一种组合锚板和防屈曲支撑连接节点的制作方法

本实用新型涉及土木建筑结构技术领域，具体而言，涉及一种组合锚板和防屈曲支撑连接节点。

背景技术：

防屈曲支撑是近十余年来在国内外兴起的一种新型抗侧力和金属消能减震构件，其在小震下可为结构提供弹性抗侧刚度，并在中大震下作为结构的保险丝构件实现全截面屈服耗散地震能量，具有力学概念清晰、便于工程师设计及滞回性能对称、饱满、稳定等优点，因此广泛应用于我国新建及已有建筑土木结构的减震设计中。目前我国房屋建筑以钢筋混凝土结构为主，同时，防屈曲支撑在拉压力作用下均能屈服耗能，承载力较大，因此需要一种能保证防屈曲支撑在钢筋混凝土框架中有效工作和传力的节点形式。

在已有连接节点技术中，防屈曲支撑先与节点板螺接或焊接，节点板再与位于混凝土梁柱外表面的锚板焊接，而锚板再通过预埋件(比如锚筋或钢板)与钢筋混凝土梁柱进行连接。此类传统连接方式存在以下问题：

1、锚筋与锚板之间的塞焊连接强度不足

为便于施工，锚筋一般先与底部锚板在工厂通过焊缝连接，形成带锚筋的锚板预制件，运往施工现场后直接令锚筋插入梁柱箍筋之间，最后再通过塞焊(即把锚筋插入顶部锚板的圆孔中进行焊接)连接顶部锚板与锚筋。由于存在现场塞焊连接，焊缝质量较差，连接强度低于锚筋母材自身强度，往往成为薄弱环节，容易在支撑拉力作用下发生锚筋塞焊缝失效。

2、锚筋数量过多且有效锚筋数量不足

由于锚筋塞焊连接承载力较低，往往需要增加锚筋的数量才能满足防屈曲支撑的拉力传递要求。然而，由于混凝土结构内部的纵向钢筋和箍筋布置较密，容易出现锚筋和锚板的分布长度超过节点板长度的现象。当支撑轴力较大时，此现象更为突出，反而令位于节点板外部的锚板和锚筋不能有效传递支撑拉力导致起不到传力作用，最终造成节点板长度范围内因有效传力锚筋数量不足而发生锚筋破坏。

3、锚筋连接的受拉刚度不足问题

由于锚筋承载力不足，为增加节点板区域内的有效锚筋数量，一般要求锚筋在节点板两侧进行对称布置。然而，由于锚板厚度较薄且锚板与混凝土梁柱表面之间仅为简单接触关系，两者之间并无预压力，因此当支撑承受拉力作用时，容易出现锚板弯曲及锚筋伸长变形的现象，减小防屈曲支撑的受拉刚度。

4、梁端抗剪承载力不足问题

由于混凝土抗拉性能差，为避免支撑水平拉力对梁产生不利作用，一般要求上下两层防屈曲支撑采用交错布置形式(即布置方向相反)，通过相邻两层防屈曲支撑的水平拉压力自平衡来避免对梁产生拉力作用。但与此同时，相邻两层防屈曲支撑必然要与同一个梁柱节点相交，由于相邻两层防屈曲支撑分别产生拉力和压力，因此对梁端产生的竖向剪力会相互叠加，容易引起混凝土梁局部发生剪切破坏，导致防屈曲支撑连接发生失效。

5、节点板与梁柱之间的刚性域和开合效应问题

由于节点板与梁柱表面的锚板通过焊缝连接，而锚板通过锚筋与混凝土梁柱连成一体，因此在梁-柱-节点板区域形成了较强的刚性域，进而缩短了梁柱弯曲计算长度，容易令梁柱发生剪切破坏。此外，由于梁柱在地震中会产生弯曲变形，而节点板与梁柱之间存在焊缝约束，因此梁柱产生弯曲变形时也会在节点板与锚板连接的交界面处产生附加开合作用力，且此附加力并未在节点连接设计中予以考虑，导致节点板出现焊缝连接失效。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种组合锚板和防屈曲支撑连接节点，以解决现有技术中的防屈曲支撑—钢筋混凝土框架连接节点存在的连接承载力低、锚筋数量多、受拉刚度降低等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种组合锚板，包括第一侧板、第二侧板、套筒和高强螺栓；所述第一侧板与所述第二侧板的对应位置上均设置有通孔；所述高强螺栓依次贯穿所述第一侧板上的所述通孔、所述套筒和所述第二侧板上的所述通孔。

