CN113323483A - 一种具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构 - Google Patents

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Abstract

一种具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构，包括有对扣卡榫式梁柱节点、上梁柱模块和下梁柱模块，其中，所述上梁柱模块的下端中心和下梁柱模块的上端中心对称形成有能够嵌入所述对扣卡榫式梁柱节点的嵌入口，所述的对扣卡榫式梁柱节点为上下对称结构，所述对扣卡榫式梁柱节点的上部结构嵌入形成在所述上梁柱模块下端中心的嵌入口内，所述对扣卡榫式梁柱节点下部结构嵌入形成在所述下梁柱模块上端中心的嵌入口内，从而使上梁柱模块和下梁柱模块整体构成外观无连接处节点的梁柱结构。本发明中的节点可有效传递竖向力和双向水平力，具有结构简单，安装方便，抗震性能良好，连接处节点隐藏的特点。

Description

一种具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构
技术领域
本发明涉及一种装配式梁柱节点。特别是涉及一种具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构。
背景技术
装配式建筑是指由预制部件通过可靠连接方式建造的建筑。装配式结构具有能源消耗少、质量易控制、施工速度快、施工现场环境好、以及收缩裂缝少等优点，作为目前国内外建筑结构重要的发展方向之一，它不仅有利于我国的建筑工业化发展和生产效率提高，还在很大程度上减少了建筑垃圾。装配式建筑因其构件可批量生产制造，同时具有质量高、工期短、绿色环保、能耗低等众多优点，使其在世界各地迅速发展。装配式混凝土框架结构中，梁-柱节点作为结构中最为关键的结构部分，它在框架中可以实现分配内力、传递弯矩和保证结构整体性好的作用，它的安全可靠对于整个建筑物的正常使用和抗震性能至关重要。在模块建筑的中间节点处出现了“八柱十六梁”的连接节点，连接位置处由于没有焊接的空间，节点如何连接，如何实现其传力简洁、牢固可靠，抗震性能良好是亟待解决的问题。
榫卯结构是由榫头和卯眼组成，是中国古代建筑的重要特征。它能够承担较大的水平荷载，由于允许产生一定的变形，地震作用下能够吸收部分地震能量，减小结构的地震响应。通过自锁结构设计连接坚固稳定，便于现场安装，后期更换维护容易实现。装配式节点中添加橡胶耗能材料，使其具有良好的滞回耗能特性。橡胶能够消耗吸收地震能量，减小结构的地震响应，提高节点抗震性能；采用钢板与橡胶叠合，不仅能够提高节点强度而且保证了节点的稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种连接强度高、抗震性能好的具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构。
本发明所采用的技术方案是：一种具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构，包括有对扣卡榫式梁柱节点、上梁柱模块和下梁柱模块，其中，所述上梁柱模块的下端中心和下梁柱模块的上端中心对称形成有能够嵌入所述对扣卡榫式梁柱节点的嵌入口，所述的对扣卡榫式梁柱节点为上下对称结构，所述对扣卡榫式梁柱节点的上部结构嵌入形成在所述上梁柱模块下端中心的嵌入口内，所述对扣卡榫式梁柱节点下部结构嵌入形成在所述下梁柱模块上端中心的嵌入口内，从而使上梁柱模块和下梁柱模块整体构成外观无连接处节点的梁柱结构。
本发明的一种具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构，组成节点的各构件均可在工厂预制加工完成，现场施工主要以组装为主，施工难度小速度快，施工质量容易保证，节点抗震性能好，结构安全度高。本发明的节点可有效传递竖向力和双向水平力，具有结构简单，安装方便，抗震性能良好，连接处节点隐藏的特点。
附图说明
