CN220285018U - 一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点，包括：装配式柱，所述装配式柱包括混凝土柱和柱端接头；通过记忆合金钢绞线与所述装配式柱连接的装配式梁，所述装配式梁包括混凝土梁和梁端接头；其中，所述柱端接头包括带有弧形槽的柱端型钢、带有螺栓孔的柱端C型钢管和锚固角钢；所述柱端C型钢管和柱端型钢焊接；本实用新型参照人体肘关节，对节点连接部分采用了C型钢管与圆钢管连接的设计，并用记忆合金将装配式柱和装配式梁连接，可以根据实际结构的受力特点和耗能需要，通过调整螺栓和记忆合金的性能、高强螺栓预紧力等参数，灵活调整节点的抗震强度和耗能能力等性能，依此更广泛的应用到各类建筑。
Description
技术领域
本实用新型涉及土木工程中装配式混凝土梁柱节点抗震技术领域，特别涉及一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点。
背景技术
装配式建筑是实现建筑工业化的必然途径，随着国家对建设行业的要求越来越高，装配式建筑技术得到了广泛的应用。但是装配式在施工过程、运营过程中以及震后的各种表现也显示出装配式建筑存在的一些问题。例如耗能水平较低，连接节点易损伤且难以修复等问题。为了解决这些问题带来的麻烦，科学工作者们将连接节点所在位置设计为潜在的塑性铰。为了减少地震对主题结构的损伤，将各种类型的耗能装置安装在节点处，例如金属耗能、摩擦耗能、粘滞阻尼耗能。
摩擦耗能梁柱节点是一种通过钢板之间摩擦产生的阻尼力来吸收结构振动能量的梁柱节点。其基本工作原理是通过增加摩擦力来减少结构振动的过程，从而达到有效控制结构振动的目的。摩擦耗能梁柱节点具有：
1)较强的抗震性能，能够有效地控制结构的振动，并消耗大量的振动能量，从而保护结构的稳定性和安全性；
2)构件简单、安装方便等优点，可实现高效的装配式建筑施工；
3)摩擦耗能梁柱节点使用寿命较长，可持续使用多年，避免了频繁的维修和更换等优点。
目前国内关于摩擦耗能梁柱节点做法一般为在梁的上下翼缘处设置长圆孔，通过高强螺栓进行连接；或者在腹板处设置一些较大的螺栓孔通过腹板进行摩擦耗能，此种方式承载能力较低，且不具有一定的自修复能力；
为此，提出一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例希望提供一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点，包括装配式柱、装配式梁、记忆合金钢绞线三部分，装配式柱由混凝土柱和柱端接头所构成，柱端接头包括带有弧形槽的柱端型钢、带有第一螺栓孔的柱端C型钢管、锚固角钢所构成，其中柱端C型钢管和柱端型钢进行焊接，在建筑混凝土之前将柱端接头与混凝土柱中的钢筋进行焊接，弧形槽的曲率半径和柱端C型钢管的曲率半径相同，保证焊接时候贴合紧密，装配式梁由混凝土梁和梁端接头构成，梁端接头包括开设圆形槽的梁端T型侧板、梁端连接钢板、锚固钢板、锚固角钢、带有长圆孔的梁端钢管组成，其中梁端T型侧板与梁端连接钢板通过焊接在梁端形成套筒，锚固钢板焊接在两块梁端T型侧板中间将锚固角钢进行焊接固定，在进行装配之前用结构胶将C型黄铜摩擦片与柱端C型钢管进行临时粘结，随后将装配式梁与其进行装配，通过特制高强螺栓进行连接，最后将记忆合金钢绞线连接到锚固角钢上，并施加预紧力。
在一些实施例中：柱端接头与混凝土柱中的钢筋在浇筑之前进行焊接连接；锚固角钢与柱端型钢焊接连接；柱端C型钢管与柱端型钢焊接连接。
在一些实施例中：梁端连接钢板与混凝土梁中的钢筋进行焊接；梁端T型侧板与梁端钢管焊接连接；梁端T型侧板与梁端连接钢板通过焊接在梁端形成套筒；锚固钢板焊接在两块梁端T型侧板中间将锚固角钢进行焊接固定。
在一些实施例中：柱端C型钢管上为第一螺栓孔，梁端钢管上为长圆孔，孔位中心皆相距44-46°均匀排列在钢管上。
在一些实施例中：柱端C型钢管外侧处加装凹型垫片，其垫片曲率与柱端C型钢管的曲率相同，梁端钢管内侧长圆孔处加装凸型垫片，其垫片曲率与梁端钢管的曲率相同.