在上述技术方案的基础上，进一步，还包括抗剪栓钉；所述抗剪栓钉分别设置在所述第一侧板对应所述第二侧板的一侧，以及所述第二侧板对应所述第一侧板的一侧。该技术方案的技术效果在于：抗剪栓钉能够增强组合锚板与支撑柱的竖向剪切力，以及组合锚板与水平梁的横向剪切力，实现梁端抗剪承载力的最大提升。其中，抗剪栓钉在第一侧板和第二侧板上居中均匀布置，并与两个侧板焊接固定。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述通孔的口径大于所述套筒的外径。该技术方案的技术效果在于：便于在组合锚板的外侧将套筒固定焊接于侧板上。

本实用新型还提供了一种防屈曲支撑连接节点，包括两个节点板以及三个上述的组合锚板；第一个所述组合锚板设置于支撑柱连接水平梁的位置下沿，第一个所述组合锚板的所述高强螺栓左右贯穿支撑柱；第二个所述组合锚板设置于水平梁连接支撑柱的一端，第二个所述组合锚板的所述高强螺栓上下贯穿水平梁；第三个所述组合锚板设置于支撑柱连接水平梁的位置上沿，第三个所述组合锚板的所述高强螺栓左右贯穿支撑柱；第一个所述节点板位于第一个所述组合锚板和第二个所述组合锚板的夹角处；第二个所述节点板位于第二个所述组合锚板和第三个所述组合锚板的夹角处。

在上述技术方案的基础上，进一步，第一个所述组合锚板的边缘焊接于第二个所述组合锚板的边缘，第二个所述组合锚板的边缘焊接于第三个所述组合锚板的边缘。该技术方案的技术效果在于：通过焊接实现梁端一个组合锚板与柱段两个组合锚板的连接固定，并提高了其力学性能，使得焊接关系和高强螺栓组合作用，增强梁端抗剪承载力。

在上述技术方案的基础上，进一步，节点板包括中心板和两个肋板，还包括滑移端板和垫板；所述滑移端板焊接固定于所述中心板，所述垫板位于所述滑移端板的一侧；所述高强螺栓从所述套筒伸出，穿过所述第一侧板或所述第二侧板后依次贯穿所述滑移端板和所述垫板。该技术方案的技术效果在于：滑移端板和垫板的设置使得节点板整体与锚板之间通过高强螺栓紧固，而非传统的焊接固定，且把传统“锚筋受拉、锚板弯曲”的节点传力方式，改为“高强螺栓受拉、滑移端板与第一侧板或第二侧板挤压”的新型传力方式，大大提高了连接的承载力和刚度。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述滑移端板的厚度大于所述第一侧板的厚度和所述第二侧板的厚度。该技术方案的技术效果在于：利用厚度更大的滑移端板实现承载力的传递，避免第一侧板或者第二侧板发生弯曲。

在上述技术方案的基础上，进一步，还包括无粘结层；所述无粘结层位于所述滑移端板和所述垫板之间；和/或，所述无粘结层位于所述第一侧板或者所述第二侧板与所述滑移端板之间。该技术方案的技术效果在于：由于无粘结层具有摩擦力小、厚度小和在较大预紧力下基本不产生凹陷变形的特点，能够使组合锚板、滑移端板、垫板之间保持预紧力，且彼此之间基本不产生摩擦力，释放了梁柱与节点板之间的切向约束，避免在梁-柱-节点板区域形成过强的刚性域，延长了梁柱的弯曲计算长度，梁柱产生弯曲变形时也不在节点板与组合锚板连接的交界面处产生附加开合作用力，提升了节点板的受力性能。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述无粘结层由丁基橡胶制成，所述无粘结层的厚度为1毫米，其中一面带有自粘性而另一面不带粘性。该技术方案的技术效果在于：无粘结层的意义在于，两侧的工件在受到预应力加载后，无粘结层没有出现粘连以及难以恢复的变形，两侧工件仍然能够自由地相对滑动。由于丁基橡胶具有优越的气密性和水密性，在较大预紧力下基本不产生凹陷变形。同时此材料仍具备其他橡胶具有的摩擦系数小的优点，可优选制作无粘结层。优选地，无粘结层应制作成厚度为1毫米的丁基橡胶带，且其中一面带有自粘性而另一面不带粘性。

