CN113529946B - 一种基于u型板的梁柱耗能连接件及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于U型板的梁柱耗能连接件及其施工方法，包括柱侧端板，柱侧端板与梁侧端板竖向平行设置在梁柱节点处，连接型钢固定设置在柱侧端板与梁侧端板之间，梁侧端板通过预应力筋与预制梁的梁端固定；两个耗能单元对称设置在连接型钢的上下两侧，耗能单元的一端与柱侧端板固定连接，另一端与预制梁的梁端固定连接；耗能单元中的柱侧连接板与梁侧连接板竖向平行设置，并分别与柱侧端板及预制梁的梁端固定连接，U型板设置在柱侧连接板与梁侧连接板之间；本发明利用U型板的塑性变形进行耗能，通过节点的屈服耗能，起到减振的效果；梁侧端板通过预应力筋与预制梁固定，在预应力的作用下，能够减少残余变形，有效提高了结构的抗震性能。

Description

一种基于U型板的梁柱耗能连接件及其施工方法
技术领域
本发明属于装配式建筑技术领域，特别涉及一种基于U型板的梁柱耗能连接件及其施工方法。
背景技术
随着装配式建筑的快速发展，干式连接技术由于其不需要现场进行大量湿作业，满足装配式建筑绿色环保，节能高效的发展理念，得到了广泛关注；预制梁柱相连的部位称为节点核心区，是主体结构受力的关键部位，在结构中处于弯矩、剪力及轴力复合作用的受力状态。
目前，大多采用对节点部分构件进行削弱来控制地震时塑性铰发生在梁端位置，通过塑性铰来耗散地震力，防止立柱破坏影响整体结构的安全，以满足强柱弱梁的设计理念；但现有的梁柱节点的耗能能力较差，结构复杂，震后自复位能力较差的技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种基于U型板的梁柱耗能连接件及其施工方法，以解决现有的梁柱节点震后自复位能力及耗能能力较弱的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明提供了一种基于U型板的梁柱耗能连接件，所述梁柱耗能连接件设置在预制柱与预制梁的连接节点处；所述梁柱耗能连接件包括柱侧端板、两个耗能单元、梁侧端板及连接型钢；柱侧端板与梁侧端板竖向平行设置在梁柱节点处，连接型钢固定设置在柱侧端板与梁侧端板之间；梁侧端板通过预应力筋与预制梁的梁端固定；两个耗能单元对称设置在连接型钢的上下两侧，耗能单元的一端与柱侧端板固定连接，另一端与预制梁的梁端固定连接；
耗能单元包括第一型钢、柱侧连接板、U型板、梁侧连接板及第二型钢；柱侧连接板与梁侧连接板竖向平行设置，柱侧连接板的通过第一型钢与柱侧端板固定连接，梁侧连接板通过第二型钢与预制梁的梁端固定连接，U型板设置在柱侧连接板与梁侧连接板之间，U型板的开口方向远离预制梁的水平轴线设置；U型板的一端通过螺栓与柱侧连接板固定连接，另一端通过螺栓与梁侧连接板固定连接。
进一步的，预制梁的梁端上下对称设置有耗能件安装槽，两个耗能单元中的第二型钢设置在耗能件安装槽中，并与耗能件安装槽的竖直面固定；
耗能件安装槽的竖直面设置有梁端预埋板，梁端预埋板的一侧与第二型钢固定，另一侧与预制梁中的梁内纵筋固定连接。
进一步的，预制梁的梁端均匀设置有预应力筋孔，预应力筋的一端穿插固定在预应力筋孔中，另一端贯穿梁侧端板后通过螺栓锚固在梁侧端板上。
进一步的，梁侧端板与预制梁之间还设置有抗剪件，预制梁的梁端中心处设置有抗剪件预留孔，抗剪件的一端与梁侧端板的中心固定，另一端穿插在抗剪件预留孔中。
进一步的，还包括柱侧加强板；柱侧加强板设置在预制柱的侧壁上，并与柱侧端板竖向平行且对称设置；柱侧加强板与柱侧端板之间通过高强螺栓杆固定连接在一起；
其中，高强螺栓杆水平贯穿设置在预制柱中，高强螺栓杆的一端与柱侧加强板固定连接，另一端与柱侧端板固定连接。
进一步的，柱侧加强板和/或柱侧端板与预制柱的侧壁之间采用灌浆层充填密实。
