[发明专利]装配式混凝土柱-钢梁耗能型节点连接装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种全预制装配式混合框架结构，具体涉及一种装配式混凝土柱-钢梁耗能型节点连接装置。

背景技术

对于预制装配式混凝土框架结构，节点和连接往往成为整个结构体系中最薄弱的环节。由于节点连接部位在框架中起着传递、分配内力和保证结构整体性的重要作用，其破坏将可能导致整个框架丧失承载力，造成结构倒塌。我国大部分地区处于地震多发区，装配式结构节点连接可靠性差，难以满足地震作用下的性能要求，加之节点区的震后修复难度较大，节点和连接因而成为制约装配式结构在地震区使用的瓶颈。新一代的预制装配结构体系的发展中，针对梁柱新型节点和连接方式的研发具有非常重要的意义。

在传统的现浇和装配式框架中，结构主要通过自身的塑性变形进行耗能，震损和破坏给修复和后续使用带来困难，已经越来越不能适应人们对结构抗震性能的新要求。近年来，以采用被动耗能阻尼器为代表的减震技术得到了很大发展。对于装配式结构体系，已有的研发集中在节点上，与全预制装配式工艺相关的连接装置研发不足，开发损伤可控的连接，以此为基础形成高损伤门槛的非弹性反应结构体系，已成为一条提高节点和结构体系抗震性能的重要途径。为此，亟需研发一种新型耗能装配式节点，使其具有以下特点：

1.使用半刚性节点，这种节点在正常使用条件下是刚性的，而在罕遇地震作用下，能按照可靠的滞回特性转动，一旦罕遇地震停止，节点又表现为刚性行为。

2.遭受地震冲击时，不会由于结构变形时发生梁端增长，对楼板产生不利的拉裂作用。在很多个混凝土和预制混凝土框架中，梁端增长将产生不利影响，可能拉裂楼板，甚至可能由于增加了对柱的抗震需求，从而降低结构的抗倒塌性能。

3.放置阻尼装置的空间需求是阻尼器应用需重点关注的问题，需尽量减少阻尼装置对建筑使用功能的影响。

4.在大地震作用下损伤较小，能提供中、大震后的可修复功能。

5.能实现塑性铰外移。钢结构节点的最新研究成果表明，采用塑性铰外移的方法能提高节点延性，从而避免在强震作用下梁柱接头发生脆性破坏。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种装配式混凝土柱-钢梁耗能型节点连接装置，正常使用时是刚性的，通过在连接部位设置的耗能装置使得结构具有良好的耗能能力，能提供中、大震后的可修复功能，从而保证结构的整体稳定性和降低灾后修复的代价，可广泛应用于地震区的装配式框架结构之中。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种装配式混凝土柱-钢梁耗能型节点连接装置，包括预制混凝土柱、预埋入预制混凝土柱并外伸出预制混凝土柱柱面的预埋钢梁和连接预埋钢梁的中间钢梁，所述预埋钢梁和中间钢梁的横截面均为H型，预埋钢梁和中间钢梁的腹板通过腹板盖板连接，预埋钢梁和中间钢梁的翼缘通过连接盖板连接。

所述连接盖板包括长圆孔连接盖板和圆孔连接盖板，长圆孔连接盖板上设有长圆形孔，圆孔连接盖板上设有圆形孔；所述长圆孔连接盖板与预埋钢梁和中间钢梁之间设有摩擦片；腹板盖板的外侧放置有腹板附加盖板，腹板附加盖板与腹板盖板之间设有腹板摩擦。

所述腹板盖板上设有圆形孔和长圆形孔，腹板盖板通过螺栓与圆形孔的配合与预埋钢梁连接，腹板盖板通过螺栓与上部的圆形孔、下部的长圆形孔的配合与中间钢梁连接；所述连接盖板上设有长圆形孔或圆形孔，连接盖板通过螺栓和长圆形孔或圆形孔的配合分别与预埋钢梁和中间钢梁连接。

在本发明中，混凝土柱在工厂进行预制，其中预埋入一段外伸出柱面的预埋钢梁。梁柱采用的是梁贯通式连接，工厂预制的混凝土柱和预埋钢梁，经现场吊装就位后，采用摩擦型高强螺栓、连接盖板和摩擦片将节点区预埋钢梁与中间钢梁连接，预制混凝土柱与之间采用套筒浆锚技术连接形成整体框架结构。

上述预埋钢梁和中间钢梁在腹板和翼缘表面之间放入黄铜或铝这类材料的摩擦板，通过摩擦型高强螺栓上的预应力，提供垂直于摩擦面的正压力，在正常使用时，连接表现为刚性的，在强震作用下形成滑移铰，通过摩擦耗散地震能量。

上述预制混凝土柱连接部位通过下翼缘处和腹板底部螺栓的滑移来产生以上翼缘为转动中心的相对转动，从而降低了对楼板的拉裂不利影响。

上述预埋钢梁在远离柱面处采用摩擦型高强螺栓、连接盖板进行连接，通过在连接盖板上合理的布置螺栓，将塑性铰（滑移铰）控制在连接部位，从而不仅使得塑性铰远离了柱面，有效地降低了节点核心区所受的剪力，为核心区减少或取消箍筋创造条件，而且能够改善塑性铰区的转动能力和抗剪性能，提高塑性铰区的延性和耗能能力，最终实现整体框架强柱弱梁的屈服耗能机制。