CN114182840A - 一种适用于建筑结构抗震节点的大变形锚固装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用于建筑结构抗震节点的大变形锚固装置，大变形锚固装置包括两个及以上的锚固单元；锚固单元包括锚固钢筋、NPR套管与限位器；NPR套管与限位器均为圆筒形结构；限位器套设在NPR套管上；锚固钢筋一部分安装于NPR套管中，另一部分悬伸于NPR套管的外部；悬伸于外部的锚固钢筋与一部分的NPR套管固定于梁柱节点的柱子中，其余的NPR套管与限位器安装于梁柱节点中的横梁中。大变形锚固装置，具有强度高、变形量大的优点；而且大变形装置能够吸收一部分由地震产生的应变能，从而达到吸能减震的效果。

Description

一种适用于建筑结构抗震节点的大变形锚固装置
技术领域
本发明属于建筑抗震技术领域，具体涉及一种适用于建筑结构抗震节点的大变形锚固装置。
背景技术
近年来全国各地常会遇到地震现象，不仅对当地环境及其经济造成影响，还会造成人员伤亡事件。因此，做好隔震减震策略是非常有必要的。随着时代的发展，各类材料与技术不断创新，为了满足经济及人们居住安全，就要对隔震减震方法进行优化。建筑物内部阻尼大小对于能量消耗会产生直接影响，隔震减震要充分利用这一特点，通过阻尼提升吸取地震的能量，以增加主体结构的稳定性，减少地震造成的危害。
目前建筑结构抗震往往采用在梁柱节点处配置锚固钢筋的做法。该做法虽然目前应用广泛，但单纯的钢筋延性低、吸能性较差、锚固长度不够钢筋被拔出的问题，并不适用于在建筑结构中出现变形明显的部位。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于建筑结构抗震节点的大变形锚固装置，以至少解决目前的抗震结构延性低、吸能性较差等问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于建筑结构抗震节点的大变形锚固装置，所述大变形锚固装置包括两个及以上的锚固单元；
所述锚固单元包括锚固钢筋、NPR套管与限位器；
所述NPR套管与限位器均为圆筒形结构；
所述限位器套设在所述NPR套管上；
所述锚固钢筋一部分安装于所述NPR套管中，另一部分悬伸于所述NPR套管的外部；
悬伸于外部的锚固钢筋与一部分的NPR套管固定于梁柱节点的柱子中，其余的NPR套管与限位器安装于梁柱节点中的横梁中。
如上所述的大变形锚固装置，优选地，所述锚固钢筋的外表面具有外螺纹，所述NPR套管的内外表面均采用螺纹结构，所锚固钢筋的一部分螺纹连接在所述NPR套管的内部。
如上所述的大变形锚固装置，优选地，所述限位器的轴向长度小于所述NPR套管的轴线长度。
如上所述的大变形锚固装置，优选地，通过设定所述限位器位于所述NPR套管上的轴向位置，来设定所述锚固单元在柱子中的锚固长度。
如上所述的大变形锚固装置，优选地，所述锚固装置还包括连接盘，多个所述锚固单元均设置在连接盘上。
如上所述的大变形锚固装置，优选地，所述锚固单元设置有4个，4个所述锚固单元的限位器均匀的设置在所述连接盘上；
4个所述锚固单元并列设置，沿竖直方向4个所述锚固单元相互对齐。
如上所述的大变形锚固装置，优选地，所述连接盘为矩形板，4个所述锚固单元设置在所述连接盘的四个角部。
如上所述的大变形锚固装置，优选地，所述连接盘套设在所述限位器的轴向中部。
如上所述的大变形锚固装置，优选地，以所述连接盘为分界线，将所述锚固单元分为第一部分和第二部分，第一部分为悬伸于NPR套管外部的锚固钢筋以及锚固钢筋与连接盘之间的NPR套管，设置到梁柱节点之间的柱子中；
第二部分为限位器以及远离锚固钢筋的NPR套管，设置到横梁之中。
如上所述的大变形锚固装置，优选地，所述NPR套管采用高强度负泊松比材料制作而成；NPR套管材质为NPR钢材。