本实用新型防屈曲支撑连接节点的优选安装方法包括如下步骤：

步骤一：分别将三个组合锚板预埋置入支撑柱连接水平梁的位置下沿、水平梁连接支撑柱的一端和支撑柱连接水平梁的位置上沿；

步骤二：利用高强螺栓，将两个节点板分别安装在第一个组合锚板和第二个组合锚板的夹角处、第二个组合锚板和第三个组合锚板的夹角处。

在步骤一之前，先将套筒焊接在第一侧板上，置入水平梁或者支撑柱结构中，倒入混凝土后，再将套筒与第二侧板焊接固定。其中，套筒与第一侧板(或者第二侧板)在工厂焊接成为预制件，而在施工现场将预制件插装固定于混凝土水平梁或支撑柱内，再与第二侧板(或者第一侧板)焊接固定后进行现浇。实现了现场全装配化施工，施工速度快且连接承载力高。

在步骤一中，第一侧板和第二侧板均位于水平梁或者支撑柱的轮廓内，且第一侧板和第二侧板与水平梁或者支撑柱的外表面齐平。其中，第一侧板和第二侧板内置于水平梁或者支撑柱的轮廓内，既保证混凝后的结合度和承载力，也方便了后续节点板的施工。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的组合锚板和防屈曲支撑连接节点，采用高强螺栓以及套筒的组合结构，把传统的“锚筋受拉、锚板受弯”的支撑力传递方式转变为“高强螺栓受拉、滑移端板与侧板挤压”的传力模式，解决了锚筋及其塞焊缝连接强度不足、锚筋布置数量过多、锚板受弯、锚筋连接的受拉刚度不足等问题。

本实用新型的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本实用新型的具体实践可以了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的组合锚板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的组合锚板植入支撑柱后的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的防屈曲支撑连接节点的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的防屈曲支撑连接节点中节点板的一种结构示意图；

图5为本发明实施例提供的防屈曲支撑连接节点中节点板的另一种结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的防屈曲支撑连接节点采用的安装方法的流程图。

图标：1-第一侧板；2-第二侧板；3-套筒；4-高强螺栓；5-抗剪栓钉；6-支撑柱；7-水平梁；8-中心板；9-肋板；10-滑移端板；11-垫板；12-无粘结层。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

现有技术说明：

在现有技术中，防屈曲支撑先与节点板螺接或焊接，节点板再与位于混凝土梁柱外表面的锚板焊接，而锚板再通过预埋件(比如锚筋或钢板)与钢筋混凝土梁柱进行连接。此类传统连接方式存在连接承载力低、锚筋数量多、受拉刚度降低等问题。

本实用新型技术方案概述：

本实施例提供的组合锚板，包括第一侧板1、第二侧板2、套筒3和高强螺栓4。其中，第一侧板1与第二侧板2的对应位置上均设置有通孔，高强螺栓4依次贯穿第一侧板1上的通孔、套筒3和第二侧板2上的通孔。

上述组合锚板的技术方案，把传统的“锚筋受拉、锚板受弯”的支撑力传递方式转变为“高强螺栓4受拉、滑移端板10与侧板挤压”的传力模式，解决了锚筋及其塞焊缝连接强度不足、锚筋布置数量过多、锚板受弯、锚筋连接的受拉刚度不足等问题。

针对上述现有技术方案存在的技术问题，下面结合具体的实施方式对本实用新型的技术方案做进一步地解释说明：

本实施例提供了一种组合锚板，其中：图1为本发明实施例提供的组合锚板的结构示意图；图2为本发明实施例提供的组合锚板植入支撑柱6后的结构示意图。如图1、2所示，组合锚板包括第一侧板1、第二侧板2、套筒3和高强螺栓4。其中，第一侧板1与第二侧板2的对应位置上均设置有通孔，高强螺栓4依次贯穿第一侧板1上的通孔、套筒3和第二侧板2上的通孔。

在上述技术方案的基础上，如图1、2所示，进一步地，还包括抗剪栓钉5；抗剪栓钉5分别设置在第一侧板1对应第二侧板2的一侧，以及第二侧板2对应第一侧板1的一侧。在该结构的组合锚板中，抗剪栓钉5能够增强组合锚板与支撑柱6的竖向剪切力，以及组合锚板与水平梁7的横向剪切力，实现梁端抗剪承载力的最大提升。需要说明的是，抗剪栓钉5在第一侧板1和第二侧板2上居中均匀布置，并与两个侧板焊接固定。

