CN112854442A - 装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构及拼装方法 - Google Patents

装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构及拼装方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构及拼装方法，该结构的梁端的上下两侧安装有卡槽式钢板键，预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁相互垂直并通过条形连接钢板与卡槽式钢板键的配合进行连接，条形连接钢板与卡槽式钢板键通过矩形约束件进行固定，无粘结预应力筋横向穿过预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁形成的整体，且在端部通过若干预应力筋锚具进行固定。解决了如何最大限度的降低预制构件在震后的变形破坏，并确保节点核心区域的可恢复性的技术问题，提出一种装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，装配后的混凝土框架梁柱节点具有一定的自复位能力，震后能够恢复到原来的初始状态。

Description

装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构及拼装方法
技术领域
本发明涉及一种装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构及拼装方法，属于装配式混凝土建筑技术领域。
背景技术
装配式混凝土结构以其施工速度快、节能环保、省时高效等优点，近年来在我国得到了大力推广。传统的装配式混凝土框架结构，仅梁柱构件预制，节点需要现浇，即所谓的装配整体式，导致结构装配化率较低。而采用现浇的节点连接方式，施工现场仍需要大量的混凝土湿作业，无法满足装配式建筑绿色环保，节能高效的发展理念。
21世纪以来，随着施工技术的不断发展和进步，各类干式连接的做法和技术蓬勃兴起，逐渐成为装配式节点连接的主流方向。以套筒灌浆连接、约束浆锚连接和后浇带连接等方式为代表的干式连接技术日益成熟。试验研究和数值模拟结果表明，此类连接方式能够保证节点连接区域的刚度和承载力，受力可靠，但耗能较差，在反复地震荷载作用下灌浆处容易发生脆性破坏。同时，各种灌浆连接的节点不易拆卸，受损后修复和更换困难。因此，如何最大限度的降低预制构件在震后的变形破坏，并确保节点核心区域的可恢复性，是装配式混凝土结构节点连接领域需要关注和研究的重要问题。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中提到的如何最大限度的降低预制构件在震后的变形破坏，并确保节点核心区域的可恢复性的技术问题，提出一种装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，装配后的混凝土框架梁柱节点具有一定的自复位能力，震后能够恢复到原来的初始状态。
本发明提出一种装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、四个卡槽式钢板键、两个条形连接钢板、矩形约束件、无粘结预应力筋和若干预应力筋锚具，两块柱内预埋钢板分别安装在预制钢筋混凝土柱的左右两侧，位于内侧的柱内预埋钢板上安装两个卡槽式钢板键，梁内预埋钢板安装在预制钢筋混凝土梁与柱连接的一侧，梁端的上下两侧安装有卡槽式钢板键，所述预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁相互垂直并通过条形连接钢板与卡槽式钢板键的配合进行连接，所述条形连接钢板与卡槽式钢板键通过矩形约束件进行固定，所述无粘结预应力筋横向穿过预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁形成的整体，且在端部通过若干预应力筋锚具进行固定。
