CN110952654A - 装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法，预制柱的上部水平设置有基准台，基准台上竖直锚固有四组波纹钢板，波纹钢板与预制柱的立面通过粘结剂固定，基准台上锚固有四个加强筋，四个加强筋分设在四组波纹钢板的相邻间隙处，所述加强筋与相邻的波纹钢板之间设有减震板；预制梁卡合在对应组的两波纹钢板之间，预制梁与波纹钢板通过螺栓螺母固定在一起，波纹钢板的波浪方向平行于对应的预制梁的长度方向，同组的所波纹钢板的相对面上嵌设有若干平垫片，平垫片填平波纹钢板后部的波纹凹陷处。本发明通过加强筋的支撑限制波纹钢板在地震时形变和偏移，通过平垫片和减震板逐层吸收地震能，预制柱和预制梁的相对位置不易变化。

Description

装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法

技术领域

本发明涉及建筑结构的技术领域，尤其是涉及装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法。

背景技术

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件（如楼板、墙板、楼梯、阳台等），运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。

现有的授权公告号为CN105401656B的发明专利中公开了一种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两头两侧的波纹钢板，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；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；梁在柱子的承台上，梁端头的梁头的前端为梁的弧形头CQ立面的球冠状的凹槽面接触连接；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。

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的作用。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：波纹钢板的波纹处为柔性抗震的作用点，承载并释放最大地震能，极易形变，进而带动波纹钢板偏移或形变，设置在两波纹钢板间的梁的位置随之偏移，影响建筑结构的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供装配式柔性建筑中预制构件的连接方法,预制构件相互连接后的的相对位置受地震能的影响小，预制构件位置固定的稳定性好。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法，用于连接预制梁和预制柱，所述预制柱的上部水平设置有基准台，所述基准台呈四棱台状设置且四棱台的顶面面积大于底面面积，所述基准台上竖直锚固有四组波纹钢板，单组所述波纹钢板的数量为两个且在水平面内平行设置，四组所述波纹钢板分别设置在预制柱的四个立面旁且垂直于对应立面，所述波纹钢板与预制柱的立面通过粘结剂固定，所述基准台上锚固有四个加强筋，四个所述加强筋分设在四组波纹钢板的相邻间隙处，所述加强筋与相邻的波纹钢板之间设有采用柔性材质制成的减震板；

所述预制梁卡合在对应组的两波纹钢板之间，所述预制梁与波纹钢板通过螺栓螺母固定在一起，所述波纹钢板的波浪方向平行于对应的预制梁的长度方向，同组的所述波纹钢板的相对面上嵌设有若干采用柔性材质制成的平垫片，所述平垫片填平波纹钢板后部的波纹凹陷处。

通过采用上述技术方案，通过加强筋的支撑和粘结剂的固定共同阻止相邻的波纹钢板形变偏移，通过平垫片和减震板吸收地震能以减少地震波对波纹钢板的影响，通过避免形变偏移的波纹钢板带动预制梁位移实现预制梁和预制柱之间的连接加固，使用效果好。

本发明进一步设置为：所述加强筋的水平截面形状为两底脚均为四十五度的等腰梯形，所述等腰梯形的两底边旁均设有波浪方向平行于对应底边的波纹板，所述波纹板锚固在基准台上且波纹板的端部与相邻的波纹钢板抵接。

通过采用上述技术方案，波纹板的波纹处可释放地震能，从而进一步耗能减震，进一步降低波纹钢板形变偏移的可能。

本发明进一步设置为：所述加强筋上沿加强筋的中线方向嵌设有采用聚氨酯弹性体制成的减震条，所述减震条与加强筋通过过盈嵌合固定，所述减震条的两端延伸至加强筋的侧壁。

通过采用上述技术方案，聚氨酯弹性体兼具刚性和回弹性，减震条进一步对地震能耗能减震。

本发明进一步设置为：所述波纹钢板上对应平垫片设置有若干轴线水平的卡孔，所述平垫片上固定有与卡孔过盈嵌合的卡柱。

通过采用上述技术方案，平垫片拆安方便，施工设置方便。

本发明进一步设置为：所述波纹钢板上设置有轴线水平且供螺栓穿过的安装孔，所述安装孔两个为一组且波纹钢板上设有多组安装孔，部分所述平垫片的位置与安装孔的位置重合。

通过采用上述技术方案，螺栓螺母作用于预制梁的压紧力的直接作用点处设有平垫片，可通过此处平垫片与预制梁之间的最大摩擦力进一步加强预制梁位置固定的稳定性。

本发明进一步设置为：所述基准平台上位于预制梁的正下方设置有缓冲槽，所述缓冲槽内固定有泡沫铝板，所述泡沫铝板的顶面通过粘结剂粘结有均力壳，所述均力壳的顶面与基准平台的顶面平齐。

