CN112854443A - 一种装配式混凝土自复位梁柱组合节点连接结构及拼装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种装配式混凝土自复位梁柱组合节点连接结构及拼装方法，该连接结构的梁端的上下两侧安装有槽型钢板，预制钢筋混凝土柱与预制钢筋混凝土梁相互垂直并通过异形连接钢板与槽型钢板的配合进行连接，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。解决了如何开发出一种装配简单方便，耗能效果好，震后可修复，或是可恢复至初始状态的节点连接方式的技术问题。本发明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，装配后的梁柱组合节点在地震作用下通过变形耗能，地震后能够快速更换修复，并具有一定的自复位能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种装配式混凝土自复位梁柱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
现有的装配式混凝土结构，为了达到“等同现浇”的效果，多采用梁柱预制，节点现浇的连接方式。相比与全现浇结构，尽管这种连接方式提高了施工效率，但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，高效节能的发展理念。近年来，以套筒灌浆连接、约束浆锚连接和后浇带连接等为代表的干式连接技术蓬勃兴起，逐渐成为装配式混凝土结构节点连接的主要方式。大量的试验和数值模拟结果表明，此类连接方式能够有效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，各种灌浆方式相对复杂，受损后更换和修复困难。
因此，研究并开发出一种装配简单方便，耗能效果好，震后可修复，或是可恢复至初始状态的节点连接方式，对于推动装配式建筑产业在我国的持续发展及其在地震学科领域的深入研究都具有重要意义。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中提到的如何开发出一种装配简单方便，耗能效果好，震后可修复，或是可恢复至初始状态的节点连接方式的技术问题，提出一种装配式混凝土自复位梁柱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，装配后的梁柱组合节点在地震作用下通过变形耗能，地震后能够快速更换修复，并具有一定的自复位能力。
本发明提出一种装配式混凝土自复位梁柱组合节点连接结构，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、四个槽型钢板、两个异形连接钢板、矩形锚固件、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槽型钢板，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槽型钢板，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异形连接钢板与槽型钢板的配合进行连接，所述异形连接钢板与槽型钢板通过矩形锚固件进行固定，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，所述槽型钢板包括带槽钢板、若干螺栓孔Ⅱ、槽口和锚固螺栓孔Ⅰ，所述带槽钢板的中部设置有槽口，所述槽口的上下肋两侧带有锚固螺栓孔Ⅰ，所述带槽钢板18的两侧设置有若干螺栓孔Ⅱ。
优选地，所述矩形锚固件包括锚固钢件和若干锚固螺栓孔Ⅱ，所述锚固钢件上设置有若干锚固螺栓孔Ⅱ，螺栓锚固孔Ⅱ的尺寸与槽口两侧的锚固螺栓孔Ⅰ的尺寸相同。
优选地，所述矩形锚固件设置在槽口的两侧，并通过锚固螺栓穿过锚固螺栓孔Ⅱ和锚固螺栓孔Ⅰ进行固定。
优选地，所述异形连接钢板包括异形钢板、若干刚度调节孔和两个T型卡接部，所述异形钢板呈凸台形，凸台两端分别设置有T型卡接部，凸台中部上设置有若干刚度调节孔。
一种装配式混凝土自复位梁柱组合节点连接结构的拼装方法，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，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与预应力筋孔道Ⅰ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，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，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与预应力筋孔道Ⅱ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，然后拆除模板，完成预制钢筋混凝土梁的制作；
(2)将槽型钢板远离槽口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和柱预留螺栓孔对齐，然后将柱端固定螺栓沿螺栓孔Ⅱ和柱预留螺栓孔贯通插入并穿过槽型钢板和预制钢筋混凝土柱，柱端固定螺栓在预制钢筋混凝土柱另一侧外表面伸出的螺杆部分，通过柱端固定螺母拧紧固定；
(3)将槽型钢板远离槽口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Ⅱ和梁预留螺栓孔对齐，然后将梁端固定螺栓沿螺栓孔Ⅱ和梁预留螺栓孔由下至上贯通插入并穿过槽型钢板和预制钢筋混凝土梁，梁端固定螺栓在槽型钢板上方伸出的螺杆部分，通过梁端固定螺母拧紧固定；
(4)将带有槽型钢板的预制钢筋混凝土柱和带有槽型钢板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和预应力筋孔Ⅱ对齐，然后将异形连接钢板的翼缘部分分别插入到梁柱交界上下区域的槽型钢板的槽口内，异形连接钢板腹板与翼缘交界处凹进的部分与槽口两肋凹进的部分彼此平齐；
