CN114215174B - 一种适用于建筑结构抗震节点的恒阻大变形锚固装置 - 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恒阻大变形锚固装置，锚固装置锚固在建筑结构的梁柱节点之间，锚固装置包括多个并列设置的锚固单元；锚固单元包括高强杆体、恒阻模块与限位螺母，高强杆体的外周面设置有螺纹，限位螺母螺纹连接在高强杆体上，高强杆体的端部设置有恒阻模块，限位螺母固定在梁柱节点的横梁之中，恒阻模块包括恒阻套管与恒阻卡盘，恒阻卡盘固定在高强杆体的端部；高强杆体贯穿恒阻套管伸入到恒阻套管之中；恒阻卡盘位于恒阻套管内部；当锚固单元所受载荷大于锚固装置的设定恒阻力时，高强杆体以设定恒阻力，相对于恒阻模块滑动。该锚固装置具有强度高、变形量大、能够吸能减震的优点。

Description

一种适用于建筑结构抗震节点的恒阻大变形锚固装置
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恒阻大变形锚固装置。
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，但仍有结构延性低、吸能性较差、锚固长度不够钢筋被拔出的问题，并不适用于在结构反应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一种适用于建筑结构抗震节点的恒阻大变形锚固装置，以至少解决目前锚固钢筋延性低、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恒阻大变形锚固装置，所述锚固装置锚固在建筑结构的梁柱节点之间，所述锚固装置包括多个并列设置的锚固单元；
所述锚固单元包括高强杆体、恒阻模块与限位螺母，所述高强杆体的外周面设置有螺纹，所述限位螺母螺纹连接在高强杆体上，所述高强杆体的端部设置有恒阻模块，所述限位螺母固定在梁柱节点的横梁之中，所述恒阻模块包括恒阻套管与恒阻卡盘，所述恒阻卡盘固定在所述高强杆体的端部；
所述高强杆体贯穿所述恒阻套管伸入到恒阻套管之中；
所述恒阻卡盘位于恒阻套管内部；
当锚固单元所受载荷大于所述锚固装置的设定恒阻力时，所述高强杆体以设定恒阻力，相对于所述恒阻模块滑动。
如上所述的恒阻大变形锚固装置，优选地，所述恒阻卡盘的径向横截面与所述恒阻套管内部的径向横截面一致。
如上所述的恒阻大变形锚固装置，优选地，当锚固单元所受载荷大于所述锚固装置的设定恒阻力时，所述高强杆体带动恒阻卡盘在所述恒阻套管内部，以恒定阻力滑动。
如上所述的恒阻大变形锚固装置，优选地，所述锚固装置还包括连接盘，多个所述锚固单元通过所述连接盘连接在一起。
如上所述的恒阻大变形锚固装置，优选地，所述连接盘连接在所述锚固单元的限位螺母上。
如上所述的恒阻大变形锚固装置，优选地，所述连接盘套设在所述限位螺母轴线方向的中部位置。
如上所述的恒阻大变形锚固装置，优选地，所述恒阻套管设置在梁柱节点中的柱子中；所述锚固装置中连接盘与限位螺母，均设置在梁柱节点中的横梁中。
如上所述的恒阻大变形锚固装置，优选地，通过调节所述限位螺母在所述高强杆体轴向上的位置，来调节高强杆体在柱子中的锚固长度。
如上所述的恒阻大变形锚固装置，优选地，所述锚固单元设置有4个，所述连接盘为矩形板，4个所述锚固单元的限位螺母分布在矩形板的四个角部；4个锚固单元在竖直方向上的位置相互对齐。
如上所述的恒阻大变形锚固装置，优选地，所述恒阻套管的外表面设置有外螺纹，以增加所述恒阻套管锚固在柱子中的摩擦力。
有益效果：本发明提供的一种适用于建筑结构抗震节点的恒阻大变形锚固装置，具有强度高、变形量大的优点；而且锚固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为本发明实施例中恒阻大变形锚固装置的结构示意图；