优选地，所述柱内预埋钢板包括矩形钢板Ⅰ、若干预应力筋孔Ⅰ和若干螺栓孔Ⅰ，所述矩形钢板Ⅰ上设置有预应力筋孔Ⅰ和螺栓孔Ⅰ，若干螺栓孔Ⅰ分别位于若干预应力筋孔Ⅰ的上下两侧。
优选地，所述预制钢筋混凝土柱包括若干柱纵向受力钢筋、若干柱箍筋和若干金属波纹管Ⅰ，若干柱纵向受力钢筋和若干柱箍筋相互垂直绑扎为一个柱形钢筋笼，在柱形钢筋笼的中部横向设置有若干金属波纹管Ⅰ，每个金属波纹管Ⅰ的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅰ，用以穿过无粘结预应力筋。
优选地，所述梁内预埋钢板包括矩形钢板Ⅱ和若干预应力筋孔Ⅱ，所述矩形钢板Ⅱ上设置有若干预应力筋孔Ⅱ。
优选地，所述预制钢筋混凝土梁包括若干梁负弯矩筋、若干梁正弯矩筋、若干梁箍筋、若干定位钢筋和若干金属波纹管Ⅱ，若干梁负弯矩筋和若干梁正弯矩筋相互垂直绑扎为一个梁形钢筋笼，且周向通过若干梁箍筋进行固定，在梁形钢筋笼中横向设置有若干金属波纹管Ⅱ，若干金属波纹管Ⅱ设置在若干定位钢筋上，所述金属波纹管Ⅱ的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅱ，用以穿过无粘结预应力筋。
优选地，所述卡槽式钢板键包括开槽钢板、若干螺栓孔、两个槽口和四个约束螺栓孔，所述槽钢板的中部两侧分别设有向下凹陷的槽口，所述槽口的左右肋上方设置有约束螺栓孔。
优选地，所述矩形约束件包括约束钢件和若干约束螺栓孔Ⅲ，所述约束钢件上设置有若干约束螺栓孔Ⅲ，约束螺栓孔Ⅲ的尺寸与槽口两侧的约束螺栓孔的尺寸相同。
优选地，所述矩形约束件设置在槽口的上侧，并通过约束螺栓进行固定。
优选地，所述条形连接钢板包括条形钢板、刚度控制孔和T型连接部，所述条形连接钢板呈Z字形，Z字形的错位两端分别设置有T型连接部，中部上设置有刚度控制孔。
本发明所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构及拼装方法的有益效果为：
1、本发明在预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁内通过设置柱内预埋钢板和梁内预埋钢板，能有效防止在地震作用较大时，预制构件的接触面处因相对转动可能产生的混凝土压碎剥落现象，增强了结构的整体性。
2、本发明采用柱端卡槽式钢板键和梁端卡槽式钢板键作为条形连接钢板的约束和固定装置，与预制构件间通过柱端固定螺栓和梁端固定螺栓连接固定，更换和维护简单，同时也承担了一部分预制构件间传递的剪力。
3、本发明用以连接预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁间的条形连接钢板，能够有效保证节点的侧向刚度，承担预制构件间传递的弯矩，传力路径明确，传力更加可靠。在地震作用下，条形连接钢板能先于主体结构进入屈服阶段，从而达到耗能的目的和效果。通过调整条形连接钢板上刚度控制孔的位置和尺寸，可满足不同的设计需求和使用情况。
4、本发明采用的无粘结预应力筋在施加预应力后会始终保持弹性状态，当预制梁柱在较大的地震作用下发生相对移动时，无粘结预应力筋可以使其在震后恢复至原来的初始状态，从而起到自复位的作用。
5、本发明制作要求较高的部分，包括预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土梁、柱端卡槽式钢板键、梁端卡槽式钢板键以及条形连接钢板的制作，均可在工厂完成，运输到现场后按顺序拼装，安装过程简单明了，受损后拆卸更换方便。在全部预制构件的装配过程中，施工现场无需额外的混凝土湿作业，符合装配式建筑节能环保、省时高效的发展理念。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1是柱内预埋钢板的三维图；