图1是本发明一种具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构的整体结构示意图；
图2是本发明一种具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构的分体结构示意图；
图3是本发明中梁柱结构的结构示意图；
图4是本发明中上梁柱模块或下梁柱模块的结构示意图；
图5是本发明中对扣卡榫式梁柱节点的整体结构示意图；
图6是本发明中自锁榫件的整体结构示意图；
图7是本发明中上十字形榫头或下十字形榫头的结构示意图；
图8是本发明中十字形支架的结构示意图；
图9是本发明中自锁卯件的结构示意图；
图10是本发明中自锁卯头的结构示意图；
图11是本发明中方形套管的结构示意图；
图12是本发明中在梁柱结构中设置自锁卯头的结构示意图；
图13是本发明中设置有自锁卯件的上梁柱模块和下梁柱模块与自锁榫件结合的分解图；
图14是图13中自锁榫件下部分插入下梁柱模块的结构示意图；
图15是采用本发明具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构构成的梁柱示意图。
图中
1：对扣卡榫式梁柱节点 1.1：自锁榫件
1.1.1：支撑连接板 1.1.2：上十字形榫头
1.1.3：下十字形榫头 1.1.4：第一阶梯形结构
1.2：上自锁卯件组 1.3：下自锁卯件组
1.4：自锁卯件 1.4.1：自锁卯头
1.4.2：方形套管 1a：十字形支架
1a.1：十字形薄钢板 1a.2：橡胶外套
1b：直角榫头 2：上梁柱模块
3：下梁柱模块 4：梁柱结构
4.1：方形管柱 4.2：方形管梁
5：嵌入口 c：卯头底板
d：卯头 d1：第二阶梯形结构
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构做出详细说明。
如图1、图2、图4所示，本发明的一种具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构，包括有对扣卡榫式梁柱节点1、上梁柱模块2和下梁柱模块3，其中，所述上梁柱模块2的下端中心和下梁柱模块3的上端中心对称形成有能够嵌入所述对扣卡榫式梁柱节点1的嵌入口5，所述的对扣卡榫式梁柱节点1为上下对称结构，所述对扣卡榫式梁柱节点1的上部结构嵌入形成在所述上梁柱模块2下端中心的嵌入口5内，所述对扣卡榫式梁柱节点1的下部结构嵌入形成在所述下梁柱模块3上端中心的嵌入口5内，从而使上梁柱模块2和下梁柱模块3整体构成外观无连接处节点的梁柱结构。
如图2、图3所示，所述的上梁柱模块2和下梁柱模块3结构相同，均是由四个结构相同的梁柱结构4对接构成，每个梁柱结构4均包括有一个方形管柱4.1和两个方形管梁4.2，所述方形管柱4.1一个端口的两个相邻的边分别与两个方形管梁4.2一个端口的一个边通过焊接固定相连，两个方形管梁4.2该端口相邻的边通过焊接固定相连，从而使所述的一个方形管柱4.1和两个方形管梁4.2相互形成90度直角的连接结构。
如图3、图4所示，4个所述的梁柱结构4中的4个方形管柱4.1两两并排连接共同构成上梁柱模块2或下梁柱模块3的竖柱，分别连接在4个方形管柱4.1端口处的8个方形管梁4.2两两并排连接共同构成位于竖柱端部的十字形横梁，所述十字形横梁与所述竖柱共同形成的端面中心形成有用于嵌入所述对扣卡榫式梁柱节点1的嵌入口5。
如图5所示，所述的对扣卡榫式梁柱节点1包括有：自锁榫件1.1、上自锁卯件组1.2和下自锁卯件组1.3，所述上自锁卯件组1.2与所述自锁榫件1.1的上部卡扣连接，构成嵌入所述的上梁柱模块2的下端面中心的嵌入口5内的对扣卡榫式梁柱节点1的上部结构，所述下自锁卯件组1.3与所述自锁榫件1.1的下部卡扣连接，构成嵌入所述下梁柱模块3的上端面中心的嵌入口5内的对扣卡榫式梁柱节点1的下部结构。
如图6所示，所述的自锁榫件1.1包括有：支撑连接板1.1.1，两两并排固定在所述支撑连接板1.1.1上端面上的4个结构相同的用于与所述上自锁卯件组1.2进行卡扣连接的上十字形榫头1.1.2，以及两两并排固定在所述支撑连接板1.1.1下端面上的4个结构相同的用于与所述下自锁卯件组1.3进行卡扣连接的下十字形榫头1.1.3。
