一种基于弯剪分离的装配式混凝土梁-耗能段组合节点的制作方法

本发明涉及装配式建筑结构技术领域，具体为一种基于弯剪分离的装配式混凝土梁-耗能段组合节点。

背景技术：

全装配式混凝土框架结构主要由预制混凝土梁、预制混凝土柱和全预制楼板组成，在预制混凝土梁和预制混凝土柱之间部分或全部通过干式节点进行连接，具有装配效率高、施工工期短、工业化程度高等优点，是符合建筑工业化发展趋势的优势结构体系之一。然而，梁柱干式连接节点的转动刚度较弱，使得整体结构的抗侧刚度有限，不利于在高层建筑结构中使用。另外，全装配式混凝土框架结构的抗震性能和震后功能快速恢复能力较差，从而造成该种结构在使用上受到极大限制。

当前国家日益重视建筑结构的抗震性能和震后功能快速恢复能力。Y形偏心支撑结构体系是一种抗震性能和震后功能恢复能力良好的结构体系，地震作用下通过耗能段耗散所输入的能量，有效保护主体结构不发生损伤，且将破坏仅集中在耗能段上。基于此，将Y形偏心钢支撑引入全装配式混凝土结构体系中，可有效解决由梁柱转动刚度较小所引起的抗侧刚度弱的问题，且通过耗能段耗散地震动所输入的能量，保护装配式混凝土框架结构不发生损伤或破坏，从而使所提出的结构体系具有良好的抗震性能和震后功能恢复能力，以使其与当前的抗震设防目标相适应。

然而，为保证地震作用下全装配式混凝土框架-偏心钢支撑结构体系的损伤或破坏仅发生在耗能段，装配式混凝土梁耗能段连接节点在弯矩和剪力作用下的抗震性能是关键问题之一。为此，提出一种基于弯剪分离的装配式混凝土梁-耗能段组合节点，具有抗震性能强、承载力高、受力明确、装配及修复效率高和震后功能可快速恢复等优点。预期在结构遭遇地震作用时，由耗能段所传递给连接节点的弯矩和剪力分别由对穿高强螺杆和T形抗剪键承担，受力明确，并保证节点不发生任何破坏或损伤，使相应结构实现损伤仅集中在耗能构件上。基于此，本创造提出一种基于弯剪分离的装配式混凝土梁-耗能段组合节点。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于弯剪分离的装配式混凝土梁-耗能段组合节点，解决了装配式混凝土梁与耗能段连接节点中承载能力不足、装配效率低和震后损伤大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于弯剪分离的装配式混凝土梁-耗能段组合节点，包括装配式混凝土梁、耗能段，抗剪钢板和加劲肋，所述装配式混凝土梁包括纵向钢筋和封闭箍筋，所述装配式混凝土梁跨中位置设置有预埋件，所述纵向钢筋对称布置在装配式混凝土梁四个角上，所述封闭箍筋沿纵向钢筋四周竖向等距布置，所述纵向钢筋与封闭箍筋采用绑扎连接，所述耗能段两端分别设置外伸端板Ⅰ和外伸端板Ⅱ，所述加劲肋对称设置在耗能段跨中腹板两侧，所述外伸端板Ⅰ上开有螺栓孔Ⅲ，所述预埋件包括预埋钢板Ⅰ、预埋钢板Ⅱ、预埋套筒、T形连接件和低弹模垫片，所述预埋钢板Ⅰ上开有螺栓孔Ⅰ，所述预埋钢板Ⅱ上开有螺栓孔Ⅱ，所述预埋套筒两端分别与预埋钢板Ⅰ和预埋钢板Ⅱ焊接连接，所述抗剪钢板设置在预埋钢板Ⅰ远离预埋套筒一侧的两端，所述抗剪钢板与预埋钢板Ⅰ采用三面围焊连接，所述T形连接件包括水平钢板和竖向钢板，所述T形连接件设置在预埋钢板Ⅰ靠预埋套筒一侧，所述水平钢板与预埋钢板Ⅰ焊接连接，所述预埋钢板Ⅰ两侧设置有3mm厚的低弹模垫片，所述预埋钢板Ⅱ两侧设置有3mm厚的低弹模垫片，所述预埋钢板Ⅰ和预埋钢板Ⅱ分别均与装配式混凝土梁表面平齐，所述装配式混凝土梁与耗能段之间通过对穿高强螺栓和螺帽连接，安装时螺帽和预埋钢板之间设置有丁基橡胶垫片。

