一种适用于装配式混凝土结构的新型节点连接装置的制作方法

本实用新型涉及建筑领域，且特别涉及一种适用于装配式混凝土结构的新型节点连接装置，可应用于在地震多发区的装配式框架结构、装配式框架-剪力墙结构、装配式框架-核心筒结构。

背景技术：

当前，预制装配式混凝土结构为满足等同现浇的要求，保证预制装配式混凝土结构的整体性能，节点构造复杂，这给设计、生产、施工造成了很多困难，严重制约了建筑工业化的发展。本实用新型提出了一种适用于装配式混凝土结构的高性能节点连接装置，可以改变梁柱、梁墙节点的传力路径，绕开了节点区，使节点受力减小，从而可以进行简化设计，达到简化节点构造的目的。

装配式混凝土建筑施工时，对各类预制构件进行吊装装配，必然会使用很多支撑系统。设置支撑造成施工现场杂乱，影响施工进度。使用本实用新型的高性能节点连接，可以省去梁支撑，预制梁在吊装时直接搁置在节点装置的连接钢板上并用螺栓进行固定，无需再设支撑。这样可以减少施工现场支撑的设置，大大改善施工现场杂乱的状况，大大提高施工效率。

装配式混凝土结构与现浇混凝土结构相比，其整体性相对较弱、节点构造复杂。同时，装配式混凝土结构的抗震性能受到工程界与学术界的密切关注。已有研究表明，装配式混凝土结构在地震下的破坏特征主要表现为因各构件间的连接破坏而导致结构整体的离散、倒塌，而预制构件本身较少发生损坏。以往国内外对装配式混凝土结构抗震性能的研究主要集中在构件节点，对结构整体抗震性能的研究相对较少。对节点的研究主要致力于通过一定的构造措施以提高构件节点的抗震能力，属于传统抗震结构的范畴，而复杂的构造措施往往导致构件节点施工复杂，结构整体依然依靠自身构件的塑性变形来耗散地震能量，且结构整体对于竖向地震动作用尚缺乏有效的隔绝措施。寻求更为合理的抗震性能，并抵御某种程度上不可预测的灾难性地震，成为装配式混凝土结构进－步发展的首要任务。

消能减震技术是现代结构振动控制理论应用于结构抗震设防中的一种有效方法，现有工程实例验证了其提高结构抗震性能的有效性，保证了建筑结构在强地震作用下的结构安全与人员安全。因此，将消能减震技术应用于装配式混凝土结构，在一定程度上可大大提高结构的抗震性能，使得结构在地震作用下能够满足抗震设防要求，具有重要的工程价值与广泛的应用前景。

减震技术应用于预制混凝土结构可以有效地改善预制混凝土结构节点抗震性能薄弱的问题，实现了地震作用下上部结构的被动控制与能量耗散，对于提高预制混凝土结构的整体抗震性能具有重要的理论意义与工程应用价值。

目前研发的绝大部分阻尼器一般通过钢支撑与主体结构连接，支撑结构形式主要有斜杆型、人字型、门架型、交叉型等，这些额外的支撑构件一方面增加了阻尼器安装施工工序和时间，且浪费了材料；另一方面钢支撑安装于结构中，虽增加了抗侧刚度，但对结构也易产生附加内力；再者建筑结构中门窗的布置极大的受限，占用了过多的建筑空间，影响了结构的使用功能，给人空间上的压抑感，有碍建筑美观。而且目前这些阻尼器的市场仍处于几家公司的垄断状态，导致阻尼器的价格非常昂贵，另外这些阻尼器在相应的设计与分析软件中还没有有效的方法来实现，使得结构设计人员难以了解和熟知其性能和特点，从而制约了该种耗能减震技术在结构中尤其是在抗震性能较差的梁柱节点区的应用。

本实用新型安装于结构的节点位置，不影响建筑门窗布置，无需占用过多的建筑空间，不会造成空间压抑感和影响建筑美观。

技术实现要素：

本实用新型针对装配式混凝土结构节点连接复杂、施工现场支撑系统较多的缺点，提出一种适用于装配式混凝土结构的高性能节点连接装置。使得该产品具有传力、支撑、阻尼三大功能，即在施工阶段，该连接可为预制构件的安装提供临时支撑，免去传统支撑系统，节约施工工期，节省工程造价；在正常使用阶段，可通过该连接为结构提供传力，减小节点部位的内力，为简化节点构造提供空间；在地震时，利用节点耗能性能减小结构的地震反应，从而保护主体建筑不受地震力的破坏。此外，为了克服传统结构耗能减震产品尺寸较大、影响建筑功能使用的问题，提出将阻尼功能集成于上述连接产品之中，实现抗震阻尼器的小型化和集成化，最大限度减少对建筑使用空间的影响。