(5)引导无粘结预应力筋穿过全部预制构件，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固定无粘结预应力筋；
(6)待无粘结预应力筋张拉并锚固完毕后，在梁柱交界上下区域的槽型钢板两侧安装矩形锚固件，然后将锚固螺栓沿锚固螺栓孔Ⅱ和锚固螺栓孔Ⅰ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。
本发明所述的装配式混凝土自复位梁柱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、本发明将槽型钢板作为异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，更换方便快捷，同时也承担了一部分预制构件间传递的剪力。
3、本发明采用异形连接钢板作为预制钢筋混凝土柱和预制钢筋混凝土梁间的核心连接部件，能够有效保证节点的抗弯刚度，承担预制构件间传递的弯矩和剪力，传力路径更加明确，传力更加可靠。在地震作用下，异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。通过调整异形连接钢板上刚度调节孔的位置和尺寸，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，具有自复位能力，在预应力的作用下，能够减少结构的残余变形，使预制构件在震后恢复至原来的初始状态，无粘结预应力筋也可根据实际需求进行震后的修复和更换。
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、槽型钢板以及异形连接钢板的制作，均可在工厂完成，运输到现场后按顺序拼装，安装步骤简单明确，对施工人员的要求不高，施工现场无混凝土湿作业及各种复杂的灌浆方式，全部预制构件在受损够均可快速拆卸并重新安装修复，满足装配式建筑绿色环保可持续的发展理念。
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是槽型钢板的三维图；
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是梁端固定螺栓的三维图；
图11是梁端固定螺母的三维图；
图12是异形连接钢板的三维图；
图13是矩形锚固件的三维图；
图14是锚固螺栓的三维图；
图15是预应力筋的三维图；
图16是预应力筋锚具的三维图；
图17是槽型钢板与预制钢筋混凝土柱组装完成的三维图；
图18是槽型钢板与预制钢筋混凝土梁组装完成的三维图；
图19是将异形连接钢板安装在槽型钢板内的三维图；
图20是无粘结预应力筋穿过预制混凝土构件后的三维图；
图21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22是将矩形锚固件通过锚固螺栓固定在槽型钢板上的三维图；
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-带槽钢板；19-螺栓孔Ⅱ；20-槽口；21-锚固螺栓孔Ⅰ；22-柱端固定螺栓；23-柱端固定螺母；24-梁端固定螺栓；25-梁端固定螺母；26-异形钢板；27-刚度调节孔；28-锚固钢件；29-锚固螺栓孔Ⅱ；30-锚固螺栓；31-无粘结预应力筋；32-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1-22说明本实施方式。本实施方式所述的装配式混凝土自复位梁柱组合节点连接结构，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、四个槽型钢板、两个异形连接钢板、矩形锚固件、无粘结预应力筋31和若干预应力筋锚具32，两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槽型钢板，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槽型钢板，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异形连接钢板与槽型钢板的配合进行连接，所述异形连接钢板与槽型钢板通过矩形锚固件进行固定，所述无粘结预应力筋31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32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31。
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1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31。
所述槽型钢板包括带槽钢板18、若干螺栓孔Ⅱ19、槽口20和锚固螺栓孔Ⅰ21，所述带槽钢板18的中部设置有槽口20，所述槽口20的上下肋两侧带有锚固螺栓孔Ⅰ21，所述带槽钢板18的两侧设置有若干螺栓孔Ⅱ19。
所述矩形锚固件包括锚固钢件28和若干锚固螺栓孔Ⅱ29，所述锚固钢件28上设置有若干锚固螺栓孔Ⅱ29，螺栓锚固孔Ⅱ29的尺寸与槽口20两侧的锚固螺栓孔Ⅰ21的尺寸相同。
所述矩形锚固件设置在槽口20的两侧，并通过锚固螺栓30穿过锚固螺栓孔Ⅱ29和锚固螺栓孔Ⅰ21进行固定。
所述异形连接钢板包括异形钢板26、若干刚度调节孔27和两个T型卡接部，所述异形钢板26呈凸台形，凸台两端分别设置有T型卡接部，凸台中部上设置有若干刚度调节孔27。
本发明的目的是提供一种装配式混凝土结构中的自复位梁柱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22所示，本发明装配式混凝土自复位梁柱组合节点连接结构及装配方法，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槽型钢板(图7)、异形连接钢板(图12)、矩形锚固件(图13)、锚固螺栓(图14)、无粘结预应力筋(图15)和预应力筋锚具(图16)。