在一些实施例中：柱端C型钢管和梁端钢管中放置C型黄铜摩擦片，C型黄铜摩擦片通过工业胶与柱端C型钢管贴合，C型黄铜摩擦片为第二螺栓孔，孔位与柱端C型钢管相同。
本实用新型实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：
本实用新型参照人体肘关节，对节点连接部分采用了C型钢管与圆钢管连接的设计，并用记忆合金将装配式柱和装配式梁连接。
与传统装配式节点相比，本实用新型具有以下区别：
(1)摩擦阻尼器位于腹板位置，摩擦阻尼器工作效率更高，可以更有效地通过摩擦耗能减小地震对主体结构的破坏；
(2)具有一定的自我修复调节功能，使用记忆合金连接梁端接头和柱端接头，当转动角度过大，可以通过记忆合金实现结构的自我修复调整；
(3)本发明结构简单，震后无需修复或者只需要更换部分组件或者拧紧螺丝增加预紧力，就可实现结构的震后修复，适合用于多地震地区。
本实用新型可以根据实际结构的受力特点和耗能需要，通过调整螺栓和记忆合金的性能、高强螺栓预紧力等参数，灵活调整节点的抗震强度和耗能能力等性能，依此更广泛的应用到各类建筑。
上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本实用新型进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型节点整体图及该构造在梁柱结构中的布置示意图；
图2为本实用新型装配式柱示意图；
图3为本实用新型装配式梁示意图；
图4为本实用新型摩擦黄铜片示意图；
图5为本实用新型记忆合金钢绞线图；
图6为本实用新型螺栓示意图；
图7为本实用新型柱端接头示意图；
图8为本实用新型柱端钢梁示意图；
图9为本实用新型柱端C型钢示意图；
图10为本实用新型锚固角钢示意图；
图11为本实用新型梁端接头示意图；
图12为本实用新型梁端T形侧板示意图；
图13为本实用新型梁端钢管示意图。
附图标记：1-装配式柱；2-装配式梁；3-记忆合金钢绞线；4-混凝土柱；5-柱端接头；6-混凝土梁；7-梁端接头；8-C型黄铜摩擦片；9-第二螺栓孔；10-螺母；11-螺栓杆；12-凸型垫片；13-凹形垫片；14-锚固角钢；15-柱端C型钢管；16-柱端型钢；17-型钢；18-弧形槽；19-C型钢管；20-第一螺栓孔；21-角钢；22-加劲肋；23-梁端连接钢板；24-锚固钢板；25-梁端钢管；26-梁端T型侧板；27-梁端T型钢板；28-圆形槽；29-圆钢管；30-长圆孔。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
需要注意的是，术语“第一”、“第二”、“对称”、“阵列”等仅用于区分描述与位置描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“对称”等特征的可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；同样，对于未以“两个”、“三只”等文字形式对某些特征进行数量限制时，应注意到该特征同样属于明示或者隐含地包括一个或者更多个特征数量；
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解；例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型；可以是机械连接，可以是直接相连，可以是焊接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据说明书附图结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
如图1-13所示，本实用新型提供了一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点，包括装配式柱1、装配式梁2、记忆合金钢绞线3三部分，装配式柱1由混凝土柱4和柱端接头5所构成，柱端接头5包括带有弧形槽18的柱端型钢16、带有第一螺栓孔20的柱端C型钢管15、锚固角钢14所构成，其中柱端C型钢管15和柱端型钢16进行焊接，在建筑混凝土之前将柱端接头5与混凝土柱4中的钢筋进行焊接，装配式梁2由混凝土梁6和梁端接头7构成，梁端接头包括开设圆形槽28的梁端T型侧板26、梁端连接钢板23、锚固钢板24、锚固角钢14、带有长圆孔30的梁端钢管25组成，其中梁端T型侧板26与梁端连接钢板23通过焊接在梁端形成套筒，锚固钢板24焊接在两块梁端T型侧板26中间将锚固角钢14进行焊接固定，在进行装配之前用结构胶将C型黄铜摩擦片8与柱端C型钢管15进行临时粘结，随后将装配式梁2与其进行装配，通过特制高强螺栓进行连接，最后将记忆合金钢绞线3连接到锚固角钢14上，并施加预紧力。
以上所述的锚固角钢14和柱端型钢16、梁端T型钢板26和梁端连接钢板23、梁端T型钢板26和锚固钢板24、锚固角钢14与锚固钢板24和梁端T型钢板26的连接方式均为焊接。