通过采用上述技术方案，泡沫铝吸收地震能，均力壳作为均匀力传导的介质，从而实现对纵向地震波的缓冲减震，预制梁位置固定的稳定性好。

本发明进一步设置为：所述缓冲槽呈阶梯槽状设置且泡沫铝板通过粘结剂固定在缓冲槽内。

通过采用上述技术方案，泡沫铝板安装方便，且缓冲槽呈阶梯槽状增大了粘合面积，固定效果好。

本发明进一步设置为：所述缓冲槽的内底面上锚固有插入泡沫铝板内的限位杆。

通过采用上述技术方案，限位杆与泡沫铝板嵌合进一步限位泡沫铝板，泡沫铝板的安装稳定性更好。

本发明进一步设置为：所述限位杆内部中空，所述限位杆的顶端封闭且底端敞开，所述限位杆内的混凝土块的顶面高于缓冲槽的内底面。

通过采用上述技术方案，限位杆与基准台的固定稳定，则泡沫铝板与限位杆的固定稳定，使用效果更佳。

本发明进一步设置为：所述加强筋延伸至基准台外的高度是波纹钢板延伸至基准台外的高度的一半。

通过采用上述技术方案，此时加强筋的高度为不影响加强筋对波纹钢板的支撑效果的最小值，最大化节省加强筋的材料并减轻该连接结构的整体重量，减少地震时收到的地震力，防震性好。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.通过加强筋的支撑和粘结剂阻止相邻的波纹钢板形变偏移，通过平垫片和减震板吸收地震能以减少地震波对波纹钢板的影响，从而加强波纹钢板之间的预制梁的位置稳定性；

2.加强筋在保障对波纹钢板的支撑作用的同时高度最小化，使得基准台上的连接用部件的整体重量减轻，地震发生时作用在预制柱上的地震力缩小，使用安全性好；

3.纵向地震波可通过泡沫铝板耗能减震，减震效果好。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1中A部分的局部放大示意图。

图3是本发明的平垫片的安装结构示意图。

图4是本发明的针对限位杆的轴向剖视图。

图中，1、预制柱；11、基准台；2、预制梁；3、波纹钢板；31、平垫片；311、卡柱；32、卡孔；33、安装孔；4、加强筋；41、减震板；42、减震槽；421、减震条；43、波纹板；5、缓冲槽；51、泡沫铝板；511、插孔；52、均力壳；53、限位杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法，用于连接竖直设置的预制柱1和水平设置的预制梁2，预制柱1和预制梁2均为截面形状为矩形的混凝土预制构件。预制柱1的上部水平设置有基准台11，基准台11呈四棱台状设置且基准台11的顶面边长大于基准台11的底面边长。基准台11上竖直锚固有四组波纹钢板3，单组波纹钢板3的数量为两个且在水平面内平行设置。四组波纹钢板3分别设置在预制柱1的四个立面旁且垂直于对应的立面，波纹钢板3与预制柱1的立面通过环氧类粘结剂固定。

参考图2，预制梁2卡合在对应组的两波纹钢板3之间，预制梁2与预制柱1的相对面抵接。预制梁2和两波纹钢板3通过螺栓螺母固定在一起，波纹钢板3的波浪方向平行于对应的预制梁2的长度方向。同组的两波纹钢板3的相对面上嵌设有平垫片31，平垫片31填平波纹钢板3后部的波纹凹陷处且与预制梁2抵接。基准台11上锚固有四个加强筋4，四个加强筋4分别设置在四组波纹钢板3的相邻间隙处。加强筋4与相邻的波纹钢板3之间填塞有减震板41，减震板41和平垫片31均采用橡胶或尼龙等柔性材质。