(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31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31。
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31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31。
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槽型钢板(图7)内的螺栓孔Ⅱ19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，槽型钢板的具体结构及制作过程如下：
槽型钢板(图7)由带槽钢板18、螺栓孔Ⅱ19、槽口20和锚固螺栓孔Ⅰ21组成。
带槽钢板18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、个数和尺寸根据与槽型钢板(图7)连接的不同预制构件，由穿过孔内的柱端固定螺栓22或梁端固定螺栓24的位置、根数和尺寸确定。
带槽钢板18的中间区域设有槽口20，其尺寸由插入的异形连接钢板(图12)的尺寸确定。
槽口20的上下肋两侧带有锚固螺栓孔Ⅰ21，并向内凹进一段距离，目的在于固定矩形锚固件(图13)。
带槽钢板18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-图11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24的根数和尺寸可根据实际设计需求确定。
梁端固定螺母25的数量和尺寸由梁端固定螺栓24的根数和尺寸确定。
(8)如图12所示，异形连接钢板的具体结构及制作过程如下：
异形连接钢板(图12)由异形钢板26和刚度调节孔27组成。
异形钢板26的腹板和翼缘尺寸根据其所连接预制构件间传递的弯矩和剪力计算确定。
异形钢板26的腹板与翼缘交界处，腹板两侧均向内凹进一段距离，深度与槽型钢板(图7)的槽口20上下肋两侧凹进的深度相同，目的在于于固定矩形锚固件(图13)。
异形钢板26的腹板上下表面设置贯通的刚度调节孔27，刚度调节孔27的数量和尺寸由结构整体的抗弯刚度确定。
(9)如图13-图14所示，矩形锚固件和锚固螺栓的具体结构及制作过程如下：
矩形锚固件(图13)由锚固钢件28、锚固螺栓孔Ⅱ29和T型卡接部组成。
锚固钢件28优选高强度的材料制作，厚度与槽型钢板(图7)的槽口20上下肋两侧凹进的深度相同，其余几何尺寸由槽口20的宽度以及异形连接钢板(图12)的翼缘尺寸(T型卡接部)确定。
螺栓锚固孔Ⅱ29的尺寸与槽口20两侧的锚固螺栓孔Ⅰ21的尺寸相同。
锚固螺栓30优选高强螺栓，外径尺寸和锚固螺栓孔Ⅰ21及锚固螺栓孔Ⅱ29的尺寸相同，螺杆长度略长于二者的深度之和。
(10)如图15-图16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31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32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17所示，将槽型钢板(图7)远离槽口20一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贯通插入并穿过槽型钢板(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18所示，将槽型钢板(图7)远离槽口20一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Ⅱ19和梁预留螺栓孔17对齐，然后将梁端固定螺栓24沿螺栓孔Ⅱ19和梁预留螺栓孔17由下至上贯通插入并穿过槽型钢板(图7)和预制钢筋混凝土梁(图6)，梁端固定螺栓24在槽型钢板(图7)上方伸出的螺杆部分，通过梁端固定螺母25拧紧固定。
(3)如图19所示，将带有槽型钢板(图7)的预制钢筋混凝土柱(图3)和带有槽型钢板(图7)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，然后将异形连接钢板(图12)的翼缘部分分别插入到梁柱交界上下区域的槽型钢板(图7)的槽口20内，异形连接钢板(图12)腹板与翼缘交界处凹进的部分与槽口20两肋凹进的部分彼此平齐。
(4)如图20-图21所示，引导无粘结预应力筋31穿过全部预制构件(图20)，然后在预制钢筋混凝土梁(图6)的一侧对无粘结预应力筋31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32固定无粘结预应力筋31(图21)。
(5)如图22所示，待无粘结预应力筋31张拉并锚固完毕后，在梁柱交界上下区域的槽型钢板(图7)两侧安装矩形锚固件(图13)，将矩形锚固件(图13)扣入槽型钢板(图7)的槽口20两肋凹进的区域，然后将锚固螺栓(图14)沿锚固螺栓孔Ⅱ29和锚固螺栓孔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，槽型钢板(图7)作为异形连接钢板(图12)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24连接固定，更换方便快捷，同时也承担了一部分预制构件间传递的剪力。