图2是预制钢筋混凝土柱内的钢筋布置三维图；
图3是预制钢筋混凝土柱的三维图；
图4是梁内预埋钢板的三维图；
图5是预制钢筋混凝土梁内的钢筋布置三维图；
图6是预制钢筋混凝土梁的三维图；
图7是柱端卡槽式钢板键的三维图；
图8是柱端固定螺栓的三维图；
图9是柱端固定螺母的三维图；
图10是梁端卡槽式钢板键的三维图；
图11是梁端固定螺栓的三维图；
图12是梁端固定螺母的三维图；
图13是条形连接钢板的三维图；
图14是矩形约束件的三维图；
图15是约束螺栓的三维图；
图16是预应力筋的三维图；
图17是预应力筋锚具的三维图；
图18是柱端卡槽式钢板键与预制钢筋混凝土柱组装完成的三维图；
图19是梁端卡槽式钢板键与预制钢筋混凝土梁组装完成的三维图；
图20是将条形连接钢板安装在柱端卡槽式钢板键和梁端卡槽式钢板键内的三维图；
图21是无粘结预应力筋穿过预制混凝土构件后的三维图；
图22是无粘结预应力筋张拉完毕，用预应力筋锚具固定后的三维图；
图23是将矩形约束件通过约束螺栓固定在柱端卡槽式钢板键和梁端卡槽式钢板键上的三维图；
图中，1-矩形钢板Ⅰ；2-预应力筋孔Ⅰ；3-螺栓孔Ⅰ；4-柱纵向受力钢筋；5-柱箍筋；6-金属波纹管Ⅰ；7-预应力筋孔道Ⅰ；8-柱预留螺栓孔；9-矩形钢板Ⅱ；10-预应力筋孔Ⅱ；11-梁负弯矩筋；12-梁正弯矩筋；13-梁箍筋；14-定位钢筋；15-金属波纹管Ⅱ；16-预应力筋孔道Ⅱ；17-梁预留螺栓孔；18-开槽钢板Ⅰ；19-螺栓孔Ⅱ；20-槽口Ⅰ；21-约束螺栓孔Ⅰ；22-柱端固定螺栓；23-柱端固定螺母；24-开槽钢板Ⅱ；25-螺栓孔Ⅲ；26-槽口Ⅱ；27-约束螺栓孔Ⅱ；28-梁端固定螺栓；29-梁端固定螺母；30-条形钢板；31-刚度控制孔；32-约束钢件；33-约束螺栓孔Ⅲ；34-约束螺栓；35-无粘结预应力筋；36-预应力筋锚具。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
具体实施方式一：参见图1-23说明本实施方式。本实施方式所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、四个卡槽式钢板键、两个条形连接钢板、矩形约束件、无粘结预应力筋35和若干预应力筋锚具36，两块柱内预埋钢板分别安装在预制钢筋混凝土柱的左右两侧，位于内侧的柱内预埋钢板上安装两个卡槽式钢板键，梁内预埋钢板安装在预制钢筋混凝土梁与柱连接的一侧梁端的上下两侧安装有卡槽式钢板键，所述预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁相互垂直并通过条形连接钢板与卡槽式钢板键的配合进行连接，所述条形连接钢板与卡槽式钢板键通过矩形约束件进行固定，所述无粘结预应力筋35横向穿过预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁形成的整体，且在端部通过若干预应力筋锚具36进行固定。
所述柱内预埋钢板包括矩形钢板Ⅰ1、若干预应力筋孔Ⅰ2和若干螺栓孔Ⅰ3，所述矩形钢板Ⅰ1上设置有预应力筋孔Ⅰ2和螺栓孔Ⅰ3，若干螺栓孔Ⅰ3分别位于若干预应力筋孔Ⅰ2的上下两侧。
所述预制钢筋混凝土柱包括若干柱纵向受力钢筋4、若干柱箍筋5和若干金属波纹管Ⅰ6，若干柱纵向受力钢筋4和若干柱箍筋5相互垂直绑扎为一个柱形钢筋笼，在柱形钢筋笼的中部横向设置有若干金属波纹管Ⅰ6，每个金属波纹管Ⅰ6的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅰ7，用以穿过无粘结预应力筋35。
所述梁内预埋钢板包括矩形钢板Ⅱ9和若干预应力筋孔Ⅱ10，所述矩形钢板Ⅱ9上设置有若干预应力筋孔Ⅱ10。