图2为图1的右视图；
图3为本发明实施例中恒阻模块的结构示意图；
图4为本发明实施例中恒阻大变形锚固装置设置在梁柱节点中的示意图；
图5为本发明实施例中恒阻大变形锚固装置处于弹性阶段示意图；
图6为本发明实施例中恒阻大变形锚固装置处于恒阻大变形阶段示意图；
图7为本发明实施例中恒阻大变形锚固装置处于破坏阶段示意图。
图中：1、高强杆体；2、恒阻模块；21、恒阻卡盘；22、恒阻套管；3、连接盘；4、限位螺母；10、柱子；20、横梁。
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1-7所示，本发明提供一种适用于建筑结构抗震节点的恒阻大变形锚固装置，其具有大变形特性、拉而不断。
一种适用于建筑结构抗震节点的恒阻大变形锚固装置，锚固装置锚固在建筑结构的梁柱节点之间，锚固装置包括多个并列设置的锚固单元；锚固单元包括高强杆体1、恒阻模块2与限位螺母4；高强杆体1的外周面设置有螺纹，限位螺母4螺纹连接在高强杆体1上；高强杆体1的端部设置有恒阻模块2，当锚固单元所受载荷大于锚固装置的设定恒阻力时，高强杆体1以设定恒阻力，相对于恒阻模块2滑动。
恒阻模块2包括恒阻套管22与恒阻卡盘21，恒阻卡盘21固定在高强杆体1的端部；高强杆体1贯穿恒阻套管22伸入到恒阻套管22之中；恒阻卡盘21位于恒阻套管22内部。
在本实施例中，恒阻套管22与恒恒阻卡盘21均采用NPR钢材，恒恒阻卡盘21过盈装配在恒阻套管22中。
恒阻卡盘21的径向横截面与恒阻套管22内部的径向横截面一致；当锚固单元所受载荷大于锚固装置的设定恒阻力时，高强杆体1带动恒阻卡盘21在恒阻套管22内部，以恒定阻力滑动；使得恒阻大变形锚固装置具有更大的变形量，从而能够吸收更多由地震产生的应变能，以达到吸能减震的效果。
在正常状态下，恒阻卡盘21处于恒阻套管22的最前端，如图5所示；当锚固装置所受力小于设定的恒阻力时，恒阻卡盘21与套管锁死；当锚固装置所受力大于或等于设定值时，恒阻卡盘21松脱，恒阻卡盘21可以在恒阻套管22里滑动，滑动时保持阻力值不变。
在本实施例中，高强杆体1为NPR钢材，高强杆体1具有耐拉、不易断的特性。
锚固装置还包括连接盘3，多个锚固单元通过连接盘3连接在一起。连接盘3连接在锚固单元的限位螺母4上。连接盘3套设在限位螺母4轴线方向的中部位置。通过连接盘3将多个锚固单元连接形成一个整体的锚固装置，将锚固装置作为一个整体设置在梁柱节点之中，而通过连接盘3的连接作用，多个锚固单元的一端连接成一个整体，而具有更好的锚固作用，在梁柱节点受到外界载荷作用时，锚固横梁20中的连接盘3部分更加牢固，也更不容易脱离横梁20。
在本实施例中，恒阻套管22的一端，设置在梁柱节点中的柱子10中；锚固装置中连接盘3与限位螺母4所在的远离恒阻套管22的一端，均设置在梁柱节点中的横梁20中；具体的，以连接盘3为分界线，将锚固装置分为两部分，锚固装置中安装有恒阻套管22的一端的部分，设置在梁柱节点中的柱子10中；锚固装置中连接盘3与限位螺母4所在的远离恒阻套管22的一端的另一部分，均设置在梁柱节点中的横梁20中。
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。
通过设定限位螺母4在高强杆体1轴向上的位置，来调节锚固装置在柱子10中的锚固长度。当需要增加柱子10中锚固装置的长度时，将限位螺母4向着远离恒阻模块2的方向移动；当需要减少柱子10中锚固装置的长度时，将限位螺母4向着靠近恒阻模块2的方向移动。
锚固单元设置有4个，4个锚固单元的限位螺母4均布在连接盘3上；4个锚固单元在竖直方向上的位置相互对齐。在本实施例中，连接盘3为矩形板，4个所述锚固单元的限位螺母4分布在矩形板的四个角部均布在所述连接盘3上。