进一步的，连接型钢采用变截面工字型钢，变截面工字型钢的腹板竖向设置；变截面工字型钢的小截面端与柱侧端板焊接固定，大截面端与梁侧端板焊接固定。
进一步的，第一型钢和第二型钢均采用工字钢，工字钢的腹板竖向设置，且沿预制梁的轴线设置。
进一步的，耗能单元中的U型板在预制梁的宽度方向上对称设置。
本发明还提供了一种基于U型板的梁柱耗能连接件的施工方法，包括以下步骤：
利用连接型钢将柱侧端板及梁侧端板固定连接在一起，形成连接件主体；
将第一型钢的一端固定安装在连接件主体上，并将柱侧连接板固定安装在第一型钢的另一端；
将第二型钢的一端固定安装在预制梁的梁端，并将梁侧连接板固定安装在第二型钢的另一端；
通过预应力筋将梁侧端板与预制梁的梁端固定连接，以使连接件主体与预制梁的固连；
吊装带有连接件主体的预制梁至预制柱的预设安装位置；
采用螺栓将U型板固定在柱侧连接板与柱侧连接板之间，并将柱侧端板与预制柱固定连接，即所述梁柱耗能连接件施工完成。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种基于U型板的梁柱耗能连接件及其施工方法，利用连接型钢将柱侧端板与梁侧端板固定形成连接件主体，在连接型钢的上下两侧分别设置耗能单元；其中，耗能单元中设置U型板，利用U型板的塑性变形进行耗能，实现将结构的塑性铰有效控制在梁柱节点处，通过节点的屈服耗能，起到减振的效果；同时，梁侧端板通过预应力筋与预制梁固定，在预应力的作用下，能够使预制构件在震后尽可能恢复到初始状态，自复位能力较好，减少残余变形，有效提高了结构的抗震性能，延长了建筑结构的使用寿命；U型板与梁柱侧的连接板均采用螺栓固定，便于震后修复或更换。
进一步的，在预制梁的梁端设置耗能件安装槽，并将耗能单元中的第二型钢通过梁端预埋板与预制梁固定连接，通过设置耗能件安装槽，为预制梁的梁端提供了较大的转动空间，以使耗能单元中的U型板在地震作用下能够充分变形，实现能量的耗散；同时，避免了预制梁的梁端混凝土因应力集中被压碎导致的抗弯能力下降，有效提高了梁柱耗能连接件的耗能能力，进而提高了结构的抗震性能。
进一步的，通过将预应力筋锚固在预制梁的梁端，并将预应力筋与梁端端板锚固，能够实现在预制工厂完成对预应力筋的张拉，最大限度的保证了构件的自复位能力，能够适用不同位置的节点施工。
进一步的，通过在梁侧端板与预制梁之间设置抗剪件，抗剪件能够有效分担预应力筋承担的剪力和弯矩，减弱了构件变形产生的应力损失，增强了预制梁的抗剪能力及自复位效果。
进一步的，通过在预制柱的侧壁上设置柱侧加强板，柱侧加强板与柱侧端板通过高强螺栓杆固定连接，利用高强螺栓杆连接梁柱，满足“强节点，弱构件”的设计理念，实现将塑性铰控制在节点位置，通过节点处的耗能连接件的屈服耗能，达到减振的效果；同时，便于震后更换或修复。
进一步的，柱侧加强板和/或柱侧端板与预制柱的侧壁之间采用灌浆层充填密实，避免了由于预制柱由于预制精度的限度，导致柱侧端板或柱侧加强板的安装精度降低，起到对柱侧端板或柱侧加强板的校直作用；同时，灌浆层能够对高强螺栓杆起到粘结作用，减少了高强螺栓杆的拉力，延缓了柱侧端板的破坏；采用了高强螺栓杆与灌浆料连接的节点不同于一般的采用端板螺栓的半刚性连接，节点刚性更强，传力更加可靠。
进一步的，连接型钢采用变截面工字型钢，削减梁柱节点端头的刚度，确保了地震作用下，耗能连接件的变形更加充分，有效提高了耗能连接件的耗能能力；同时，采用变截面工字型钢，为耗能连接件的安装预留更多的操作空间，有效降低的安装难度。
附图说明
图1为本发明所述的梁柱耗能连接件与预制梁的连接结构示意图；
图2为本发明所述的梁柱耗能连接件中的耗能单元结构示意图；
图3为本发明所述的梁柱耗能连接件的整体装配示意图。