所述预制钢筋混凝土梁包括若干梁负弯矩筋11、若干梁正弯矩筋12、若干梁箍筋13、若干定位钢筋14和若干金属波纹管Ⅱ15，若干梁负弯矩筋11和若干梁正弯矩筋12相互垂直绑扎为一个梁形钢筋笼，且周向通过若干梁箍筋13进行固定，在梁形钢筋笼中横向设置有若干金属波纹管Ⅱ15，若干金属波纹管Ⅱ15设置在若干定位钢筋14上，所述金属波纹管Ⅱ15的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅱ16，用以穿过无粘结预应力筋35。
所述卡槽式钢板键包括开槽钢板、若干螺栓孔、两个槽口和四个约束螺栓孔，所述槽钢板的中部两侧分别设有向下凹陷的槽口，所述槽口的左右肋上方设置有约束螺栓孔。所述卡槽式钢板键包括柱端卡槽式钢板键和梁端卡槽式钢板键。
所述矩形约束件包括约束钢件32和若干约束螺栓孔Ⅲ33，所述约束钢件32上设置有若干约束螺栓孔Ⅲ33，约束螺栓孔Ⅲ33的尺寸与槽口两侧的约束螺栓孔的尺寸相同。
所述矩形约束件设置在槽口的上侧，并通过约束螺栓34进行固定。
所述条形连接钢板包括条形钢板30、刚度控制孔31和T型连接部，所述条形连接钢板呈Z字形，Z字形的错位两端分别设置有T型连接部，中部上设置有刚度控制孔31。
本发明的目的是提供一种装配式混凝土框架结构中的梁柱自复位组合节点连接结构及拼装方法，实现预制钢筋混凝土梁和预制钢筋混凝土柱间的连接，以满足实际设计与施工中的需要。
如图1-图23所示，本发明装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构及拼装方法，主要包括：预制钢筋混凝土柱(图3)、预制钢筋混凝土梁(图6)，用于二者间进行连接的柱、梁端卡槽式钢板键(图7、图10)、条形连接钢板(图13)、矩形约束件(图14)、约束螺栓(图15)、无粘结预应力筋(图16)和预应力筋锚具(图17)。
(1)如图1所示，柱内预埋钢板的具体结构及制作过程如下：
柱内预埋钢板(图1)由矩形钢板Ⅰ1、预应力筋孔Ⅰ2和螺栓孔Ⅰ3组成。
矩形钢板Ⅰ1的板壁两侧通过双面贯通钻孔的方式设置预应力筋孔Ⅰ2和螺栓孔Ⅰ3，预应力筋孔Ⅰ2的位置、个数和尺寸由穿过孔内的无粘结预应力筋35的位置、根数和尺寸确定，螺栓孔Ⅰ3的位置、个数和尺寸由穿过孔内的柱端固定螺栓22的位置、根数和尺寸确定。矩形钢板Ⅰ1的厚度由预制梁柱间的相对转动刚度确定，其余尺寸由预制钢筋混凝土柱(图3)的尺寸确定。
(2)如图2-图3所示，预制钢筋混凝土柱的具体结构和制作过程如下：
柱内的钢筋由柱纵向受力钢筋4和柱箍筋5组成。钢筋绑扎完毕后，根据设计需求，在钢筋骨架的中部区域绑扎若干根金属波纹管Ⅰ6(图2)，金属波纹管Ⅰ6的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅰ7，用以穿过无粘结预应力筋35。
在柱内的钢筋骨架外支撑模板，并将柱内预埋钢板(图1)通过模板固定在钢筋骨架的两侧，保证预应力筋孔Ⅰ2与预应力筋孔道Ⅰ7对齐。在浇筑混凝土的过程中，可通过钢筋骨架两侧柱内预埋钢板(图1)的螺栓孔Ⅰ3插入若干根钢棒，贯通穿过整个钢筋骨架。混凝土在模板内的保护层浇筑厚度不低于柱内预埋钢板(图1)的厚度，二者的两侧外表面沿竖向彼此平齐。待混凝土凝固后，拔出钢棒，形成柱预留螺栓孔8，然后拆除模板，完成预制钢筋混凝土柱(图3)的制作。
(3)如图4所示，梁内预埋钢板的具体结构及制作过程如下：
梁内预埋钢板(图4)由矩形钢板Ⅱ9和预应力筋孔Ⅱ10组成。
矩形钢板Ⅱ9的板壁两侧通过双面贯通钻孔的方式设置预应力筋孔Ⅱ10，预应力筋孔Ⅱ10的位置、个数和尺寸由穿过孔内的无粘结预应力筋35的位置、根数和尺寸确定。矩形钢板Ⅱ9的厚度由预制梁柱间的相对转动刚度确定，其余尺寸由预制钢筋混凝土梁(图6)的尺寸确定。
(4)如图5-图6所示，预制钢筋混凝土梁的具体结构和制作过程如下：