优选的，所述装配式混凝土梁采用整体现浇的方式连接有装配式混凝土柱，所述耗能段的外伸端板Ⅱ焊接连接有钢支撑。

优选的，所述预埋钢板Ⅰ与外伸端板Ⅰ的中心重合，所述外伸端板Ⅰ设置在左右2块抗剪钢板之间，所述外伸端板Ⅰ长度与2块抗剪钢板间距相等。

优选的，所述预埋套筒、螺栓孔Ⅰ、螺栓孔Ⅱ和螺栓孔Ⅲ直径均相等，且比对穿高强螺杆直径大2mm，所述预埋套筒、螺栓孔Ⅰ、螺栓孔Ⅱ和对穿高强螺杆的中心重合。

优选的，所述T形连接件中的水平钢板与耗能段翼缘等厚，所述水平钢板设置在耗能段翼缘延长线上，所述竖向钢板与水平钢板的中心重合。

本发明提供了一种基于弯剪分离的装配式混凝土梁-耗能段组合节点。具备以下有益效果：

该基于弯剪分离的装配式混凝土梁耗能段连接节点，通过在装配式混凝土梁跨中设置预埋件，以及耗能段、T形连接件、抗剪钢板、钢套筒、低弹模垫片、丁基橡胶垫片和对穿螺杆的配合使用，从而可以将耗能段与装配式混凝土梁采用对穿高强螺杆连接，通过设置3mm厚的低弹模垫片，可使得剪力作用下预埋钢板与混凝土间不发生水平接触，通过设置抗剪钢板，可将耗能段剪力全部传递至T形连接件上，通过设置钢套筒直径比对穿高强螺杆直径大于2mm，可避免高强螺杆承担剪力而仅受弯矩作用。基于此，可将连接节点上所受剪力和弯矩进行分开，有效减小或避免混凝土及节点的损伤，使得该种新型连接节点在经历大震变形后仍不会生损伤，仅将构件屈服或破坏发生在耗能段上，具有抗震性能强、承载力高、受力明确、装配及修复效率高和震后功能可快速恢复等优点，从而实现可观的经济效益。

