焊接在连接腹板14和耗能腹板11两侧且与两者均垂直的第一翼缘板12，所述第一翼缘板12和连接腹板14和耗能腹板11组成的H型结构的上下端面设置后固定板15。
所述耳板23平行设置有两块，所述固定板15上设置有两块耳板23穿过的长条孔152，两块所述耳板23穿过长条孔152后夹在相应位置处的连接腹板14的两侧。为了固定，所述连接腹板14和耳板23相对位置处对应设置有连接腹板螺栓孔141和耳板螺栓孔231，螺栓穿过连接腹板螺栓孔141和耳板螺栓孔231固定连接腹板14和耳板23。这样连接腹板14和预埋连接组件不会晃动。为了更加稳固，所述锚板21与固定板15相对面上还分别设置有匹配的螺杆22和过孔151。所述锚板21和固定板15之间设置有橡胶垫16，这样可以起到隔震缓冲的作用，避免结构剧烈碰撞。
实施例2
实施例1中减震节点的安装方法，包括以下步骤：
S1、将预埋连接组件设置在制作上预制混凝土柱41和下预制混凝土柱42相对侧的模具内，然后浇筑上预制混凝土柱41和下预制混凝土柱42；
S2、吊装下预制混凝土柱42；
S3、在下预制混凝土柱42上放置耗能组件，使下预制混凝土柱42上预埋连接组件的耳板23穿过耗能组件下方的固定板15，且位于连接腹板14的两侧，用螺杆22连接预埋连接板和耗能组件下端部的固定板15，螺栓穿过耳板23和连接腹板14；
S4、吊装上预制混凝土柱41，使上预制混凝土柱41下端面上的预埋连接件与耗能组件上端固定连接。
实施例3
如图6所示，包括实施例1所述的消耗减震节点的减震柱，设定该减震柱设置在上下设置的第一楼板31和第二楼板32之间，还包括临时支撑和斜支撑，所述临时支撑用于连接上预制混凝土柱41和下预制混凝土柱42，所述斜支撑连接上预制混凝土柱41与第二楼板32，所述临时支撑和斜支撑可拆卸。相应的，上预制混凝土柱41和下预制混凝土柱42上设置有用于固定临时支撑的螺纹孔，上部预制混凝土柱和第二楼板32上还设置有用于固定斜支撑的螺纹孔。
为了使相邻楼层上预制混凝土柱41之间连接，上预制混凝土柱41内设置有伸出第一楼板31的钢筋411，下预制混凝土柱42内设置有套筒421，所述套筒421用于套接下楼层中上预制混凝土柱41伸出第二楼板32的钢筋411，并且下预制混凝土柱42在套筒421处设置有灌浆孔。
实施例4
实施例3中减震柱的安装方法，包括以下步骤：
S1、将预埋连接组件设置在制作上预制混凝土柱41和下预制混凝土柱42相对侧的模具内，下预制混凝土柱42的模具内还设置有端面对应朝向第二楼板32的套筒421，上预制混凝土柱41的模具内设置有伸出第一楼板31的钢筋411，然后浇筑上预制混凝土柱41和下预制混凝土柱42；
S2、吊装下预制混凝土柱42，使下楼层中的上预制混凝土柱41伸出的钢筋411位于下预制混凝土柱42套筒421内，然后向套筒421内灌浆固定下预制混凝土柱42；
S3、在下预制混凝土柱42上放置耗能组件，使下预制混凝土柱42上预埋连接组件的耳板23穿过耗能组件下方的固定板15，且位于连接腹板14的两侧，用螺杆22连接预埋连接板和耗能组件下端部的固定板15，螺栓穿过耳板23和连接腹板14；
S4、吊装上预制混凝土柱41，使上预制混凝土柱41下端面上的预埋连接件与耗能组件上端固定连接；
S5、临时支撑的两端固定在上预制混凝土柱41和下预制混凝土柱42的侧面，斜支撑一端固定在上预制混凝土柱41侧面，另一端固定在第二楼板32上；
S6、在上预制混凝土柱41上方进行第一楼板31施工，上预制混凝土柱41中钢筋411高于第一楼板31部分用于固定上一层的下预制混凝土柱42；
S7、待第一楼板31施工结束后，拆除临时支撑和斜支撑。