梁内的钢筋由梁负弯矩筋11、梁正弯矩筋12、梁箍筋13和定位钢筋14组成。定位钢筋14的作用在于固定金属波纹管Ⅱ15，其位置可灵活调整。钢筋绑扎完毕后，根据预制钢筋混凝土柱(图3)内金属波纹管Ⅰ6的位置和根数，在钢筋骨架内绑扎相同数量的金属波纹管Ⅱ15。金属波纹管Ⅱ15的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅱ16，用以穿过无粘结预应力筋35。
在梁内的钢筋骨架外支撑模板，并将梁内预埋钢板(图4)通过模板固定在钢筋骨架的一侧，保证预应力筋孔Ⅱ10与预应力筋孔道Ⅱ16对齐。在浇筑混凝土的过程中，可沿钢筋骨架的上下区域贯通插入若干根钢棒，钢棒插入的位置由与梁连接固定的梁端卡槽式钢板键(图10)内的螺栓孔Ⅲ25的位置确定。混凝土在模板内的保护层浇筑厚度不低于梁内预埋钢板(图4)的厚度，二者的两侧外表面沿竖向彼此平齐。待混凝土凝固后，拔出钢棒，形成梁预留螺栓孔17，然后拆除模板，完成预制钢筋混凝土梁(图6)的制作。
(5)如图7所示，柱端卡槽式钢板键的具体结构及制作过程如下：
柱端卡槽式钢板键(图7)由开槽钢板Ⅰ18、螺栓孔Ⅱ19、槽口Ⅰ20和约束螺栓孔Ⅰ21组成。
开槽钢板Ⅰ18的上下区域板壁两侧通过双面贯通钻孔的方式设置螺栓孔Ⅱ19，螺栓孔Ⅱ19的位置、个数和尺寸由穿过孔内的柱端固定螺栓22的位置、根数和尺寸确定。
开槽钢板Ⅰ18的中间区域两侧设有向下凹陷的槽口Ⅰ20，其尺寸由插入的条形连接钢板(图13)的尺寸确定。
槽口Ⅰ20的左右肋上方带有约束螺栓孔Ⅰ21，并向下凹进一段距离，目的在于固定矩形约束件(图14)。
开槽钢板Ⅰ18的板壁厚度由预制构件间传递的剪力计算确定。
(6)如图8-图9所示，柱端固定螺栓和柱端固定螺母的具体结构及制作过程如下：
柱端固定螺栓22的根数和尺寸可根据实际设计需求确定。
柱端固定螺母23的数量和尺寸由柱端固定螺栓22的根数和尺寸确定。
(7)如图10所示，梁端卡槽式钢板键的具体结构及制作过程如下：
梁端卡槽式钢板键(图10)由开槽钢板Ⅱ24、螺栓孔Ⅲ25、槽口Ⅱ26和约束螺栓孔Ⅱ27组成。
开槽钢板Ⅱ24的前后区域板壁两侧通过双面贯通钻孔的方式设置螺栓孔Ⅲ25，螺栓孔Ⅲ25的位置、个数和尺寸由穿过孔内的梁端固定螺栓28的位置、根数和尺寸确定。
开槽钢板Ⅱ24的中间区域两侧设有向下凹陷的槽口Ⅱ26，其尺寸由插入的条形连接钢板(图13)的尺寸确定。
槽口Ⅱ26的左右肋上方带有约束螺栓孔Ⅱ27，并向下凹进一段距离，目的在于固定矩形约束件(图14)。
开槽钢板Ⅱ24的板壁厚度由预制构件间传递的剪力计算确定。
(8)如图11-图12所示，梁端固定螺栓和梁端固定螺母的具体结构及制作过程如下：
梁端固定螺栓28的根数和尺寸可根据实际设计需求确定。
梁端固定螺母29的数量和尺寸由梁端固定螺栓28的根数和尺寸确定。
(9)如图13所示，条形连接钢板的具体结构及制作过程如下：
条形连接钢板(图13)由条形钢板30和刚度控制孔31组成。
条形钢板30的腹板和翼缘尺寸根据其所连接预制构件间传递的弯矩计算确定。
条形钢板30的腹板与翼缘交界处，腹板上侧均向下凹进一段距离，深度与柱端卡槽式钢板键(图7)的槽口Ⅰ20左右肋向下凹进的深度及梁端卡槽式钢板键(图10)的槽口Ⅱ26左右肋向下凹进的深度相同，目的在于于固定矩形约束件(图14)。
条形钢板30的腹板左右表面设置贯通的刚度控制孔31，刚度控制孔31的数量和尺寸由结构整体的抗弯刚度确定。
(10)如图14-图15所示，矩形约束件和约束螺栓的具体结构及制作过程如下：
矩形约束件(图14)由约束钢件32和约束螺栓孔Ⅲ33组成。
约束钢件32优选高强度的材料制作，厚度与柱端卡槽式钢板键(图7)的槽口Ⅰ20左右肋向下凹进的深度及梁端卡槽式钢板键(图10)的槽口Ⅱ26左右肋向下凹进的深度相同，其余几何尺寸由槽口Ⅰ20和槽口Ⅱ26的宽度以及条形连接钢板(图13)的翼缘尺寸确定。
约束螺栓孔Ⅲ33的尺寸与槽口Ⅰ20上方约束螺栓孔Ⅰ21的尺寸及及槽口Ⅱ26上方约束螺栓孔Ⅱ27的尺寸相同。
约束螺栓34优选高强螺栓，外径尺寸和约束螺栓孔Ⅰ21、约束螺栓孔Ⅱ27及约束螺栓孔Ⅲ33的尺寸相同，螺杆长度略长于约束螺栓孔Ⅰ21与约束螺栓孔Ⅲ33或约束螺栓孔Ⅱ27与约束螺栓孔Ⅲ33的深度之和。
