[发明专利]低多层装配式混凝土梁柱半刚性连接节点的设计方法

说明书

本发明公开了一种低多层装配式混凝土梁柱半刚性连接节点的设计方法，包括步骤：1)在对半刚性连接结构分析的基础上建立梁柱半刚性节点模型；2)分析梁柱半刚性节点模型的失效形式，确定节点连接的抗弯承载力；3)确定梁端混凝土截面的抗弯承载力，4)确定梁柱半刚性节点的抗弯承载力。本设计方法建立的梁柱半刚性节点结构简单，不用进行二次混凝土浇筑或灌浆，便于快速安装。本发明通过合理的设计可实现破坏模式可控，保证了连接节点的安全性。与传统现浇框架节点以梁端产生塑性铰耗能不同，本发明所采用半刚性节点以梁柱产生相对转角进行耗能，破坏主要发生在梁端截面或节点连接件，而保持柱的完好性，可实现梁构件的可更换。

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，特别涉及一种梁柱连接结构的设计方法。

背景技术

混凝土结构在我国使用广泛，根据建筑物的施工方式可分为现浇混凝土结 构和装配式混凝土结构。装配式混凝土结构是将工厂预制的构件运输到施工现 场，通过现场装配的方式拼接而成的结构。其特点是建造工期短、产品质量高、 能源损耗低、环境污染小、劳动力成本低等，是实现建筑业可持续发展的必然 选择。

在住宅工程中，低多层住宅是较为适宜的一种住宅形式，与高层住宅相比 具有诸多优势，尤其在我国中小城市或乡镇建设中，低多层住宅、低多层建筑 仍占据着重要地位。农村城镇化建设日益加快，城市郊区以及城镇地区将是未 来应用低多层装配式建筑的主要地区。欧洲低多层装配式混凝土结构采用预制 混凝土桁架钢筋叠合楼板、预制大板、双面叠合墙板等预制构件，在施工现场 采用干式连接的方法进行装配，安装快速便捷。我国装配式混凝土建筑依据《装 配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231)和《装配式混凝土结构技术规程》 (JGJ1)，采用“等同现浇”原则进行设计，导致节点构造施工的要求较高， 施工过程繁琐，没有充分发挥装配式建筑的集成、高效的特点，难以在农村城 镇等地区大范围推广低多层装配式建筑。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种低多层装配式混凝土梁柱半刚性连接节点的设计 方法，以保证配式混凝土建筑梁柱节点结构的可靠性，解决现有装配式混凝土建 筑的节点结构复杂，现场节点安装繁琐的技术问题。

本发明低多层装配式混凝土梁柱半刚性连接节点的设计方法，包括以下步 骤：

1)建立梁柱半刚性节点模型，所述梁柱半刚性节点模型包括柱、梁、高强 螺栓、垫板和型钢构件，所述型钢构件包括端板、垂直于端板的水平受拉钢板、 垂直于端板和水平受拉钢板的上加劲肋板、垂直于端板的水平受压钢板及垂直 于端板和水平受压钢板的下加劲肋板，所述端板靠在梁的端面上，水平受拉钢 板和水平受压钢板预埋在梁的端部内，且梁内的钢筋的端部分别弯锚在水平受 拉钢板和水平受压钢板上；所述端板靠在柱的一侧，所述垫板设置在柱的另一 侧，所述高强螺栓预埋在柱中，且高强螺栓的两端分别与垫板和端板连接；

2)分析梁柱半刚性节点连接的失效形式，确定节点连接的抗弯承载力，其 包括步骤：

a)由隔离体的力平衡条件得到：

C_b＝T_p-C_p (1)

其中：T_p为端板抗拉承载力，T_p距梁的中和轴的距离为d₁；C_P为端板受压 部分的作用力，C_P距梁的中和轴的距离为d₂；C_b为梁柱接触面压力合力，C_b距 梁的中和轴的距离为d₃；

b)求取端板受拉弯矩端板受拉弯矩即为端板横截面的塑性弯矩M_pp， 即：

c)对梁端截面中和轴取距，得到型钢构件节点连接弯矩为：