其中，1预制柱，2预制梁，3柱侧端板，4耗能单元，5梁侧端板，6连接型钢，7抗剪件，8预应力筋，9柱侧加强板，10灌浆层；101高强螺栓杆；201梁内纵筋，202耗能件安装槽，203预应力筋孔，204抗剪件预留孔；401第一型钢，402柱侧连接板，403U型板，404梁侧连接板，405第二型钢，406梁端预埋板，407高强螺栓。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如附图1-3所示，本发明提供了一种基于U型板的梁柱耗能连接件，所述梁柱耗能连接件设置在预制柱1与预制梁2的连接节点处；所述梁柱耗能连接件包括柱侧端板3、两个耗能单元4、梁侧端板5、连接型钢6、抗剪件7、预应力筋8及柱侧加强板9。
柱侧端板3与梁侧端板5竖向平行设置在梁柱节点处，柱侧端板3与梁侧端板5间隔设置；连接型钢6固定设置在柱侧端板3与梁侧端板5之间；其中，柱侧端板3的一侧与预制柱1的侧壁固定连接，柱侧端板3的另一侧与连接型钢6的一端连接；连接型钢6的另一端与梁侧端板5的一侧固定连接，梁侧端板5的另一侧与预制梁2的梁端固定连接。
连接型钢6采用变截面工字型钢，变截面工字型钢的腹板竖向设置；变截面工字型钢的小截面端与柱侧端板3焊接固定，变截面工字型钢的大截面端与梁侧端板5焊接固定；本发明中，连接型钢6采用变截面工字型钢，削减梁柱节点端头的刚度，确保了地震作用下，耗能连接件的变形更加充分，有效提高了耗能连接件的耗能能力；同时，采用变截面工字型钢，为耗能连接件的安装预留更多的操作空间，有效降低的安装难度
两个耗能单元4对称设置在连接型钢6的上下两侧，耗能单元4的一端与柱侧端板3固定连接，另一端与预制梁2的梁端固定连接；耗能单元4包括第一型钢401、柱侧连接板402、U型板403、梁侧连接板404、第二型钢405及梁端预埋端板406。
柱侧连接板402与梁侧连接板404竖向平行设置，柱侧连接板402通过第一型钢401与柱侧端板3固定连接，梁侧连接板404通过第二型钢405与预制梁2的梁端固定连接，U型板403设置在柱侧连接板402与梁侧连接板404之间，U型板403的开口方向远离预制梁2的水平轴线设置。
其中，第一型钢401的一端与柱侧端板3焊接固定，另一端与柱侧连接板402的一侧焊接固定；柱侧连接板402的另一侧与U型板403的一端通过高强螺栓407固定连接；U型板403的另一端通过高强螺栓407与梁侧连接板404的一侧固定连接，梁侧连接板404的另一侧与第二型钢405的一端焊接固定，第二型钢405的另一端与预制梁2的梁端固定连接。
本发明中，第一型钢401和第二型钢405均采用工字钢，工字钢的腹板竖向设置，且与预制梁2的轴线方向平行；每个耗能单元4中，第一型钢401、第二型钢405及U型板403的个数均为两个；其中，两个第一型钢401在预制梁2的宽度方向上对称设置，两个第二型钢405在预制梁2的宽度方向上对称设置，两个U型板403在预制梁2的宽度方向上对称设置；并且，其中一个第一型钢和其中一个第二型钢分别位于其中一个U型板的两侧，另一个第一型钢和另一个第二型钢分别位于另一个U型板的两侧。
预制梁2的梁端上下对称设置有耗能件安装槽202，两个耗能单元4中的第二型钢405设置在耗能件安装槽202中，并与耗能件安装槽202的竖直面固定。
耗能件安装槽202的竖直面设置有梁端预埋板406，第二型钢405通过梁端预埋板406与预制梁2的梁端固定连接；梁端预埋板406的一侧与第二型钢405焊接固定，梁端预埋板406的另一侧与预制梁2中的梁内纵筋201焊接固定；优选的，梁内纵筋201采用墩头形式垂直焊接在梁端预埋板406上。
本发明中，通过在预制梁的梁端设置耗能件安装槽，并将耗能件单元中的第二型钢通过梁端预埋板与预制梁固定连接，通过设置耗能件安装槽，为预制梁的梁端提供了较大的转动空间，以使耗能单元中的U型板在地震作用下能够充分变形，实现能量的耗散；同时，避免了预制梁的梁端混凝土因应力集中被压碎导致的抗弯能力下降，有效提高了梁柱耗能连接件的耗能能力，进而提高了结构的抗震性能。