有益效果：一种适用于建筑结构抗震节点的大变形锚固装置，具有强度高、变形量大的优点；而且大变形装置能够吸收一部分由地震产生的应变能，从而达到吸能减震的效果。
附图说明
图1为本发明实施例中大变形锚固装置的结构示意图；
图2为图1中的左视图；
图3为本发明实施例中大变形锚固装置安装在建筑结构梁柱节点的示意图。
图中：1、锚固钢筋；2、NPR套管；3、连接盘；4、限位器；5、横梁；6、柱子。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
根据本发明的具体实施例，如图1-3所示，本发明提供一种适用于建筑结构抗震节点的大变形锚固装置，本发明的一种适用于建筑结构抗震节点的大变形锚固装置，具有大变形特性、拉而不断；使其能够解决普通节点无法解决的问题，继而服务于建筑结构消能减震等领域。
大变形锚固装置包括两个及以上的锚固单元；锚固单元包括锚固钢筋1、NPR套管2与限位器4；NPR套管2与限位器4均为圆筒形结构；限位器4套设在NPR套管2的外围；锚固钢筋1一部分安装于NPR套管2中，锚固钢筋1的另一部分悬伸于NPR套管2的外部；悬伸于外部的锚固钢筋1与一部分的NPR套管2安装于梁柱节点的柱子6中，其余的NPR套管2与限位器4安装于梁柱节点中的横梁5中。
锚固钢筋1的外表面具有外螺纹，NPR套管2的内外表面均采用螺纹结构，所锚固钢筋1的一部分螺纹连接在NPR套管2的内部，锚固钢筋1与NPR套管2螺纹连接，使得两者的接触面积更大，保证锚固钢筋1与NPR套管2能够更加牢固的安装在一起；锚固钢筋1的另一部分悬伸于NPR套管2的外部。
限位器4的轴向长度小于NPR套管2的轴线长度，限位器4固定设置在NPR套管2的外围。当限位器4与NPR套管2均设置与横梁5中时，限位器4对NPR套管2起到一定的限位作用，保证NPR套管2更加牢固的嵌入在横梁5之中。
在本实施例中，限位器4为高强度钢材质，限位器4与NPR套管2通过螺纹相连接，从而保证限位器4与NPR套管2之间连接的稳固性。
通过设定限位器4位于NPR套管2上的轴向位置，来设定锚固单元在柱子6中的锚固长度。以连接盘3为分界线，将锚固单元分为第一部分与第二部分，第一部分为悬伸于NPR套管2外部的锚固钢筋1以及锚固钢筋1与连接盘3之间的NPR套管2，此部分结构锚固到梁柱节点之间的柱子6中；第二部分为限位器4以及远离锚固钢筋1的NPR套管2，该部分锚固到横梁5之中。
具体的，在设定锚固单元在柱子6中的锚固长度时，当需要加长锚固长度，将限位器4的位置设定的远离锚固钢筋1；当需要减少锚固长度时，将限位器4的位置设定的靠近锚固钢筋1；实现根据实际锚固的需求安装大变形锚固装置。
在本实施例中，将锚固装置调整好锚固段的长度之后，固定于梁柱钢筋框架内，随后浇筑混凝土。
锚固装置还包括连接盘3，多个锚固单元均设置在连接盘3上。锚固单元设置有4个，4个锚固单元的限位器4均匀的设置在连接盘3上。4个锚固单元并列设置，沿竖直方向4个锚固单元相互对齐。在本实施例中，连接盘3为矩形板，4个锚固单元设置在所述连接盘3的四个角部。
连接盘3套设在限位器4沿轴线方向的中部。连接盘3将所有的锚固单元均连接起来，具体的，连接盘3与多个限位器4固定为一个整体，使得连接盘3、限位器4以及一部分NPR套管2作为一个整体嵌入到横梁5中，这个整体形成固定在横梁5中的固定部分，从而大变形锚固装置具有更好的整体性。
NPR套管2采用高强度负泊松比材料制作而成，在本实施例中，NPR套管2具体材质为NPR钢材。
在将大变形锚固装置使用到建筑结构的抗震节点时，大变形锚固装置从开始受到反复荷载直至装置被破坏，分为三个阶段：弹性阶段、恒阻大变形阶段、以及装置破坏阶段。