(11)如图16-图17所示，无粘结预应力筋与锚头的具体结构及制作过程如下：
无粘结预应力筋35的材质、根数和尺寸可根据实际设计需求确定。
预应力筋锚具36可结合实际情况，选用夹片式锚具、支承式锚具或锥塞式锚具。
上述构件均可在工厂内预制完成或采购，然后运输到施工现场组装，具体组装过程如下：
(1)如图18所示，将柱端卡槽式钢板键(图7)远离槽口Ⅰ20一侧的板壁紧贴预制钢筋混凝土柱(图3)外表面柱内预埋钢板(图1)的上下区域，确保螺栓孔Ⅱ19和柱预留螺栓孔8对齐，然后将柱端固定螺栓22沿螺栓孔Ⅱ19和柱预留螺栓孔8贯通插入并穿过柱端卡槽式钢板键(图7)和预制钢筋混凝土柱(图3)，柱端固定螺栓22在预制钢筋混凝土柱(图3)另一侧外表面伸出的螺杆部分，通过柱端固定螺母23拧紧固定。
(2)如图19所示，将梁端卡槽式钢板键(图10)远离槽口Ⅱ26一侧的板壁紧贴预制钢筋混凝土梁(图6)的上下外表面，确保螺栓孔Ⅲ25和梁预留螺栓孔17对齐，然后将梁端固定螺栓28沿螺栓孔Ⅲ25和梁预留螺栓孔17由下至上贯通插入并穿过梁端卡槽式钢板键(图10)和预制钢筋混凝土梁(图6)，梁端固定螺栓28在梁端卡槽式钢板键(图10)上方伸出的螺杆部分，通过梁端固定螺母29拧紧固定。
(3)如图20所示，将带有柱端卡槽式钢板键(图7)的预制钢筋混凝土柱(图3)和带有梁端卡槽式钢板键(图10)的预制钢筋混凝土梁(图6)吊装至预定位置，二者间的梁柱接触界面彼此紧贴对齐，并确保预应力筋孔Ⅰ2和预应力筋孔Ⅱ10对齐，然后将条形连接钢板(图13)的翼缘部分分别插入到梁柱交界上下区域的柱端卡槽式钢板键(图7)的槽口Ⅰ20和梁端卡槽式钢板键(图10)的槽口Ⅱ26内，条形连接钢板(图13)上侧腹板与翼缘交界处凹进的部分与槽口Ⅰ20两肋凹进的部分及槽口Ⅱ26两肋凹进的部分彼此平齐。
(4)如图21-图22所示，引导无粘结预应力筋35穿过全部预制构件(图21)，然后在预制钢筋混凝土梁(图6)的一侧对无粘结预应力筋35进行张拉，同时在预制钢筋混凝土柱(图3)的一侧采用预应力筋锚具36固定无粘结预应力筋35(图22)。
(5)如图23所示，待无粘结预应力筋35张拉并锚固完毕后，在梁柱交界上下区域的柱端卡槽式钢板键(图7)和梁端卡槽式钢板键(图10)上下方安装矩形约束件(图14)，将矩形约束件(图14)扣入柱端卡槽式钢板键(图7)的槽口Ⅰ20两肋凹进的区域及梁端卡槽式钢板键(图10)的槽口Ⅱ26两肋凹进的区域，然后将约束螺栓(图15)沿约束螺栓孔Ⅲ33和约束螺栓孔Ⅱ27以及约束螺栓孔Ⅲ33和约束螺栓孔Ⅰ21插入并拧紧，完成预制钢筋混凝土柱(图3)与预制钢筋混凝土梁(图6)间的连接。
本实施例中，柱内预埋钢板(图1)和梁内预埋钢板(图4)能有效防止预制钢筋混凝土柱(图3)和预制钢筋混凝土梁(图6)在地震作用较大时，接触面处因相对转动可能产生的混凝土压碎剥落现象，增强了结构的整体性。
本实施例中，柱端卡槽式钢板键(图7)和梁端卡槽式钢板键(图10)作为条形连接钢板(图13)的约束和固定装置，与预制构件间通过柱端固定螺栓22和梁端固定螺栓28连接固定，更换和维护简单，同时也承担了一部分预制构件间传递的剪力。
本实施例中，条形连接钢板(图13)能够有效保证节点的侧向刚度，承担预制构件间传递的弯矩。在地震作用下，条形连接钢板(图13)能先于主体结构进入屈服阶段，从而达到耗能的目的和效果。通过调整条形连接钢板(图13)上刚度控制孔31的位置和尺寸，可满足不同的设计需求和使用情况。
本实施例中，矩形约束件(图14)和约束螺栓(图15)能够保证条形连接钢板(图13)在柱端卡槽式钢板键(图7)和梁端卡槽式钢板键(图10)内紧密固定，防止条形连接钢板(图13)出现偏移或滑动。