为了达到上述目的，本实用新型提出一种适用于装配式混凝土结构的新型节点连接装置，包括：

节点阻尼器，其为节点摩擦阻尼器或节点金属阻尼器；

端板，其包括第一连接板和第二连接板，分别设置于所述节点阻尼器的两端；

连接螺栓，将所述两侧端板分别安装在预留孔道的预制梁、预制柱或剪力墙上。

进一步的，所述节点摩擦阻尼器设置有摩擦片板，其包括六摩擦片板和五摩擦片板，所述五摩擦片板和六摩擦片板交错组合并通过螺栓连接固定组成摩擦片板。

进一步的，所述六摩擦片板为并列设置在端板表面的六个扇形板，每个扇形板上沿其圆弧角度分别设置有弧形圆头滑道。

进一步的，所述五摩擦片板为并列设置在端板表面的五个扇形板，其圆弧角度和板厚度分别与六摩擦片的圆弧角度和间距相匹配。

进一步的，所述节点金属阻尼器由一块内钢板、两块外钢板、软钢耗能钢片和套箍件组成，

其中，所述的内钢板呈镂空形式，两块外钢板也呈镂空形式，内钢板和外钢板平行放置，所述的软钢耗能钢片的中部垂直嵌入内钢板上的镂空中，两端分别垂直嵌入两侧外钢板的镂空中，外钢板外表面设有限位套箍件，所述软钢耗能钢片伸出外钢板部分与限位套箍件用螺栓连接。

进一步的，所述套箍件位于外钢板的外侧并焊接在外钢板的外侧面上，所述套箍件和软钢耗能钢片之间采用高强螺栓连接，用以固定所述软钢耗能钢片。

进一步的，所述软钢耗能钢片采用屈服强度100MPa～225MPa之间的钢材制成。

进一步的，所述内钢板、外钢板以及套箍件采用屈服强度不低于235MPa的钢材制成。

进一步的，所述端板采用屈服强度不低于235MPa的钢材制成。

本实用新型提出一种适用于装配式混凝土结构的高性能节点连接装置，主要适用于装配式混凝土框架、框剪、框筒结构的梁柱和梁墙节点。

预制框架柱与预制框架梁、核心筒剪力墙与预制框架梁之间通过节点连接，节点力通过阻尼器传递，绕开了梁柱、梁墙节点区，改变预制装配式混凝土结构梁柱、梁墙节点的内力传递途径，减小节点端部弯矩和剪力值，使装配式混凝土结构体系受力更为合理；从而改变梁柱、梁墙端的设计控制截面位置，使得抗震设计时的“强节点、弱构件”机制得以实现，节点区内力的减小可以对其进行优化设计，达到简化设计的目的。可以有效减少及延迟墙、柱节点核心区的裂缝开展，使节点核心区处塑性铰外移，保护了相对薄弱的节点核心区和梁端后浇区。

新型节点连接可直接安装于结构梁柱、梁墙节点区，避免了使用其它附属安装及支撑杆件，节点连接的预埋件能在预制构件制作过程中精准的预埋其中，保证装置安装精度。在施工过程中，新型节点连接一侧的端板连接钢板与框架柱或剪力墙的预埋件连接，不需要另设支撑。然后吊装预制框架梁，将预制梁搁置在新型节点连接的另一侧的端板上并用螺栓与预制梁的预埋件固定，此时节点阻尼器作为梁的临时支撑，这样可以免去传统支撑系统，减少施工工序和时间，避免材料浪费，节省工期和造价。

在多遇地震水准下该新型节点能为结构提供一定的刚度，减小结构的侧向变形，但不提供阻尼；在基本烈度、罕遇地震水准下节点的阻尼发挥作用，实现耗能减震的作用，从而保护其他主要受力构件。阻尼器既能提高预制装配式混凝土结构连接节点的耗能能力，控制节点位置梁的开裂，又能耗散能量保护主体结构，提高整体结构的抗震性能，避免结构在地震中产生严重破坏或倒塌，实现构件与整体结构抗震性能提高的“双赢”效果。震后修复方便，更换连接梁柱和梁墙的耗能减震装置，为结构可恢复性提供硬件保障。