预制梁2的梁端均匀设置有若干预应力筋孔203，每个预应力筋孔203中穿设有预应力筋8；梁侧端板5通过预应力筋8与预制梁2的梁端固定，预应力筋8的一端穿插固定在预应力筋孔203中，另一端贯穿梁侧端板5后通过螺栓锚固在梁侧端板5上；通过将预应力筋锚固在预制梁的梁端，并将预应力筋与梁端端板锚固，能够实现在预制工厂完成对预应力筋的张拉，最大限度的保证了构件的自复位能力，能够适用不同位置的节点施工。
梁侧端板5与预制梁2之间还设置有抗剪件7，预制梁2的梁端中心处设置有抗剪件预留孔204，抗剪件7的一端与梁侧端板5的中心焊接固定，另一端穿插在抗剪件预留孔204中；优选的，抗剪件7为工字钢抗剪件，工字钢抗剪件与预制梁2同轴线设置，且工字钢抗剪件的腹板竖向设置；通过在梁侧端板与预制梁之间设置抗剪件，抗剪件能够有效分担预应力筋承担的剪力和弯矩，减弱了构件变形产生的应力损失，增强了预制梁的抗剪能力及自复位效果。
柱侧加强板9设置在预制柱1的侧壁上，柱侧加强板9位于远离预制梁2的一侧设置，并与柱侧端板3竖向平行且对称设置；柱侧加强板9与柱侧端板3之间通过高强螺栓杆101固定连接在一起；其中，高强螺栓杆101水平贯穿设置在预制柱1中，高强螺栓杆101的一端通过螺栓与柱侧加强板9固定连接，高强螺栓杆101的另一端通过螺栓与柱侧端板3固定连接；通过在预制柱的侧壁上设置柱侧加强板，柱侧加强板与柱侧端板通过高强螺栓杆固定连接，利用高强螺栓杆连接梁柱，当发生大震时，能够满足“强节点，弱构件”的设计理念；将塑性铰控制在节点位置，通过节点处的耗能连接件的屈服耗能，达到减振的效果；同时，便于震后更换或修复。
本发明中，柱侧加强板9与预制柱1的侧壁之间设置有灌浆层10，柱侧端板3与预制柱1的侧壁之间设置灌浆层10；通过在柱侧加强板或柱侧端板3与预制柱1的侧壁之间采用高强灌浆料灌注形成灌浆层10；柱侧加强板和/或柱侧端板与预制柱的侧壁之间采用灌浆层充填密实，避免了由于预制柱由于预制精度的限度，导致柱侧端板或柱侧加强板的安装精度降低，起到对柱侧端板或柱侧加强板的校直作用；同时，灌浆层能够对高强螺栓杆起到粘结作用，减少了高强螺栓杆的拉力，延缓了柱侧端板的破坏；采用了高强螺栓杆与灌浆料连接的节点不同于一般的采用端板螺栓的半刚性连接，节点刚性更强，传力更加可靠。
本发明所述的一种基于U型板的梁柱耗能连接件的施工方法，包括以下步骤：
步骤1、利用连接型钢将柱侧端板及梁侧端板固定连接在一起，形成连接件主体；
步骤2、将第一型钢的一端固定安装在连接件主体上，并将柱侧连接板固定安装在第一型钢的另一端；
步骤3、将第二型钢的一端固定安装在预制梁的梁端，并将梁侧连接板固定安装在第二型钢的另一端；
步骤4、利用预应力筋，将梁侧端板与预制梁的梁端固定连接，以使连接件主体与预制梁的固连；
步骤5、吊装带有连接件主体的预制梁至预设安装位置；
步骤6、采用螺栓将U型板固定在柱侧连接板与柱侧连接板之间，并将柱侧端板与预制柱固定连接，即所述梁柱耗能连接件施工完成。
以下对本发明所述的梁柱耗能连接件的施工过程进行详细说明。
本发明所述的梁柱耗能连接件，施工时，首先，将变截面工字型钢、柱侧端板和梁侧端板进行焊接组成连接件主体；将第一型钢与连接件主体进行焊接，并将柱侧连接板与第一型钢焊接。
然后，将梁侧连接板、梁端预埋板及第二型钢焊接固定在一起。
之后，将梁端预埋板与梁内纵筋采用墩头形式垂直焊接在梁端预埋板上，埋入预制梁的梁端顶部和底部的耗能件安装槽中，通过在预制梁的梁端设置耗能件安装槽，能够使梁端在地震作用下产生更大的转角，让耗能件充分发挥作用。