使用者将预制梁2放置在基准台11顶面，且预制梁2嵌合在对应组的两波纹钢板3之间，将螺栓穿过波纹钢板3和预制梁2后与螺母螺纹连接，实现预制梁2和波纹钢板3的固定，实现预制梁2与预制柱1的固定，连接操作简单且固定效果好，必要时可拆分预制梁2和预制柱1并回收利用。加强筋4的设置阻碍了不同组且相邻的波纹钢板3相互靠近偏移，平垫片31和减震板41的柔性使得横向地震波被耗能缓冲，波纹钢板3与预制柱1相对的立面被固定在一起使得波纹钢板3的偏移被进一步限制。波纹钢板3形变偏移的概率小，预制梁2位置不易偏移，建筑结构稳定，使用方便。

参考图3，加强筋4采用金属材质制成，加强筋4的水平截面形状为等腰梯形，等腰梯形的两底脚均为四十五度。等腰梯形的两底边旁均设有采用金属材质制成的波纹板43，波纹板43的波浪方向平行于等腰梯形的底边。两波纹板43锚固在基准台11上且长度不等，波纹板43的两端分别与对应的波纹钢板3抵接。加强筋4顶面上沿加强筋4的中线方向嵌设有减震条421，减震条421选用兼具弹性和刚性的聚氨酯材料制成。加强筋4上设置有与减震条421过盈嵌合的减震槽42，减震槽42水平向贯穿加强筋4。加强筋4顶面与波纹钢板3顶面之间的间距等于波纹钢板3位于基准台11上方部分的高度的一半，加强筋4和波纹板43等高。

在同等的场地条件下，自重越重的建筑受到的地震力越大。通过改变加强筋4的高度和嵌设减震条421来降低加强筋4的整体重量，进而进一步减少地震波的损害。当地震波的地震能传导至波纹钢板3并传导至波纹板43和加强筋4上时，波纹板43的波纹释放地震能，减震条421的弹性吸收地震能，地震能迅速扩散并损耗，波纹钢板3受到的地震能的影响小，预制梁2与预制柱1的固定更稳定。使用者通过减震条421与减震槽42的过盈嵌合来实现减震条421的安装固定，易于实施，施工方便。

参考图3，为了方便使用者固定平垫片31，波纹钢板3上对应平垫片31设置有若干轴线水平的卡孔32，卡孔32水平排列设置。平垫片31上固定有与平垫片31采用相同材质制成的卡柱311，卡柱311的长度与卡孔32的深度相等，卡柱311与卡孔32过盈嵌合。波纹钢板3上水平设置有若干安装孔33，安装孔33两个为一组且每个波纹钢板3上设有两组安装孔33。两组安装孔33在水平面内排列设置，部分平垫片31设置在安装孔33的一端。使用者将卡柱311嵌合进卡孔32内，使得平垫片31固定在波纹钢板3，平垫片31拆安方便，设置方便。固定预制梁2的螺栓螺母的夹紧力的直接作用点与平垫片31的位置重合，平垫片31与预制梁2之间摩擦力进一步加强固定稳定性。

参考图3和4，为了进一步对地震波中的纵向波进行缓冲，基准台11上位于预制梁2的正下方设置有缓冲槽5，缓冲槽5的水平截面形状为矩形，缓冲槽5呈阶梯形设置。缓冲槽5远离预制柱1的一端水平延伸至基准台11外，缓冲槽5内由下至上顺序设置有泡沫铝板51和均力壳52，均力壳52为金属薄板。泡沫铝板51的底面通过粘结剂固定在缓冲槽5的内底面上，泡沫铝板51的顶面通过粘结剂与均力壳52的底面固定在一起。缓冲槽5的内底面上锚固有限位杆53，泡沫铝板51上设置有内径与限位杆53的外径相等的插孔511，限位杆53与插孔511嵌合。限位杆53的内部中空且顶端封闭，限位杆53的底端敞开，限位杆53内的混凝土块的顶点高于缓冲槽5的内底面。

泡沫铝质量轻且强度好，其多孔结构可吸收地震能。当纵向地震波竖直向在预制柱1内向预制梁2上传导时，泡沫铝板51吸收地震能使得预制梁2因纵向地震波而偏移的可能性变小。均力壳52使得泡沫铝板51与预制梁2之间的力传导更平均，预制梁2位置固定的稳定性好。缓冲槽5呈阶梯状使得泡沫铝板51与缓冲槽5之间的粘结面积增大，且有限位杆53和插孔511嵌合限位，泡沫铝板51与基准台11的固定连接稳定性好。限位杆53锚固在基准台11上时，限位杆53内部中空且顶端封闭的结构使得混凝土砂浆会在限位杆53插入基准台11的混凝土砂浆时在限位杆53内竖向上溢。当混凝土浇筑完成时，限位杆53内外的混凝土块的高度不等，限位杆53与基准台11的固定效果更稳定，进而泡沫铝板51的限位稳定性更好。