本实施例中，异形连接钢板(图12)作为预制钢筋混凝土柱(图3)和预制钢筋混凝土梁(图6)间的核心连接部件，能够有效保证节点的抗弯刚度，承担预制构件间传递的弯矩和剪力。在地震作用下，异形连接钢板(图12)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。通过调整异形连接钢板(图12)上刚度调节孔27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，矩形锚固件(图13)和锚固螺栓(图14)能够保证异形连接钢板(图12)在槽型钢板(图7)内紧密固定，防止异形连接钢板(图12)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31承担。通过对无粘结预应力筋31施加预应力，将全部预制构件连接起来并产生预压力。当地震作用较大时，异形连接钢板(图12)可能会产生一定程度的弯曲变形，导致预制钢筋混凝土柱(图3)和预制钢筋混凝土梁(图6)间出现相对移动，地震过后，在无粘结预应力筋31的作用下，预制梁柱可恢复原来的初始状态。
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自复位梁柱组合节点连接结构，其特征在于，包括两块柱内预埋钢板、梁内预埋钢板、四个槽型钢板、两个异形连接钢板、矩形锚固件、无粘结预应力筋(31)和若干预应力筋锚具(32)，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槽型钢板，所述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槽型钢板，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异形连接钢板与槽型钢板的配合进行连接，所述异形连接钢板与槽型钢板通过矩形锚固件进行固定，所述无粘结预应力筋(31)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(32)进行固定。
2.根据权利要求1所述的装配式混凝土自复位梁柱组合节点连接结构，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自复位梁柱组合节点连接结构，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(31)。
4.根据权利要求1所述的装配式混凝土自复位梁柱组合节点连接结构，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自复位梁柱组合节点连接结构，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(31)。
6.根据权利要求1所述的装配式混凝土自复位梁柱组合节点连接结构，其特征在于，所述槽型钢板包括带槽钢板(18)、若干螺栓孔Ⅱ(19)、槽口(20)和锚固螺栓孔Ⅰ(21)，所述带槽钢板(18)的中部设置有槽口(20)，所述槽口(20)的上下肋两侧带有锚固螺栓孔Ⅰ(21)，所述带槽钢板(18)的两侧设置有若干螺栓孔Ⅱ(19)。
7.根据权利要求6所述的装配式混凝土自复位梁柱组合节点连接结构，其特征在于，所述矩形锚固件包括锚固钢件(28)和若干锚固螺栓孔Ⅱ(29)，所述锚固钢件(28)上设置有若干锚固螺栓孔Ⅱ(29)，锚固螺栓孔Ⅱ(29)的尺寸与槽口(20)两侧的锚固螺栓孔Ⅰ(21)的尺寸相同。
8.根据权利要求7所述的装配式混凝土自复位梁柱组合节点连接结构，其特征在于，所述矩形锚固件设置在槽口(20)的两侧，并通过锚固螺栓(30)穿过锚固螺栓孔Ⅱ(29)和锚固螺栓孔Ⅰ(21)进行固定。
9.根据权利要求1所述的装配式混凝土自复位梁柱组合节点连接结构，其特征在于，所述异形连接钢板包括异形钢板(26)、若干刚度调节孔(27)和两个T型卡接部，所述异形钢板(26)呈凸台形，凸台两端分别设置有T型卡接部，凸台中部上设置有若干刚度调节孔(27)。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的装配式混凝土自复位梁柱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)将槽型钢板远离槽口(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)贯通插入并穿过槽型钢板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)将槽型钢板远离槽口(20)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Ⅱ(19)和梁预留螺栓孔(17)对齐，然后将梁端固定螺栓(24)沿螺栓孔Ⅱ(19)和梁预留螺栓孔(17)由下至上贯通插入并穿过槽型钢板和预制钢筋混凝土梁，梁端固定螺栓(24)在槽型钢板上方伸出的螺杆部分，通过梁端固定螺母(25)拧紧固定；
(4)将带有槽型钢板的预制钢筋混凝土柱和带有槽型钢板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，然后将异形连接钢板的翼缘部分分别插入到梁柱交界上下区域的槽型钢板的槽口(20)内，异形连接钢板腹板与翼缘交界处凹进的部分与槽口(20)两肋凹进的部分彼此平齐；
(5)引导无粘结预应力筋(31)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(31)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(32)固定无粘结预应力筋(31)；
(6)待无粘结预应力筋(31)张拉并锚固完毕后，在梁柱交界上下区域的槽型钢板两侧安装矩形锚固件，然后将锚固螺栓(30)沿锚固螺栓孔Ⅱ(29)和锚固螺栓孔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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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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