以上所述的柱端C型钢管15嵌入柱端型钢16的弧形槽18中，并与柱端型钢16焊接在一起；圆钢管29嵌入两个梁端T型钢板26的圆形槽28中，圆钢管29的两端与两个梁端T型钢板26焊接在一起。
以上所述的锚固角钢14上每两个加劲肋22之间的角钢21部分均开设螺栓孔，记忆合金钢绞线3两端有螺旋纹，记忆合金钢绞线3与锚固角钢14以螺栓和螺母的连接方式连接。
以上所述的C型黄铜摩擦片8放置在圆钢管29与柱端C型钢管15之间起增大摩擦、增强摩擦耗能性能的作用，并不与任何构件连接。但在施工时为了施工方便可通过工业胶与梁端C型钢管贴合。
以上所述的特制螺栓穿过过第二螺栓孔9和第一螺栓孔20和长圆孔30与螺母10连接，且柱端C型钢管15外侧处加装凹型垫片13，梁端钢管25内侧长圆孔30处加装凸型垫片12。长圆孔30使节点的柱端部分(图2)与梁端部分(图3)可以发生相对运动，特制螺栓施加预紧力为摩擦耗能正常工作提供前提条件。
以上所述的柱端C型钢管15与柱端型钢16焊接在一起；圆钢管29与两个梁端T型钢板26焊接在一起，C型钢管19与圆钢管29可随着装配式柱1与装配式梁2的运动而运动。圆钢管29与柱端C型钢管15之间放置有C型黄铜摩擦片8起增大摩擦、增强摩擦耗能性能的作用，特制螺栓(如图6)施加预紧力。圆钢管29、柱端C型钢管15与C型黄铜摩擦片8的圆心重合。混凝土柱4延伸出一截与节点连接，尽量避免震中混凝土柱4被破坏，满足“强柱弱梁”的原则。
以上所述的锚固角钢14长度与柱端型钢16宽度或两个梁端T型钢板26之间距离相同，每两个同侧锚固角钢14之间安装三条记忆合金钢绞线3。小震中，梁与柱之间产生的位移小，此时记忆合金钢绞线3的耗能起主要作用；大震中，梁与柱之间产生的位移大，此时摩擦耗能起主要作用。所述柱端C型钢管15上的第二螺栓孔9沿柱端C型钢管15的弧度44-46°均匀排列，所述梁端钢管25上的长圆孔30沿梁端钢管25的弧度44-46°均匀排列
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点，其特征在于，包括：
装配式柱(1)，所述装配式柱(1)包括混凝土柱(4)和柱端接头(5)；
通过记忆合金钢绞线(3)与所述装配式柱(1)连接的装配式梁(2)，所述装配式梁(2)包括混凝土梁(6)和梁端接头(7)；
其中，所述柱端接头(5)包括带有弧形槽(18)的柱端型钢(16)、带有第一螺栓孔(20)的柱端C型钢管(15)和锚固角钢(14)；
所述柱端C型钢管(15)和柱端型钢(16)焊接；
所述梁端接头(7)包括套筒、锚固钢板(24)、锚固角钢(14)以及带有长圆孔(30)的梁端钢管(25)；
所述锚固钢板(24)焊接在套筒上；
所述柱端C型钢管(15)上粘结有C型黄铜摩擦片(8)。
2.根据权利要求1所述的一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点，其特征在于：所述弧形槽(18)的曲率半径和柱端C型钢管(15)的曲率半径相同。
3.根据权利要求1所述的一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点，其特征在于：所述套筒包括开设有圆形槽(28)的梁端T型侧板(26)以及与梁端T型侧板(26)焊接的梁端连接钢板(23)。
4.根据权利要求1所述的一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点，其特征在于：所述柱端接头(5)与混凝土柱(4)中的钢筋焊接。
5.根据权利要求1所述的一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点，其特征在于：所述锚固角钢(14)与柱端型钢(16)焊接，所述柱端C型钢管(15)与柱端型钢(16)焊接。
6.根据权利要求1所述的一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点，其特征在于：所述梁端连接钢板(23)与混凝土梁(6)中的钢筋焊接。
7.根据权利要求3所述的一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点，其特征在于：所述梁端T型侧板(26)与梁端钢管(25)焊接。
8.根据权利要求1所述的一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点，其特征在于：所述柱端C型钢管(15)外侧具有凹型垫片(13)，且凹型垫片(13)曲率与柱端C型钢管(15)的曲率相同。
9.根据权利要求1所述的一种基于人体肘关节研发的摩擦式预制梁柱混凝土节点，其特征在于：所述柱端C型钢管(15)上的第二螺栓孔(9)沿柱端C型钢管(15)的弧度44-46°均匀排列，所述梁端钢管(25)上的长圆孔(30)沿梁端钢管(25)的弧度44-46°均匀排列。
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