本实施例的实施原理为：当波纹钢板3因地震能而有形变和偏移的可能性时，加强筋4和波纹板43同时支撑波纹钢板3，阻止不同组且相邻的波纹钢板3相互靠近偏移，且有平垫片31、减震板41以及减震条421逐一吸收地震能并减小震动，波纹钢板3位置固定的稳定性好，预制柱1与预制梁2的相对位置的固定稳定性好。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依上上制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法，用于连接预制梁(2)和预制柱(1)，其特征在于：所述预制柱(1)的上部水平设置有基准台(11)，所述基准台(11)呈四棱台状设置且四棱台的顶面面积大于底面面积，所述基准台(11)上竖直锚固有四组波纹钢板(3)，单组所述波纹钢板(3)的数量为两个且在水平面内平行设置，四组所述波纹钢板(3)分别设置在预制柱(1)的四个立面旁且垂直于对应立面，所述波纹钢板(3)与预制柱(1)的立面通过粘结剂固定，所述基准台(11)上锚固有四个加强筋(4)，四个所述加强筋(4)分设在四组波纹钢板(3)的相邻间隙处，所述加强筋(4)与相邻的波纹钢板(3)之间设有采用柔性材质制成的减震板(41)；

所述预制梁(2)卡合在对应组的两波纹钢板(3)之间，所述预制梁(2)与波纹钢板(3)通过螺栓螺母固定在一起，所述波纹钢板(3)的波浪方向平行于对应的预制梁(2)的长度方向，同组的所述波纹钢板(3)的相对面上嵌设有若干采用柔性材质制成的平垫片(31)，所述平垫片(31)填平波纹钢板(3)后部的波纹凹陷处。

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的连接方法，其特征在于：所述加强筋(4)的水平截面形状为两底脚均为四十五度的等腰梯形，所述等腰梯形的两底边旁均设有波浪方向平行于对应底边的波纹板(43)，所述波纹板(43)锚固在基准台(11)上且波纹板(43)的端部与相邻的波纹钢板(3)抵接。

3.根据权利要求2所述的装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法，其特征在于：所述加强筋(4)上沿加强筋(4)的中线方向嵌设有采用聚氨酯弹性体制成的减震条(421)，所述减震条(421)与加强筋(4)通过过盈嵌合固定，所述减震条(421)的两端延伸至加强筋(4)的侧壁。

4.根据权利要求1所述的装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法，其特征在于：所述波纹钢板(3)上对应平垫片(31)设置有若干轴线水平的卡孔(32)，所述平垫片(31)上固定有与卡孔(32)过盈嵌合的卡柱(311)。

5.根据权利要求4所述的装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法，其特征在于：所述波纹钢板(3)上设置有轴线水平且供螺栓穿过的安装孔(33)，所述安装孔(33)两个为一组且波纹钢板(3)上设有多组安装孔(33)，部分所述平垫片(31)的位置与安装孔(33)的位置重合。

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的连接方法，其特征在于：所述基准平台上位于预制梁(2)的正下方设置有缓冲槽(5)，所述缓冲槽(5)内固定有泡沫铝板(51)，所述泡沫铝板(51)的顶面通过粘结剂粘结有均力壳(52)，所述均力壳(52)的顶面与基准平台的顶面平齐。

7.根据权利要求6所述的装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法，其特征在于：所述缓冲槽(5)呈阶梯槽状设置且泡沫铝板(51)通过粘结剂固定在缓冲槽(5)内。

8.根据权利要求6所述的装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法，其特征在于：所述缓冲槽(5)的内底面上锚固有插入泡沫铝板(51)内的限位杆(53)。

9.根据权利要求8所述的装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法，其特征在于：所述限位杆(53)内部中空，所述限位杆(53)的顶端封闭且底端敞开，所述限位杆(53)内的混凝土块的顶面高于缓冲槽(5)的内底面。

10.根据权利要求1所述的装配式柔性建筑结构中预制构件的连接方法，其特征在于：所述加强筋(4)延伸至基准台(11)外的高度是波纹钢板(3)延伸至基准台(11)外的高度的一半。

Images