[发明专利]装配式自恢复钢管混凝土组合节点及安装方法和结构体系

说明书

本发明涉及建筑结构构件技术领域，公开了一种装配式自恢复钢管混凝土组合节点及结构体系，所述节点包括方钢管柱和H型钢梁，方钢管柱内贯穿钢筋；方钢管柱包括上段钢管柱、中心钢管柱和下段钢管柱，上段钢管柱与中心钢管柱之间、中心钢管柱与下段钢管柱之间均通过套筒连接件连接；中心钢管柱的侧边上固定有钢梁连接件，H型钢梁通过与钢梁连接件和套筒连接件连接来实现与钢管柱之间的连接。本发明的节点受力合理明确，方案简单，施工方便，可以很好的实现自恢复减震控制效果，保证结构在地震作用下的安全，可广泛应用于建筑结构消能减震技术领域。

技术领域

本发明涉及建筑结构构件技术领域，具体而言，涉及一种装配式自恢复钢管混凝土组合节点及安装方法和结构体系。

背景技术

钢结构建筑具有强度高、自重轻、施工速度快、抗震性能好及工业化程度高等特点。钢结构构件通过连接节点组成结构体系，节点形式的选择对于结构整体性、可靠度、建设周期以及附属构件设计施工有着直接的影响。

可恢复功能结构是一种新型的减震控制结构，它不仅能在地震时保护人们的生命财产安全，也能帮助人们在大地震之后，尽快恢复正常生活，是结构抗震设计的一个理想的新方向。可恢复结构体系主要包括可更换结构构件，摇摆结构，以及自复位结构等。结构的摇摆可以降低地震作用和结构本身的延性设计需求，减小地震破坏，节约结构造价，放松结构与基础间约束或构件间约束，使结构与基础或构件接触面处仅有受压能力而无受拉能力，则结构在地震作用下发生摇摆，通过预应力使结构复位，形成自复位结构。自复位结构是一种以减少建筑结构震后残余变形为目标的新型结构形式，该体系既能有效控制结构最大变形，又能减少甚至消除结构的残余变形，使建筑结构能在震后快速恢复使用功能，实现“中震可修”的抗震设防目标。

目前诸多学者在框架结构体系梁柱节点中框架梁处设置了预应力拉索来实现自复位，实现地震后结构恢复其原有功能，短梁段与柱通过在工厂张拉预应力索完成连接，在施工现场只需通过全栓接或栓焊混合连接安装中间梁段，现场无需张拉预应力拉索，方便了施工、提高了施工质量且减少了安装时间。但是对于在柱间采用高强钢筋的钢管混凝土组合节点实现柱间自恢复方面有待研究和开发。

发明内容

本发明的主要目的在于针对上述问题，提供一种全装配式、具有自恢复功能的钢管混凝土组合节点及由其构成的结构体系。

为了实现上述目的，本发明所述的装配式自恢复钢管混凝土组合节点，包括方钢管柱Ⅰ和H型钢梁，方钢管柱Ⅰ内贯穿钢筋；

方钢管柱Ⅰ包括上段钢管柱、中心钢管柱和下段钢管柱，上段钢管柱与中心钢管柱之间、中心钢管柱与下段钢管柱之间均通过套筒连接件连接；

上段钢管柱上端和下段钢管柱下端均固定有钢筋固定板，钢筋固定板中心设置有通孔，通孔四周设置有钢筋孔；钢筋依次穿过上段钢管柱上端的钢筋固定板、方钢管柱Ⅰ和下段钢管柱下端的钢筋固定板；

套筒连接件包括中心方管和端板，端板垂直固定于中心方管侧边的中心位置上，将中心方管分成上下两部分，中心方管的边长小于方钢管柱Ⅰ的边长，一个套筒连接件的中心方管的上部分插入到上段钢管柱下端，下部分插入到中心钢管柱上端，另一个套筒连接件的中心方管的上部分插入到中心钢管柱下端，下部分插入到下段钢管柱上端，上下两个套筒连接件的端板之间的距离与H型钢梁的高度相同；

中心钢管柱的侧边上固定有钢梁连接件，钢梁连接件包括相互垂直的两边，一边固定在中心钢管柱上，另一边与H型钢梁的腹板连接，H型钢梁的上下翼缘板分别与上下两个套筒连接件的端板连接。

进一步的，中心钢管柱的侧边上固定有两个对称设置的钢梁连接件，H型钢梁的腹板插入到两个钢梁连接件之间，三者通过螺栓连接。

进一步的，套筒连接件为“十”字型，包括四个端板，与四个H型钢梁连接。

进一步的，套筒连接件为“T”型，包括三个端板，与三个H型钢梁连接。