接着，将抗剪件插入梁端的抗剪件预留孔中，将预应力筋先后插入梁侧端板的预留孔及梁端的预应力筋孔中，利用预应力筋对梁侧端板进行锚固，并通过抗剪件能够分担预应力筋承担的剪力和弯矩，有效减弱了构建变形带来的应力损失，增强了预制梁的抗剪能力和自复位效果；将耗能件的U型板通过高强螺栓固定在梁侧连接板与柱侧连接板之间，通过耗能板的变形耗散能量。
最后，将组装完成的带节点预制梁吊装在预制柱相应位置通过螺栓来对梁柱进行进行连接。
本发明所述的基于U型板的梁柱耗能连接件，以期满足建筑设计和施工的需求，在耗能单元中设置U型板作为耗能件，地震荷载作用下能够耗散大量能量；通过在梁侧端板与预制梁之间设置预应力筋，利用预应力的作用，达到震后恢复到初始状态的目的，实现可能换且自复位功能的装配式混凝土框架耗能连接件，以实现预制梁柱的连接。
本发明中，预制柱采用预制混凝土柱，预制混凝土柱的梁柱节点位置处设置有螺栓通孔，用于高强螺栓杆贯穿，以连接预制混凝土柱两侧壁的柱侧端板与柱侧加强板；预制梁采用预制混凝土梁，预制混凝土梁靠近预制柱一端的梁端顶部及底部，分别设置耗能件安装槽；采用在耗能件安装槽的竖直面上设置梁端预埋板，利用梁端预埋板与耗能单元中的第二型钢连接，实现与梁柱耗能连接件相连；优选的，预制梁的梁端面还设置有四个沿预制混凝土梁轴向延伸的预应力筋孔，每根预应力筋穿过预应力筋孔后与梁侧端板固定连接，预制梁的梁端面中心设置有抗剪件预留孔，抗剪件预留孔为方形开口结构，用于安装抗剪件。
本发明中，柱侧端板、变截面工字型钢、梁侧端板及抗剪件焊接固定在一起，形成连接件主体结构；柱侧端板通过高强螺栓杆与柱侧加强板和预制混凝土柱固定连接在一起；耗能单元的一端与设置在预制梁梁端的耗能件安装槽中，通过梁端预埋板与预制梁连接；耗能单元的另一端与连接件主体结构焊接，耗能单元的中部为U形板作为耗能件，U型板的梁端通过螺栓固定。
本发明通过在预制梁柱之间设置耗能连接件，实现采用高强螺栓杆连接梁柱，当发生大震时，能够满足“强节点，弱构件”的设计理念，将塑性铰的发生控制在节点位置，通过节点的耗能屈服，达到减震的效果；同时，便于震后的修复与更换；将预应力筋锚固在节点上，区别于传统的直接锚固在预制柱上的方式，能够同时适用于各个位置的节点，因为施工现场环境复杂，在现场对于预应力筋进行张拉经常受到影响，而本发明可以在预制工厂完成预应力筋的张拉，最大限度地保证了构件的自复位能力。
本发明中，U型板作为耗能件，耗能连接件的制作钢材具有优良的耗能性能；其在小震过程中能够提供足够的承载力以保证主体结构的安全，在大震过程中，能够充分发挥其延性进行耗能，使重要结构所受的地震能量减少从而最大限度地保证主体结构的安全；由于节点核心区或柱端过早破坏都会影响整体结构的安全；将U型板作为耗能元件，其耗能性能稳定，疲劳性能优良，且耗能能力不会受到加载速度和周围环境温度的影响，其已具有较为完备的力学模型，对实现损伤的位置与时机可控具有较大优势，能够保证节点在小震与风震作用下具有足够刚度，大震作用下能够有效耗能。
本发明所述的基于U型板的梁柱耗能连接件，可有效提高钢筋混凝土结构的抗剪承载力和抵抗残余变形的能力，在地震发生后仍能保持良好的自复位能力，对结构抗震和延长建筑使用寿命更加有利；通过设置耗能件安装槽，使该节点可以完全隐藏于建筑完成面之下，对建筑之后的施工与结构的美观度都不会造成影响。
上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (10)

1.一种基于U型板的梁柱耗能连接件，其特征在于，所述梁柱耗能连接件设置在预制柱(1)与预制梁(2)的连接节点处；所述梁柱耗能连接件包括柱侧端板(3)、两个耗能单元(4)、梁侧端板(5)及连接型钢(6)；柱侧端板(3)与梁侧端板(5)竖向平行设置在梁柱节点处，连接型钢(6)固定设置在柱侧端板(3)与梁侧端板(5)之间；梁侧端板(5)通过预应力筋(8)与预制梁(2)的梁端固定；两个耗能单元(4)对称设置在连接型钢(6)的上下两侧，耗能单元(4)的一端与柱侧端板(3)固定连接，另一端与预制梁(2)的梁端固定连接；