恒阻套管22的外表面设置有外螺纹，以增加恒阻套管22锚固在柱子10中的摩擦力，保证恒阻套管22在柱子10中锚固的牢固性。
在将恒阻大变形锚固装置应用到建筑结构的梁柱节点中时，恒阻大变形装置从开始受到反复荷载直到装置被破坏，分为三个阶段：弹性阶段、装置变形阶段、装置破坏阶段。
在弹性阶段中；如图5所示，反复荷载的变形能施加到高强杆体1上，当变形能较小，施加于高强杆体1上的轴力小于恒阻大变形锚固装置的设计恒阻力时，恒阻模块2不工作；此时，恒阻大变形锚固装置依靠高强度杆体自身的弹性变形来抵抗梁柱节点的变形破坏。
在装置变形阶段中；如图6所示，当反复荷载加大，梁柱节点处的变形能也随之加大，施加于高强杆体1上的轴力大于或等于恒阻大变形锚固装置的设计恒阻力时，恒组模块开始工作，恒阻卡盘21松脱并向着连接盘3的方向滑动，滑动时保持阻力值不变。此时梁柱节点的变形量增大，但梁柱节点并未发生破坏。梁柱节点处的应变能经过恒阻大变形锚固装置的材料变形和结构变形之后，应变能得以释放。在外部荷载小于设计恒阻力值，装置内的高强度杆体停止滑移，梁柱节点再次处于相对稳定状态。
在装置破坏阶段中；如图7所示，当反复荷载持续加大，恒阻卡盘21移动至恒阻模块2后端，达到极限位置。高强杆体1轴力超过锚固装置的极限值，锚固装置发生破坏。
综上，本发明提供的一种适用于建筑结构抗震节点的恒阻大变形锚固装置，具有强度高、变形量大的优点；而且锚固装置能够根据实际情况设定在柱子中的锚固长度，从而将更长的高强杆体锚固在柱子中，避免高强杆体被拔出。本发明的锚固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 (7)

1.一种适用于建筑结构抗震节点的恒阻大变形锚固装置，其特征在于，所述锚固装置锚固在建筑结构的梁柱节点之间，所述锚固装置包括多个并列设置的锚固单元；
所述锚固单元包括高强杆体、恒阻模块与限位螺母，所述高强杆体的外周面设置有螺纹，所述限位螺母螺纹连接在高强杆体上，所述高强杆体的端部设置有恒阻模块，所述限位螺母固定在梁柱节点的横梁之中，所述恒阻模块包括恒阻套管与恒阻卡盘，所述恒阻卡盘固定在所述高强杆体的端部；
所述高强杆体贯穿所述恒阻套管伸入到恒阻套管之中；
所述恒阻卡盘位于恒阻套管内部；
当锚固单元所受载荷大于所述锚固装置的设定恒阻力时，所述高强杆体以设定恒阻力，相对于所述恒阻模块滑动；
所述锚固装置还包括连接盘，多个所述锚固单元通过所述连接盘连接在一起；
所述连接盘连接在所述锚固单元的限位螺母上；
所述恒阻套管设置在梁柱节点中的柱子中；所述锚固装置中连接盘与限位螺母，均设置在梁柱节点中的横梁中；
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。
2.根据权利要求1所述的恒阻大变形锚固装置，其特征在于，所述恒阻卡盘的径向横截面与所述恒阻套管内部的径向横截面一致。
3.根据权利要求2所述的恒阻大变形锚固装置，其特征在于，当锚固单元所受载荷大于所述锚固装置的设定恒阻力时，所述高强杆体带动恒阻卡盘在所述恒阻套管内部，以恒定阻力滑动。
4.根据权利要求1所述的恒阻大变形锚固装置，其特征在于，所述连接盘套设在所述限位螺母轴线方向的中部位置。
5.根据权利要求1所述的恒阻大变形锚固装置，其特征在于，通过调节所述限位螺母在所述高强杆体轴向上的位置，来调节高强杆体在柱子中的锚固长度。
6.根据权利要求1所述的恒阻大变形锚固装置，其特征在于，所述锚固单元设置有4个，所述连接盘为矩形板，4个所述锚固单元的限位螺母分布在矩形板的四个角部；
4个锚固单元在竖直方向上的位置相互对齐。
7.根据权利要求2所述的恒阻大变形锚固装置，其特征在于，所述恒阻套管的外表面设置有外螺纹，以增加所述恒阻套管锚固在柱子中的摩擦力。
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