在上述技术方案的基础上，如图1所示，进一步地，通孔的口径大于套筒3的外径，以便于在组合锚板的外侧将套筒3固定焊接于侧板上。

本实用新型还提供了一种防屈曲支撑连接节点，其中：图3为本发明实施例提供的防屈曲支撑连接节点的结构示意图；图4为本发明实施例提供的防屈曲支撑连接节点中节点板的一种结构示意图；图5为本发明实施例提供的防屈曲支撑连接节点中节点板的另一种结构示意图。如图3、4、5所示，防屈曲支撑连接节点包括两个节点板以及三个上述的组合锚板。具体地，第一个组合锚板设置于支撑柱6连接水平梁7的位置下沿，第一个组合锚板的高强螺栓4左右贯穿支撑柱6；第二个组合锚板设置于水平梁7连接支撑柱6的一端，第二个组合锚板的高强螺栓4上下贯穿水平梁7；第三个组合锚板设置于支撑柱6连接水平梁7的位置上沿，第三个组合锚板的高强螺栓4左右贯穿支撑柱6；第一个节点板位于第一个组合锚板和第二个组合锚板的夹角处；第二个节点板位于第二个组合锚板和第三个组合锚板的夹角处。

在上述技术方案的基础上，如图3所示，进一步地，第一个组合锚板的边缘焊接于第二个组合锚板的边缘，第二个组合锚板的边缘焊接于第三个组合锚板的边缘。该结构的防屈曲支撑连接节点，通过焊接实现梁端一个组合锚板与柱段两个组合锚板的连接固定，并提高了其力学性能，使得焊接关系和高强螺栓4组合作用，增强梁端抗剪承载力。

在上述技术方案的基础上，如图3、4、5所示，进一步地，节点板包括中心板8和两个肋板9，还包括滑移端板10和垫板11；滑移端板10焊接固定于中心板8，垫板11位于滑移端板10的一侧；高强螺栓4从套筒3伸出，穿过第一侧板1或第二侧板2后依次贯穿滑移端板10和垫板11。在该结构的防屈曲支撑连接节点中，滑移端板10和垫板11的设置使得节点板整体与锚板之间通过高强螺栓4紧固，而非传统的焊接固定，且把传统“锚筋受拉、锚板弯曲”的节点传力方式，改为“高强螺栓4受拉、滑移端板10与侧板挤压”的新型传力方式，大大提高了连接的承载力和刚度。

在上述技术方案的基础上，如图4、5所示，进一步地，滑移端板10的厚度大于第一侧板1的厚度和第二侧板2的厚度。从而利用厚度更大的滑移端板10实现承载力的传递，避免第一侧板1或者第二侧板2发生弯曲。

在上述技术方案的基础上，如图4、5所示，进一步地，还包括无粘结层12；无粘结层12位于滑移端板10和垫板11之间；和/或，无粘结层12位于第一侧板1或者第二侧板2与滑移端板10之间。在该结构的防屈曲支撑连接节点中，由于无粘结层12具有摩擦力小、厚度小和在较大预紧力下基本不产生凹陷变形的特点，能够使组合锚板、滑移端板10、垫板11之间保持预紧力，且有效释放彼此接触面之间的摩擦力，具有连接承载力高、连接刚度大且释放变形约束的效果。具体地，无粘结层12可以制作成完整的一个平板状，对应于一个完整的滑移端板10；也可以设置多个小面积的无粘结层12，对应于任意一个高强螺栓4。

在上述技术方案的基础上，如图4、5所示，进一步地，无粘结层12由丁基橡胶制成。在该结构的防屈曲支撑连接节点中，无粘结层12的意义在于，两侧的工件在受到预应力加载后，无粘结层12没有出现粘连以及难以恢复的变形，两侧工件仍然能够自由地相对滑动。由于丁基橡胶具有优越的气密性和水密性，在较大预紧力下基本不产生凹陷变形。同时此材料仍具备其他橡胶具有的摩擦系数小的优点，可优选制作无粘结层12。优选地，无粘结层12应制作成厚度为1毫米的丁基橡胶带，其中一面带有自粘性而另一面不带粘性。