耗能单元(4)包括第一型钢(401)、柱侧连接板(402)、U型板(403)、梁侧连接板(404)及第二型钢(405)；柱侧连接板(402)与梁侧连接板(404)竖向平行设置，柱侧连接板(402)的通过第一型钢(401)与柱侧端板(3)固定连接，梁侧连接板(404)通过第二型钢(405)与预制梁(2)的梁端固定连接，U型板(403)设置在柱侧连接板(402)与梁侧连接板(404)之间，U型板(403)的开口方向远离预制梁(2)的水平轴线设置；U型板(403)的一端通过螺栓与柱侧连接板(402)固定连接，另一端通过螺栓与梁侧连接板(404)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于U型板的梁柱耗能连接件，其特征在于，预制梁(2)的梁端上下对称设置有耗能件安装槽(202)，两个耗能单元(4)中的第二型钢(405)设置在耗能件安装槽(202)中，并与耗能件安装槽(202)的竖直面固定；
耗能件安装槽(202)的竖直面设置有梁端预埋板(406)，梁端预埋板(406)的一侧与第二型钢(405)固定，另一侧与预制梁(2)中的梁内纵筋(201)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于U型板的梁柱耗能连接件，其特征在于，预制梁(2)的梁端均匀设置有预应力筋孔(203)，预应力筋(8)的一端穿插固定在预应力筋孔(203)中，另一端贯穿梁侧端板(5)后通过螺栓锚固在梁侧端板(5)上。
4.根据权利要求1所述的一种基于U型板的梁柱耗能连接件，其特征在于，梁侧端板(5)与预制梁(2)之间还设置有抗剪件(7)，预制梁(2)的梁端中心处设置有抗剪件预留孔(204)，抗剪件(7)的一端与梁侧端板(5)的中心固定，另一端穿插在抗剪件预留孔(204)中。
5.根据权利要求1所述的一种基于U型板的梁柱耗能连接件，其特征在于，还包括柱侧加强板(9)；柱侧加强板(9)设置在预制柱(1)的侧壁上，并与柱侧端板(3)竖向平行且对称设置；柱侧加强板(9)与柱侧端板(3)之间通过高强螺栓杆(101)固定连接在一起；
其中，高强螺栓杆(101)水平贯穿设置在预制柱(1)中，高强螺栓杆(101)的一端与柱侧加强板(9)固定连接，另一端与柱侧端板(3)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于U型板的梁柱耗能连接件，其特征在于，柱侧加强板(9)和/或柱侧端板(3)与预制柱(1)的侧壁之间采用灌浆层(10)充填密实。
7.根据权利要求1所述的一种基于U型板的梁柱耗能连接件，其特征在于，连接型钢(6)采用变截面工字型钢，变截面工字型钢的腹板竖向设置；变截面工字型钢的小截面端与柱侧端板(3)焊接固定，大截面端与梁侧端板(5)焊接固定。
8.根据权利要求1所述的一种基于U型板的梁柱耗能连接件，其特征在于，第一型钢(401)和第二型钢(405)均采用工字钢，工字钢的腹板竖向设置，且沿预制梁(2)的轴线设置。
9.根据权利要求1所述的一种基于U型板的梁柱耗能连接件，其特征在于，耗能单元(4)中的U型板(403)在预制梁(2)的宽度方向上对称设置。
10.如权利要求1-9任意一项所述的一种基于U型板的梁柱耗能连接件的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用连接型钢将柱侧端板及梁侧端板固定连接在一起，形成连接件主体；
将第一型钢的一端固定安装在连接件主体上，并将柱侧连接板固定安装在第一型钢的另一端；