该高性能节点连接装置取消传统阻尼器中的附属支撑杆件，通过两侧的连接钢板与梁、柱、墙中的预埋件相连，阻尼器安装在梁柱或者梁墙节点处，体积较小，使用灵活，不会影响建筑使用功能。只需在预制构件(预制柱、预制梁、预制墙)制作时放置预埋件，安装时将阻尼器的连接钢板通过螺栓与预制构件连接，操作简单快速。此类连接方式适合工厂大批量生产，确保精确度。这正符合装配式建筑工业化的要求。

装配式混凝土结构的高性能节点连接能够满足设计规范和基于性能的抗震设计要求。

附图说明

图1所示为本实用新型较佳实施例的节点摩擦阻尼器结构示意图。

图2所示为本实用新型较佳实施例的节点金属阻尼器结构示意图。

图3所示为本实用新型较佳实施例的节点连接装置布局示意图。

图4所示为本实用新型较佳实施例的节点连接装置结构传力路径示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出本实用新型的具体实施方式，但本实用新型不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参考图1和图2，图1所示为本实用新型较佳实施例的节点摩擦阻尼器结构示意图。图2所示为本实用新型较佳实施例的节点金属阻尼器结构示意图。实用新型提出一种适用于装配式混凝土结构的新型节点连接装置，包括：节点阻尼器，其为节点摩擦阻尼器100或节点金属阻尼器600；端板200，其包括第一连接板210和第二连接板220，分别设置于所述节点阻尼器100的两端；连接螺栓300，将所述两侧端板200分别安装在预留孔道的预制梁、预制柱或剪力墙上。

根据本实用新型较佳实施例，所述节点摩擦阻尼器100设置有摩擦片板400，其包括六摩擦片板410和五摩擦片板420，所述五摩擦片板420和六摩擦片板410交错组合并通过螺栓500连接固定。两侧端板200为矩形板，将摩擦片板400固接在端板200上。

进一步的，所述六摩擦片板410为并列设置在端板200表面的六个扇形板，每个扇形板上沿其圆弧角度分别设置有弧形圆头滑道。所述五摩擦片板420为并列设置在端板200表面的五个扇形板，其圆弧角度和板厚度分别与六摩擦片410的圆弧角度和间距相匹配。在与摩擦片板400相连的端板200上设置安装螺孔，使用连接件如螺钉、螺杆等通过安装螺孔将摩擦片板400的两侧端板200分别安装在预留孔道的预制梁、预制柱或剪力墙上。节点摩擦阻尼器100两端板的夹角及大小形状需要与需安装该阻尼器的预制梁、预制柱、剪力墙的预安装面大小及夹角相匹配，需要对应加工的是六摩擦片410和五摩擦片420的扇形角度、间隔和厚度，以保证摩擦片的稳定滑动。

所述节点金属阻尼器600由一块内钢板610、两块外钢板620、软钢耗能钢片630和套箍件640组成，其中，所述的内钢板620呈镂空形式，两块外钢板620也呈镂空形式，内钢板610和外钢板620平行放置，所述的软钢耗能钢片630的中部垂直嵌入内钢板610上的镂空中，两端分别垂直嵌入两侧外钢板620的镂空中，外钢板620外表面设有限位套箍件640，所述软钢耗能钢片630伸出外钢板部分与限位套箍件640用螺栓连接。两侧端板700为矩形板，内钢板610和外钢板620分别与两块端板700固定相连，端板700设置用于安装的螺孔，通过高强螺栓800与框架梁、框架柱、核心筒剪力墙连接。

进一步的，所述套箍件640位于外钢板620的外侧并焊接在外钢板620的外侧面上，所述套箍件640和软钢耗能钢片630之间采用高强螺栓连接，用以固定所述软钢耗能钢片630。所述软钢耗能钢片630采用屈服强度100MPa～225MPa之间的钢材制成，其尺寸和厚度应根据实际减震方案中的结构尺寸和耗能要求确定。所述内钢板610、外钢板620、套箍件640和两侧端板700采用屈服强度不低于235MPa的钢材制成。

