[发明专利]一种应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件

说明书

本发明提出了一种应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件，其特征在于：所述的装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件包括锚固块(1)、与锚固块(1)连接的耗能棒(2)、连接耗能棒(2)和梁内纵向钢筋的可调组合钢筋接头(3)；所述的锚固块(1)和耗能棒(2)预埋在预制框架柱的节点核心区内。该耗能连接组件的应用符合建筑工业化发展要求，具有可批量生产、快速装配施工的优点，采用该耗能连接组件的节点延性好、耗能能力强。

技术领域

本发明属于建筑工程领域，涉及装配式混凝土框架结构，具体为一种应用于装配式混凝土框架节点核心区的耗能连接组件。

背景技术

近几十年来，装配式混凝土结构以其工业化生产和装配式施工的特点，越来越得到工程师的青睐，被广泛地应用并得到了迅猛的发展。伴随着基于性能的抗震设计理论研究的深入，人们对结构损伤控制的要求越来越高，高延性耗能元件的研究与应用受到了越来越多的关注，在美国、新西兰、日本等国家和地区，在装配式结构中加入延性耗能元件的做法已经日趋成熟，在结构体系中采用装配技术和耗能减震技术已经成为建筑行业未来发展的趋势之一。

梁柱节点连接的抗震性能是装配式混凝土框架结构抗震能力发挥的关键因素。框架结构的节点是地震作用下内力较大的部位，容易产生塑性铰，同时也是装配式混凝土框架结构的预制构件交汇之处，这使得连接的性能在装配式混凝土结构中显得尤为重要。框架结构往往需要利用梁端的塑性变形耗散地震能量，因此连接应利于节点处梁端在反复水平作用下发挥良好的滞回性能，从而减轻地震响应。此外，节点的连接安装工艺是装配式混凝土框架结构安装的关键要素。装配式混凝土框架结构中，预制构件在工厂制作，可以通过流水线施工提高生产效率；而现场的连接安装仍需人工操作来完成。节点连接的工艺是否便于操作，是否具有快捷的安装流程，将对工业化建筑的建造效率产生关键影响。

诱导屈服机制是保证装配式混凝土框架结构梁柱节点连接抗震性能的关键要素。钢筋混凝土构件的滞回耗能主要来自于纵向钢筋的屈服。现浇施工工艺下，节点、连接和构件一体化成型，节点附近的钢筋和混凝土都是连续的，使得构件和节点具有相关的承载性能，而由于节点受力复杂，要实现强节点弱构件需采取较严格的构造要求。装配式混凝土框架结构中，节点处的连接滞后于构件的制作完成，使得工程师有条件在连接处采取特殊的构造和优质的耗能连接，从而充分发挥这种结构的抗震性能，保证其抗震能力。

美国Dywidag公司使用的延性连接(Dywidag Ductile Connector，DDC)将金属轴心受力构件的滞回耗能原理应用于节点核心区中。该延性连接构造简单，制作安装方便，耗能效果良好，造价相对低廉，目前在美国等发达国家和地区已经展开应用，特别是在加州地震区的大型装配式混凝土结构中应用较多。试验表明，该种延性连接的引入显著提升了结构的抗震性能，具有优越的耗能性能。DDC使用转换块来传递耗能棒和梁内纵向钢筋之间的轴向力，转换块与耗能棒相应的位置开有通孔，与梁内纵向钢筋相应的位置开有带内螺纹的沉头孔，耗能棒的外端为带有内螺纹的套筒，首先将纵向钢筋采用螺纹与转换块的沉头孔进行固定，然后采用螺栓穿过转换块的通孔拧入耗能棒的端部套筒的内螺纹中。

防止塑性铰附近钢筋受压时的屈曲是发挥塑性铰耗能特性的前提。现浇钢筋混凝土框架节点中，在节点处塑性铰区发生较大塑性转角时，由于纵向受压钢筋屈服时周边的箍筋和混凝土无法约束其屈曲，会导致外侧混凝土崩裂、箍筋崩断及纵向受压钢筋失稳等现象产生，承载能力瞬间降低，塑性铰失去转动能力。这说明，防止耗能的纵向钢筋受压屈服后的屈曲是发挥塑性铰耗能特性的关键。DDC将塑性区段钢筋放置在柱节点核心区内，使耗能棒的四周均处于混凝土的约束中，防止了塑性区段钢筋的失稳。但是，DDC与梁内纵向钢筋的连接较为复杂。