本实施例中，预制构件间传递的弯矩由无粘结预应力筋35承担。通过对无粘结预应力筋35施加预应力，将全部预制构件连接起来并产生预压力。在较大的地震作用下，当条形连接钢板(图13)发生屈服变形时，预制钢筋混凝土柱(图3)和预制钢筋混凝土梁(图6)间会发生相对移动，由于无粘结预应力筋35始终保持弹性状态，震后可使预制梁柱恢复至原来的初始状态，从而起到自复位的作用。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，其特征在于，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、四个卡槽式钢板键、两个条形连接钢板、矩形约束件、无粘结预应力筋(35)和若干预应力筋锚具(36)，两块柱内预埋钢板分别安装在预制钢筋混凝土柱的左右两侧，位于内侧的柱内预埋钢板上安装两个卡槽式钢板键，梁内预埋钢板安装在预制钢筋混凝土梁与柱连接的一侧，梁端的上下两侧安装有卡槽式钢板键，所述预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁相互垂直并通过条形连接钢板与卡槽式钢板键的配合进行连接，所述条形连接钢板与卡槽式钢板键通过矩形约束件进行固定，所述无粘结预应力筋(35)横向穿过预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁形成的整体，且在端部通过若干预应力筋锚具(36)进行固定。
2.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，其特征在于，所述柱内预埋钢板包括矩形钢板Ⅰ(1)、若干预应力筋孔Ⅰ(2)和若干螺栓孔Ⅰ(3)，所述矩形钢板Ⅰ(1)上设置有预应力筋孔Ⅰ(2)和螺栓孔Ⅰ(3)，若干螺栓孔Ⅰ(3)分别位于若干预应力筋孔Ⅰ(2)的上下两侧。
3.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，其特征在于，所述预制钢筋混凝土柱包括若干柱纵向受力钢筋(4)、若干柱箍筋(5)和若干金属波纹管Ⅰ(6)，若干柱纵向受力钢筋(4)和若干柱箍筋(5)相互垂直绑扎为一个柱形钢筋笼，在柱形钢筋笼的中部横向设置有若干金属波纹管Ⅰ(6)，每个金属波纹管Ⅰ(6)的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅰ(7)，用以穿过无粘结预应力筋(35)。
4.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，其特征在于，所述梁内预埋钢板包括矩形钢板Ⅱ(9)和若干预应力筋孔Ⅱ(10)，所述矩形钢板Ⅱ(9)上设置有若干预应力筋孔Ⅱ(10)。
5.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，其特征在于，所述预制钢筋混凝土梁包括若干梁负弯矩筋(11)、若干梁正弯矩筋(12)、若干梁箍筋(13)、若干定位钢筋(14)和若干金属波纹管Ⅱ(15)，若干梁负弯矩筋(11)和若干梁正弯矩筋(12)相互垂直绑扎为一个梁形钢筋笼，且周向通过若干梁箍筋(13)进行固定，在梁形钢筋笼中横向设置有若干金属波纹管Ⅱ(15)，若干金属波纹管Ⅱ(15)设置在若干定位钢筋(14)上，所述金属波纹管Ⅱ(15)的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅱ(16)，用以穿过无粘结预应力筋(35)。
6.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，其特征在于，所述卡槽式钢板键包括开槽钢板、若干螺栓孔、两个槽口和四个约束螺栓孔，所述槽钢板的中部两侧分别设有向下凹陷的槽口，所述槽口的左右肋上方设置有约束螺栓孔。