在请参考图3和图4，图3所示为本实用新型较佳实施例的节点连接装置布局示意图。图4所示为本实用新型较佳实施例的节点连接装置结构传力路径示意图。预制框架柱与预制框架梁、剪力墙与预制框架梁之间通过本新型节点连接，节点力通过该装置传递，绕开了梁柱、梁墙节点区，使梁柱、梁墙节点受力减小，从而可以进行简化设计，达到简化节点构造的目的。在施工过程中，新型节点连接预先通过连接钢板固定在框架柱或剪力墙上，然后将预制框架梁固定在节点的连接钢板上，免去框架梁的支撑。

目前，为保证装配式混凝土结构的整体性，梁柱、梁墙节点区连接构造复杂，钢筋数量较多，这给设计、生产、施工带来了很多麻烦，制约了建筑工业化的发展。采用本实用新型的高性能节点连接技术，通过设置新型节点装置，改变预制装配式混凝土结构梁柱、梁墙节点的内力传递途径，减小节点端部弯矩和剪力值，使装配式混凝土结构体系受力更为合理；从而改变梁柱、梁墙端的设计控制截面位置，使得抗震设计时的“强节点、弱构件”机制得以实现，节点区内力的减小可以对其进行优化设计，减小梁柱、梁墙节点区的配筋数量，达到简化设计的目的，同时也减小预制构件生产、施工装配的难度。对于预制装配式混凝土结构中的梁柱中间节点，布置阻尼器后节点位置的剪力减小，实现抗震设计中的“强剪弱弯”要求，同时阻尼器产生的外力基本能相互平衡，对节点构件的轴向力不会产生影响。

高性能节点连接装置可直接安装于结构梁柱、梁墙节点区，避免了使用其它附属安装及支撑杆件，连接阻尼器的预埋件能在预制构件制作过程中精准的预埋其中，保证阻尼器安装精度。传统的装配式混凝土结构在施工过程中，梁下会设置很多支撑，影响施工速度。采用本实用新型的高性能的节点连接技术，梁下可以免去支撑。在施工过程中，阻尼器一侧的端板连接钢板与框架柱或剪力墙的预埋件连接，无需设置支撑。然后吊装预制框架梁，将预制梁搁置在阻尼器的另一侧的端板上并用螺栓与预制梁的预埋件固定，此时节点阻尼器作为梁的临时支撑，这样可以免去传统支撑系统，减少施工工序和时间，避免材料浪费，节省工期和造价。

以节点金属阻尼器为例说明该新型高性能节点连接的消能减震原理。地震作用下装配式混凝土结构侧移变形使得梁柱、梁墙节点区产生相对转动位移，带动新型金属节点阻尼器软钢耗能钢片产生剪切滞回变形，这成为保护结构节点区第一道抗震防线，从而减小结构的侧移及层间位移角，有效地保护梁柱、梁墙节点。新型金属节点阻尼器通过连接内、外钢板与结构预埋件或者后锚固的连接部件固定连接形成耗能减震体系，软钢耗能钢片固定在外钢板和内钢板之间，内、外钢板产生相对位移来带动软钢耗能钢片剪切变形耗能，内、外钢板本身不参与变形耗能。在多遇地震水准下该新型节点阻尼器为结构提供一定的刚度，减小结构的侧向变形，不提供阻尼；在基本烈度、罕遇地震水准下实现耗能机制，发挥消能减震的作用，从而保护其他主要受力构件。阻尼器既能提高预制装配式混凝土结构连接节点的耗能能力，控制节点位置梁的开裂，又能耗散能量保护主体结构，提高整体结构的抗震性能，避免结构在地震中产生严重破坏或倒塌，实现构件与整体结构抗震性能提高的“双赢”效果。

传统阻尼器的体积大，占用建筑使用空间，施工时需要安装一些附属构件或支撑，这些额外的支撑构件增加了阻尼器安装施工工序和时间，且浪费了材料。设置支撑还会使建筑结构中门窗的布置受到限制，占用过多的建筑空间，影响结构的使用功能，给人空间上的压抑感，有碍建筑美观。采用该高性能节点连接装置可以取消传统阻尼器中的附属支撑杆件，通过两侧的连接钢板与梁、柱、墙中的预埋件相连，阻尼器安装在梁柱或者梁墙节点处，体积较小，使用灵活，不会影响建筑使用功能。只需在预制构件(预制柱、预制梁、预制墙)制作时放置预埋件，安装时将阻尼器的连接钢板通过螺栓与预制构件连接，操作简单快速。此类连接方式适合工厂大批量生产，确保精确度。这正符合装配式建筑工业化的要求。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。