如图7所示，所述的上十字形榫头1.1.2和下十字形榫头1.1.3结构相同，均包括有十字形支架1a和分别嵌入的连接在所述十字形支架1a的4个直角夹角内的用于与所述上自锁卯件组1.2或下自锁卯件组1.3进行卡扣的4个直角榫头1b。
如图8所示，所述的十字形支架1a是由十字形薄钢板1a.1和包在所述十字形薄钢板1a.1外侧的橡胶外套1a.2。在十字形薄钢板1a.1外侧包有橡胶外套1a.2是为了防止十字形薄钢板1a.1生锈。将炼制好的橡胶外套1a.2套在双面涂胶的十字形薄钢板1a.1的外侧，在高温条件下硫化粘合成型，形成十字形支架1a；工程上可以通过调整十字形薄钢板1a.1和橡胶外套1a.2的厚度来满足其对水平刚度和变形的要求。
如图9、图10、图11所示，所述的上自锁卯件组1.2和下自锁卯件组1.3结构相同，均是由4个结构相同的用于与自锁榫件1.1中的四个上十字形榫头1.1.2或4个下十字形榫头1.1.3对应卡扣的自锁卯件1.4构成，每个自锁卯件1.4又均是由一个自锁卯头1.4.1和一个套在所述自锁卯头1.4.1外侧的方形套管1.4.2组成，所述的自锁卯头1.4.1是由卯头底板c和分别固定设置在所述卯头底板c上端面上的四个端角处的用于与自锁榫件1.1中的一个上十字形榫头1.1.2或一个下十字形榫头1.1.3相卡扣的4个卯头d构成；当所述的上自锁卯件组1.2和下自锁卯件组1.3对应嵌入在形成于所述上梁柱模块2和下梁柱模块3上的嵌入口5内后，所述的卯头底板c的下端面与所述的嵌入口5通过焊接固定连接。
如图7、图10所示，所述自锁榫件1.1中的上十字形榫头1.1.2或下十字形榫头1.1.3在与所述的卯头d相卡扣的面上形成有第一阶梯形结构1.1.4，所述卯头d在与十字形榫头1.1.2或下十字形榫头1.1.3相卡扣的面上形成有能够与第一阶梯形结构1.1.4相互嵌入吻合的第二阶梯形结构d1。
如图12、图13、图14所示，上梁柱模块2、对扣卡榫式梁柱节点1、下梁柱模块3在施工现场组装过程中，首先将对扣卡榫式梁柱节点1下部分插入下梁柱模块3的嵌入口5中，由于十字形支架1a具有一定的压缩性，可以提供对扣卡榫式梁柱节点1下部分向内伸缩，待对扣卡榫式梁柱节点1下部分全部插入下梁柱模块3的嵌入口5中之后，对扣卡榫式梁柱节点1下部分自动复位，此时扣卡榫式梁柱节点1下部分与下梁柱模块3自动锁紧。然后将上梁柱模块2吊装到安装位置，在外力及重力的作用下，扣卡榫式梁柱节点1上部分全部插入上梁柱模块2的嵌入口5中，上梁柱模块2和安装完毕，如图1所示。如图14所示，为采用本发明具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构构成的梁柱。

Claims (9)

1.一种具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构，其特征在于，包括有对扣卡榫式梁柱节点(1)、上梁柱模块(2)和下梁柱模块(3)，其中，所述上梁柱模块(2)的下端中心和下梁柱模块(3)的上端中心对称形成有能够嵌入所述对扣卡榫式梁柱节点(1)的嵌入口(5)，所述的对扣卡榫式梁柱节点(1)为上下对称结构，所述对扣卡榫式梁柱节点(1)的上部结构嵌入形成在所述上梁柱模块(2)下端中心的嵌入口(5)内，所述对扣卡榫式梁柱节点(1)的下部结构嵌入形成在所述下梁柱模块(3)上端中心的嵌入口(5)内，从而使上梁柱模块(2)和下梁柱模块(3)整体构成外观无连接处节点的梁柱结构。
2.根据权利要求1所述的具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构，其特征在于，所述的上梁柱模块(2)和下梁柱模块(3)结构相同，均是由四个结构相同的梁柱结构(4)对接构成，每个梁柱结构(4)均包括有一个方形管柱(4.1)和两个方形管梁(4.2)，所述方形管柱(4.1)一个端口的两个相邻的边分别与两个方形管梁(4.2)一个端口的一个边通过焊接固定相连，两个方形管梁(4.2)该端口相邻的边通过焊接固定相连，从而使所述的一个方形管柱(4.1)和两个方形管梁(4.2)相互形成90度直角的连接结构。