7.根据权利要求6所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，其特征在于，所述矩形约束件包括约束钢件(32)和若干约束螺栓孔Ⅲ(33)，所述约束钢件(32)上设置有若干约束螺栓孔Ⅲ(33)，约束螺栓孔Ⅲ(33)的尺寸与槽口两侧的约束螺栓孔的尺寸相同。
8.根据权利要求7所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，其特征在于，所述矩形约束件设置在槽口的上侧，并通过约束螺栓(34)进行固定。
9.根据权利要求1所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构，其特征在于，所述条形连接钢板包括条形钢板(30)、刚度控制孔(31)和T型连接部，所述条形连接钢板呈Z字形，Z字形的错位两端分别设置有T型连接部，中部上设置有刚度控制孔(31)。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的装配式混凝土框架梁柱自复位组合节点连接结构的拼装方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)绑扎预制钢筋混凝土柱的钢筋骨架，绑扎完毕后，在钢筋骨架的中部区域绑扎若干根金属波纹管Ⅰ(6)，并将柱内预埋钢板通过模板固定在钢筋骨架的两侧，保证预应力筋孔Ⅰ(2)与预应力筋孔道Ⅰ(7)对齐，然后进行混凝土浇筑，待混凝土凝固后，拔出钢棒，形成柱预留螺栓孔(8)，然后拆除模板，完成预制钢筋混凝土柱的制作；绑扎预制钢筋混凝土梁，钢筋绑扎完毕后，在钢筋骨架的中部区域绑扎若干根金属波纹管Ⅱ(15)，并将梁内预埋钢板通过模板固定在钢筋骨架的一侧，保证预应力筋孔Ⅱ(10)与预应力筋孔道Ⅱ(16)对齐，然后进行混凝土浇筑，待混凝土凝固后，拔出钢棒，形成梁预留螺栓孔(17)，然后拆除模板，完成预制钢筋混凝土梁的制作；
(2)将柱端卡槽式钢板键远离槽口Ⅰ(20)一侧的板壁紧贴预制钢筋混凝土柱外表面柱内预埋钢板的上下区域，确保螺栓孔Ⅱ(19)和柱预留螺栓孔(8)对齐，然后将柱端固定螺栓(22)沿螺栓孔Ⅱ(19)和柱预留螺栓孔(8)贯通插入并穿过柱端卡槽式钢板键和预制钢筋混凝土柱，柱端固定螺栓(22)在预制钢筋混凝土柱另一侧外表面伸出的螺杆部分，通过柱端固定螺母(23)拧紧固定；
(3)将梁端卡槽式钢板键远离槽口Ⅱ(26)一侧的板壁紧贴预制钢筋混凝土梁的上下外表面，确保螺栓孔Ⅲ(25)和梁预留螺栓孔(17)对齐，然后将梁端固定螺栓(28)沿螺栓孔Ⅲ(25)和梁预留螺栓孔(17)由下至上贯通插入并穿过梁端卡槽式钢板键和预制钢筋混凝土梁，梁端固定螺栓(28)在梁端卡槽式钢板键上方伸出的螺杆部分，通过梁端固定螺母(29)拧紧固定；
(4)将带有柱端卡槽式钢板键的预制钢筋混凝土柱和带有梁端卡槽式钢板键的预制钢筋混凝土梁吊装至预定位置，二者间的梁柱接触界面彼此紧贴对齐，并确保预应力筋孔Ⅰ(2)和预应力筋孔Ⅱ(10)对齐，然后将条形连接钢板的翼缘部分分别插入到梁柱交界上下区域的柱端卡槽式钢板键的槽口Ⅰ(20)和梁端卡槽式钢板键的槽口Ⅱ(26)内，条形连接钢板上侧腹板与翼缘交界处凹进的部分与槽口Ⅰ(20)两肋凹进的部分及槽口Ⅱ(26)两肋凹进的部分彼此平齐；
(5)引导无粘结预应力筋(35)穿过全部预制构件，然后在预制钢筋混凝土梁的一侧对无粘结预应力筋(35)进行张拉，同时在预制钢筋混凝土柱的一侧采用预应力筋锚具(36)固定无粘结预应力筋(35)；
(6)待无粘结预应力筋(35)张拉并锚固完毕后，在梁柱交界上下区域的柱端卡槽式钢板键和梁端卡槽式钢板键上下方安装矩形约束件，然后将约束螺栓沿约束螺栓孔Ⅲ(33)和约束螺栓孔Ⅱ(27)以及约束螺栓孔Ⅲ(33)和约束螺栓孔Ⅰ(21)插入并拧紧，完成预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁间的连接。
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