附图说明

图1为本发明装配式组合结构示意图，

图2为一种基于弯剪分离的装配式混凝土梁-耗能段组合节点示意图，

图3为本发明带预埋件的装配式混凝土梁示意图，

图4为本发明耗能段示意图，

图5为本发明预埋件示意图，

图6为本发明节点图2的A处放大图，

图7为本发明图2的B-B剖面图，

图8为本发明图2的C-C剖面图，

图9为本发明图2的D-D剖面图，

图10为本发明图2的E-E剖面图，

图11为本发明预埋钢板Ⅰ平面图，

图12为本发明预埋钢板Ⅱ平面图，

图13为本发明T形连接件示意图。

图中：1、装配式混凝土柱，2、装配式混凝土梁，3、耗能段，4、钢支撑，5、预埋钢板Ⅰ，6、预埋钢板Ⅱ，7、预埋套筒，8、螺栓孔Ⅰ，9、螺栓孔Ⅱ，10、抗剪钢板，11、水平钢板，12、竖向钢板，13、低弹模垫片，14、纵向钢筋，15、封闭箍筋，16、外伸端板Ⅰ，17、外伸端板Ⅱ，18、加劲肋，19、螺栓孔Ⅲ，20、对穿高强螺杆，21、螺帽，22、丁基橡胶垫片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-13所示，本发明提供一种技术方案：一种基于弯剪分离的装配式混凝土梁-耗能段组合节点，包括装配式混凝土梁2、耗能段3，抗剪钢板10和加劲肋18，装配式混凝土梁2包括纵向钢筋14和封闭箍筋15，装配式混凝土梁2采用整体现浇的方式连接有装配式混凝土柱1，耗能段3的外伸端板Ⅱ17焊接连接有钢支撑4，装配式混凝土梁2跨中位置设置有预埋件，纵向钢筋14对称布置在装配式混凝土梁2四个角上，封闭箍筋15沿纵向钢筋14四周竖向等距布置，纵向钢筋14与封闭箍筋15采用绑扎连接，耗能段3两端分别设置外伸端板Ⅰ16和外伸端板Ⅱ17，加劲肋18对称设置在耗能段3跨中腹板两侧，外伸端板Ⅰ16上开有螺栓孔Ⅲ19，预埋件包括预埋钢板Ⅰ5、预埋钢板Ⅱ6、预埋套筒7、T形连接件和低弹模垫片13，T形连接件中的水平钢板11与耗能段3翼缘等厚，水平钢板11设置在耗能段3翼缘延长线上，竖向钢板12与水平钢板11的中心重合，预埋套筒7、螺栓孔Ⅰ8、螺栓孔Ⅱ9和螺栓孔Ⅲ19直径均相等，且比对穿高强螺杆20直径大2mm，预埋套筒7、螺栓孔Ⅰ8、螺栓孔Ⅱ9和对穿高强螺杆20的中心重合，预埋钢板Ⅰ5与外伸端板Ⅰ16的中心重合，外伸端板Ⅰ16设置在左右2块抗剪钢板10之间，外伸端板Ⅰ16长度与2块抗剪钢板10间距相等，预埋钢板Ⅰ5上开有螺栓孔Ⅰ8，预埋钢板Ⅱ6上开有螺栓孔Ⅱ9，预埋套筒7两端分别与预埋钢板Ⅰ5和预埋钢板Ⅱ6焊接连接，抗剪钢板10设置在预埋钢板Ⅰ5远离预埋套筒7一侧的两端，抗剪钢板10与预埋钢板Ⅰ5采用三面围焊连接，T形连接件包括水平钢板11和竖向钢板12，T形连接件设置在预埋钢板Ⅰ5靠预埋套筒7一侧，水平钢板11与预埋钢板Ⅰ5焊接连接，预埋钢板Ⅰ5两侧设置有3mm厚的低弹模垫片13，预埋钢板Ⅱ6两侧设置有3mm厚的低弹模垫片13，预埋钢板Ⅰ5和预埋钢板Ⅱ6分别均与装配式混凝土梁2表面平齐，装配式混凝土梁2与耗能段3之间通过对穿高强螺栓20和螺帽21连接，安装时螺帽21和预埋钢板之间设置有丁基橡胶垫片22。

使用时，先将T形连接件和抗剪钢板10焊接在预埋钢板Ⅰ5上，并将开有螺栓孔Ⅱ9的预埋钢板Ⅰ5、开有螺栓孔Ⅰ8的预埋钢板Ⅱ6和预埋套筒7焊接连接，随后在预埋钢板Ⅰ5和预埋钢板Ⅱ6两端分别设置3mm厚的低弹模垫片13，并预埋在装配式混凝土梁2的跨中指定位置。在装配式混凝土梁2中设置纵向钢筋14和封闭箍筋15，并浇筑混凝土。在形成带预埋件的装配式混凝土梁后，将耗能段3设置在预埋钢板Ⅰ5远离预埋钢板Ⅱ6一侧的抗剪钢板10之间，并通过对穿高强螺杆20连接。当结构遭遇地震作用时，由于耗能段3与预埋钢板Ⅰ5之间设置了抗剪钢板10，节点处所有剪力都经过抗剪钢板10经预埋钢板Ⅰ5传递给T形抗剪键上，且预埋钢板Ⅰ5和预埋钢板Ⅱ6两端设置了3mm厚的低弹模垫片13，可有效避免由剪力所产生的钢板与混凝土间的挤压。另外，对穿高强螺杆20比预埋套筒7的直径小2mm，可保证高强螺杆20仅承受弯矩而不承受剪力作用，由此形成弯剪分式的连接节点，从而使得该种新型连接节点在经历大震变形后仍不会生损伤，仅将构件屈服或破坏发生在耗能段上，具有抗震性能强、承载力高、受力明确、装配及修复效率高和震后功能可快速恢复等优点，从而实现可观的经济效益。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。