在弹性阶段中；反复荷载的变形能施加到锚固钢筋1上，当变形能较小时，施加于锚固钢筋1上的轴向力小于大变形锚固装置的设计恒阻力时，NPR套管2不工作；此时，大变形锚固装置依靠锚固钢筋1自身的弹性变形来抵抗梁柱节点的变形破坏。
在恒阻大变形阶段中；当反复荷载加大，梁柱节点处的变形能也随之加大，施加于锚固钢筋1上的轴向力大于或等于大变形锚固装置的设计恒阻力时，锚固钢筋1持续受拉，并朝着远离NPR套管2的方向滑动；锚固钢筋1与NPR套管2之间产生滑动摩擦力，NPR套管2受拉，此时NPR套管2开始工作。由于NPR套管2为高强度负泊松比材料，在受到拉力时产生径向膨胀变形，对锚固钢筋1施加压力，NPR套管2与锚固钢筋1之间的摩擦力进一步加大，从而限制锚固钢筋1的滑动，NPR套管2在受到拉力的同时，轴向长度也在增加，加大了锚固装置的变形量。梁柱节点处的应变能经过大变形锚固装置中NPR套管2的材料变形和结构变形之后，应变能得以释放，当外部荷载小于设计恒阻力值，大变形装置内的锚固钢筋1停止摩擦滑移，节点再次处于相对稳定状态。
在装置破坏阶段中；当反复荷载持续加大，大变形装置所受到的轴向力超过大变形装置的极限值，大变形装置发生破坏。
综上所述，本发明提供的一种适用于建筑结构抗震节点的大变形锚固装置，具有强度高、变形量大的优点；而且大变形锚固装置能够根据实际情况调节在柱子中的锚固长度，在需要较长的锚固长度时，将限位器向着远离锚固钢筋的方向移动，从而将锚杆钢筋与更长部分NPR套管锚固在柱子中，避免锚固钢筋被拔出。本发明的大变形装置能够吸收一部分由地震产生的应变能，从而达到吸能减震的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于建筑结构抗震节点的大变形锚固装置，其特征在于，所述大变形锚固装置包括两个及以上的锚固单元；
所述锚固单元包括锚固钢筋、NPR套管与限位器；
所述NPR套管与限位器均为圆筒形结构；
所述限位器套设在所述NPR套管上；
所述锚固钢筋一部分安装于所述NPR套管中，另一部分悬伸于所述NPR套管的外部；
悬伸于外部的锚固钢筋与一部分的NPR套管固定于梁柱节点的柱子中，其余的NPR套管与限位器安装于梁柱节点中的横梁中。
2.根据权利要求1所述的大变形锚固装置，其特征在于，所述锚固钢筋的外表面具有外螺纹，所述NPR套管的内外表面均采用螺纹结构，所锚固钢筋的一部分螺纹连接在所述NPR套管的内部。
3.根据权利要求1所述的大变形锚固装置，其特征在于，所述限位器的轴向长度小于所述NPR套管的轴线长度。
4.根据权利要求3所述的大变形锚固装置，其特征在于，通过设定所述限位器位于所述NPR套管上的轴向位置，来设定所述锚固单元在柱子中的锚固长度。
5.根据权利要求1所述的大变形锚固装置，其特征在于，所述锚固装置还包括连接盘，多个所述锚固单元均设置在连接盘上。
6.根据权利要求5所述的大变形锚固装置，其特征在于，所述锚固单元设置有4个，4个所述锚固单元的限位器均匀的设置在所述连接盘上；
4个所述锚固单元并列设置，沿竖直方向4个所述锚固单元相互对齐。
7.根据权利要求6所述的大变形锚固装置，其特征在于，所述连接盘为矩形板，4个所述锚固单元设置在所述连接盘的四个角部。
8.根据权利要求5所述的大变形锚固装置，其特征在于，所述连接盘套设在所述限位器的轴向中部。
9.根据权利要求5所述的大变形锚固装置，其特征在于，以所述连接盘为分界线，将所述锚固单元分为第一部分和第二部分，第一部分为悬伸于NPR套管外部的锚固钢筋以及锚固钢筋与连接盘之间的NPR套管，设置到梁柱节点之间的柱子中；
第二部分为限位器以及远离锚固钢筋的NPR套管，设置到横梁之中。
10.根据权利要求1所述的大变形锚固装置，其特征在于，所述NPR套管采用高强度负泊松比材料制作而成；
NPR套管材质为NPR钢材。
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