将第二型钢的一端固定安装在预制梁的梁端，并将梁侧连接板固定安装在第二型钢的另一端；
通过预应力筋将梁侧端板与预制梁的梁端固定连接，以使连接件主体与预制梁的固连；
吊装带有连接件主体的预制梁至预制柱的预设安装位置；
采用螺栓将U型板固定在柱侧连接板与梁 侧连接板之间，并将柱侧端板与预制柱固定连接，即所述梁柱耗能连接件施工完成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114960935B (zh) * 2022-01-13 2023-07-21 甘肃农业大学 一种震后功能可恢复pc框架梁-柱连接节点
CN114753696B (zh) * 2022-04-18 2024-05-28 河南工业大学 一种基于模块化耗能连接的装配式自复位混凝土框架节点

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107905363A (zh) * 2017-11-13 2018-04-13 湖南大学 一种基于耗能件与抗剪件的全装配式混凝土梁柱连接器及梁柱连接方法
CN108571071A (zh) * 2018-07-11 2018-09-25 上海应用技术大学 装配式预应力混凝土梁柱连接节点及施工方法
CN109653393A (zh) * 2019-01-16 2019-04-19 西安建筑科技大学 一种u型钢板耗能连接件
CN110359554A (zh) * 2019-07-31 2019-10-22 西安建筑科技大学 一种装配式框架结构梁柱耗能连接键
KR20200090524A (ko) * 2019-01-21 2020-07-29 구자혁 내진설계에 적합한 철골 기둥 및 보의 결합 구조물
CN211690817U (zh) * 2020-02-17 2020-10-16 西安建筑科技大学 一种梁柱连接件及梁柱框架
CN112049243A (zh) * 2020-10-19 2020-12-08 兰州理工大学 设置过渡连接件的自复位钢框架梁柱连接节点及施工方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107905363A (zh) * 2017-11-13 2018-04-13 湖南大学 一种基于耗能件与抗剪件的全装配式混凝土梁柱连接器及梁柱连接方法
CN108571071A (zh) * 2018-07-11 2018-09-25 上海应用技术大学 装配式预应力混凝土梁柱连接节点及施工方法
CN109653393A (zh) * 2019-01-16 2019-04-19 西安建筑科技大学 一种u型钢板耗能连接件
KR20200090524A (ko) * 2019-01-21 2020-07-29 구자혁 내진설계에 적합한 철골 기둥 및 보의 결합 구조물
CN110359554A (zh) * 2019-07-31 2019-10-22 西安建筑科技大学 一种装配式框架结构梁柱耗能连接键
CN211690817U (zh) * 2020-02-17 2020-10-16 西安建筑科技大学 一种梁柱连接件及梁柱框架
CN112049243A (zh) * 2020-10-19 2020-12-08 兰州理工大学 设置过渡连接件的自复位钢框架梁柱连接节点及施工方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
利用角钢塑性耗能的自复位梁柱连接节点抗震性能研究;闫二伟等;《苏州科技学院学报（工程技术版）》;20120915;第25卷(第3期);第33-36页 *

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