3.根据权利要求2所述的具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构，其特征在于，4个所述的梁柱结构(4)中的4个方形管柱(4.1)两两并排连接共同构成上梁柱模块(2)或下梁柱模块(3)的竖柱，分别连接在4个方形管柱(4.1)端口处的8个方形管梁(4.2)两两并排连接共同构成位于竖柱端部的十字形横梁，所述十字形横梁与所述竖柱共同形成的端面中心形成有用于嵌入所述对扣卡榫式梁柱节点(1)的嵌入口(5)。
4.根据权利要求1所述的具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构，其特征在于，所述的对扣卡榫式梁柱节点(1)包括有：自锁榫件(1.1)、上自锁卯件组(1.2)和下自锁卯件组(1.3)，所述上自锁卯件组(1.2)与所述自锁榫件(1.1)的上部卡扣连接，构成嵌入所述的上梁柱模块(2)的下端面中心的嵌入口(5)内的对扣卡榫式梁柱节点(1)的上部结构，所述下自锁卯件组(1.3)与所述自锁榫件(1.1)的下部卡扣连接，构成嵌入所述下梁柱模块(3)的上端面中心的嵌入口(5)内的对扣卡榫式梁柱节点(1)的下部结构。
5.根据权利要求4所述的具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构，其特征在于，所述的自锁榫件(1.1)包括有：支撑连接板(1.1.1)，两两并排固定在所述支撑连接板(1.1.1)上端面上的4个结构相同的用于与所述上自锁卯件组(1.2)进行卡扣连接的上十字形榫头(1.1.2)，以及两两并排固定在所述支撑连接板(1.1.1)与端面上的4个结构相同的用于与所述下自锁卯件组(1.3)进行卡扣连接的下十字形榫头(1.1.3)。
6.根据权利要求5所述的具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构，其特征在于，所述的上十字形榫头(1.1.2)和下十字形榫头(1.1.3)结构相同，均包括有十字形支架(1a)和分别嵌入的连接在所述十字形支架(1a)的4个直角夹角内的用于与所述上自锁卯件组(1.2)或下自锁卯件组(1.3)进行卡扣的4个直角榫头(1b)。
7.根据权利要求6所述的具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构，其特征在于，所述的十字形支架(1a)是由十字形薄钢板(1a.1)和包在所述十字形薄钢板(1a.1)外侧的橡胶外套(1a.2)。
8.根据权利要求4所述的具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构，其特征在于，所述的上自锁卯件组(1.2)和下自锁卯件组(1.3)结构相同，均是由4个结构相同的用于与自锁榫件(1.1)中的四个上十字形榫头(1.1.2)或4个下十字形榫头(1.1.3)对应卡扣的自锁卯件(1.4)构成，每个自锁卯件(1.4)又均是由一个自锁卯头(1.4.1)和一个套在所述自锁卯头(1.4.1)外侧的方形套管(1.4.2)组成，所述的自锁卯头(1.4.1)是由卯头底板(c)和分别固定设置在所述卯头底板(c)上端面上的四个端角处的用于与自锁榫件(1.1)中的一个上十字形榫头(1.1.2)或一个下十字形榫头(1.1.3)相卡扣的4个卯头(d)构成；当所述的上自锁卯件组(1.2)和下自锁卯件组(1.3)对应嵌入在形成于所述上梁柱模块(2)和下梁柱模块(3)上的嵌入口(5)内后，所述的卯头底板(c)的下端面与所述的嵌入口(5)通过焊接固定连接。
9.根据权利要求8所述的具有十字形对扣卡榫式耗能梁柱节点的梁柱结构，其特征在于，所述自锁榫件(1.1)中的上十字形榫头(1.1.2)或下十字形榫头(1.1.3)在与所述的卯头(d)相卡扣的面上形成有第一阶梯形结构(1.1.4)，所述卯头(d)在与十字形榫头(1.1.2)或下十字形榫头(1.1.3)相卡扣的面上形成有能够与第一阶梯形结构(1.1.4)相互嵌入吻合的第二阶梯形结构(d1)。
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