本实用新型防屈曲支撑连接节点的安装方法包括如下步骤：

步骤一：分别将三个组合锚板预埋置入支撑柱6连接水平梁7的位置下沿、水平梁7连接支撑柱6的一端和支撑柱6连接水平梁7的位置上沿。

步骤二：利用高强螺栓4，将两个节点板分别安装在第一个组合锚板和第二个组合锚板的夹角处、第二个组合锚板和第三个组合锚板的夹角处。

进一步地，在步骤一之前，先将套筒3焊接在第一侧板1上，置入水平梁7或者支撑柱6结构中，倒入混凝土后，再将套筒3与第二侧板2焊接固定。在该步骤中，套筒3与第一侧板1(或者第二侧板2)在工厂焊接成为预制件，而在施工现场将预制件插装固定于混凝土水平梁7或支撑柱6内，再与第二侧板2(或者第一侧板1)焊接固定后进行现浇。实现了现场全装配化施工，施工速度快且连接承载力高。

进一步地，在步骤一中，第一侧板1和第二侧板2均位于水平梁7或者支撑柱6的轮廓内，且第一侧板1和第二侧板2与水平梁7或者支撑柱6的外表面齐平。在该步骤中，第一侧板1和第二侧板2内置于水平梁7或者支撑柱6的轮廓内，既保证混凝后的结合度和承载力，也方便了后续节点板的施工。

综上所述，本实用新型技术方案具有至少如下优点：

(1)高强螺栓4连接承载力高

把“混凝土内部锚筋受拉传力的传统方式”改为“高强螺栓4受拉传力方式”，由于高强螺栓4强度和承载力远远高于锚筋及其塞焊缝(高3～4倍)，解决了锚筋及其塞焊缝连接强度不足、锚筋布置数量过多的问题。

(2)增加了预埋件连接的抗拉刚度

由于高强螺栓4最终锚固在滑移端板10和垫板11(厚度大)上而并非第一侧板1、第二侧板2(厚度小)上，因此支撑拉力作用下不会产生组合锚板弯曲的问题，通过较厚的滑移端板10来减小板件弯曲变形，同时通过高强螺栓4的预紧力保持滑移端板10与组合锚板之间紧密接触，显著增加了支撑的受拉刚度，解决了传统锚筋锚板连接引起的支撑受拉刚度不足问题。

(3)增加了梁端的抗剪承载力

传统连接形式只通过锚筋把支撑力传递给混凝土梁柱，但梁侧锚板与柱侧锚板之间为各自分离的组件，导致支撑对梁端产生的竖向剪力只能通过梁端抗剪承载力抵抗。本实用新型技术方案采用相邻的组合锚板相互焊接并在所有第一侧板1和第二侧板2上焊接抗剪栓钉5，可较好地把一部分梁端剪力转移给柱来承担(通过水平和竖向侧板之间的焊缝以及柱侧的抗剪栓钉5来传力)，减轻了梁端的抗剪作用。此外，本实用新型技术方案采用高强螺栓4代替传统的锚筋连接，由于高强螺栓4需施加较大预紧力，对梁端混凝土会产生预压夹紧作用，有效限制了支撑在梁端产生的竖向剪力所引起的受拉裂缝开展，进一步提升了梁端的抗剪承载力。

(4)增加了梁柱计算长度

与传统的节点板与锚板之间的焊缝连接不同，在组合锚板与滑移端板10之间设置了无粘结层12释放板件之间的切向约束，可释放由梁柱弯曲引起的连接界面变形约束关系，使得梁-柱-节点板之间不再形成刚域且不再产生开合作用力，增加了梁柱构件的弯曲计算长度，避免梁柱发生剪切破坏，解决了钢筋混凝土框架支撑节点的刚域效应和开合效应问题。

(5)释放了开合效应，节点传力更明确

由于在节点板与梁柱之间只存在法向约束而不存在切向约束，实现了节点板与钢筋混凝土梁柱表面只传法向力而不传切向力的效果，传力路径更为明确，受力力学模型更清晰，更便于工程师设计计算。

(6)现场施工快速装配

在施工方法方面，套筒3可与第一侧板1(或第二侧板2)在工厂焊接成为预制件，并在施工现场与第二侧板2(或第一侧板1)进行插装固定后再与混凝土梁柱进行现浇，最后再通过高强螺栓4把节点板与梁柱进行连接，实现了现场全装配化施工，施工速度快且连接承载力高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。