该减震柱的安装现场灌浆少，从而获得装配式混凝土建筑。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.消能减震节点，其特征在于，包括耗能组件、固定在耗能组件上下端面上的预埋连接组件，所述预埋连接组件锚固在预制混凝土柱或预制混凝土梁上；所述耗能组件包括两端部设置的耗能连接单元和耗能单元，所述耗能单元包括耗能腹板(11)，所述耗能腹板(11)至少有一个板面上设置有用于调节耗能单元刚度的耗能肋板(13)，所述耗能腹板(11)为记忆合金。
2.根据权利要求1所述的消能减震节点，其特征在于，所述预埋连接组件还包括锚板(21)、耳板(23)、锚固单元，所述耳板(23)垂直设置在锚板(21)上，所述锚固单元设置在锚板(21)的另一板面上。
3.根据权利要求2所述的消能减震节点，其特征在于，所述耗能连接单元包括分别平行固定在耗能腹板(11)两端面上的连接腹板(14)，还包括焊接在连接腹板(14)和耗能腹板(11)两侧且与两者均垂直的第一翼缘板(12)，所述第一翼缘板(12)和连接腹板(14)和耗能腹板(11)组成的H型结构的上下端面设置后固定板(15)。
4.根据权利要求3所述的消能减震节点，其特征在于，所述耳板(23)平行设置有两块，所述固定板(15)上设置有两块耳板(23)穿过的长条孔(152)，两块所述耳板(23)穿过长条孔(152)后夹在相应位置处的连接腹板(14)的两侧。
5.根据权利要求4所述的消能减震节点，其特征在于，所述连接腹板(14)和耳板(23)上设置有完全穿过的螺栓孔。
6.根据权利要求3所述的消能减震节点，其特征在于，所述锚板(21)与固定板(15)相对面上还分别设置有匹配的螺杆(22)和过孔(151)。
7.根据权利要求2所述的消能减震节点，其特征在于，所述锚固单元包括锚杆(242)和锚筋(241)，所述锚筋(241)布置在锚板(21)的中间位置处，所述锚杆(242)靠外侧设置在锚板(21)上。
8.根据权利要求3所述的消能减震节点，其特征在于，所述锚板(21)和固定板(15)之间设置有橡胶垫(16)。
9.包括权利要求1-8任意一项所述的消能减震节点的减震柱，其特征在于，还包括临时支撑和斜支撑，所述临时支撑用于连接上预制混凝土柱(41)和下预制混凝土柱(42)，所述斜支撑连接上预制混凝土柱(41)与第二楼板，所述临时支撑和斜支撑可拆卸。
10.权利要求9所述的消能减震柱的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将预埋连接组件设置在制作上预制混凝土柱(41)和下预制混凝土柱(42)相对侧的模具内，下预制混凝土柱(42)的模具内还设置有端面对应朝向楼板的套筒(421)，上预制混凝土柱(41)的模具内设置有伸出其上方楼板的钢筋(411)，然后浇筑上预制混凝土柱(41)和下预制混凝土柱(42)；
S2、吊装下预制混凝土柱(42)，使下楼层中的上预制混凝土柱(41)伸出的钢筋(411)位于下预制混凝土柱(42)套筒(421)内，然后向套筒(421)内灌浆固定下预制混凝土柱(42)；
S3、在下预制混凝土柱(42)上放置耗能组件，使下预制混凝土柱(42)上预埋连接组件的耳板(23)穿过耗能组件下方的固定板(15)，且位于连接腹板(14)的两侧，用螺杆(22)连接预埋连接板和耗能组件下端部的固定板(15)，螺栓穿过耳板(23)和连接腹板(14)；
S4、吊装上预制混凝土柱(41)，使上预制混凝土柱(41)下端面上的预埋连接件与耗能组件上端固定连接；
S5、临时支撑的两端固定在上预制混凝土柱(41)和下预制混凝土柱(42)的侧面，斜支撑一端固定在上预制混凝土柱(41)侧面，另一端固定在楼面上；
S6、在上预制混凝土柱(41)上方进行楼板施工，上预制混凝土柱(41)中钢筋(411)高于楼板部分用于固定上一层的下预制混凝土柱(42)；
S7、待上层楼板施工结束后，拆除下层的临时支撑和斜支撑。
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