一种有可恢复性功能及防落梁装置的装配式梁柱节点

本发明涉及装配式建筑结构技术领域，具体涉及一种有可恢复性功能及防落梁装置的装配式梁柱节点。

背景技术：

目前我国建筑施工主要采用现场施工为主的传统施工方法，这种方法工业化程度不高、劳动力需求量大、资源消耗大、环境污染严重，并不能满足节能、环保、可持续发展的要求。近几年，为了满足“绿色建筑”和“建筑工业化”、“住宅产业化”的需求，我国开始提倡在建设中推广“产业化模式”，并且出台了相关政策，对装配式结构提出了明确的发展目标。

我国装配式建筑节点连接技术主要存在造价高、预制构件运输现场堆放不便、现场湿作业较多、梁柱节点质量难以保证并且节点处施工复杂等。另外我国处于地震高发地区，建筑的抗震设防除了要满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的规范要求外，还应考虑地震后节点处的自主复位和可修复性。

我国主要通过在梁柱节点处安装外接阻尼器或采用预应力钢筋来实现节点的震后自复位性和可修复性。但现有方法存在外部空间占用大、破坏后期维修成本高、不易推广等问题。目前还未有在装配式梁柱节点处使用内置阻尼器来实现震时耗能，震后自主复位的方法。

在装配式梁柱节点处，通过后浇混凝土使预制构件连接成形，但后连接处易形成薄弱环节，存在落梁风险，故在梁柱节点连接处设置先张法预应力钢筋来加强梁柱之间的连接，通过设置预应力钢筋来防止预制梁的掉落。

内置抗压缩阻尼器由记忆合金材料和橡胶材料组成，不占用外部空间。其中记忆合金是一种新型功能材料，具有自主复位、耐腐耐磨、耗能能力强、无磁性、无毒性等优点，应用广泛，是优质的减震材料；橡胶材料具有弹性大，复原能力强的优点，且价格低廉；因此使用记忆合金材料和橡胶材料作为内置抗压缩阻尼器可达到最佳的耗能效果。

现有的装配式梁柱节点(如授权公告号为cn107237402a和cn107165272a)利用了预应力钢筋来实现震后低损伤自主复位，但预应力筋破损后无法更换，震后加固维修过程繁琐且维修费用高；还有采用装配式梁柱节点处外置阻尼器的方法(如授权号cn108343170a和cn206157894u)，利用粘弹性材料小变形的特点来实现耗能，其优点是阻尼器损伤破坏后可更换，但由于阻尼器外置无密封，导致阻尼器使用寿命缩短，且占用较大外部空间等缺点。

技术实现要素：

由于现有技术存在上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种有可恢复性功能及防落梁装置的装配式梁柱节点。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

一种有可恢复性功能及防落梁装置的装配式梁柱节点，包括：预制混凝土下柱、预制混凝土上柱、分别固定于预制混凝土左梁和预制混凝土右梁中的内置抗压缩阻尼器、防落梁构件；其中，预制混凝土下柱中的下柱预留纵筋与预应力混凝土上柱中的上柱预留纵筋通过钢筋套筒连接；将梁上部纵筋穿过梁预埋箍筋后浇筑节点混凝土。

与目前混凝土装配式现有技术相比，本发明具有以下优点和效果：

1、本发明具有现场安装简便、操作方便、现场施工噪音低。

2、本发明可以减少现场湿作业，建筑垃圾减少，符合绿色环保可持续发展。

3、本发明采用可更换的内置阻尼器，节约空间，增加外部空间使用率；

阻尼材料采用记忆合金和抗压橡胶，具有耗能能力强、耐腐耐磨、无磁性、无毒性，除去外力后可以恢复原状等优点，能实现震后低损伤自主复位可以很好的解决震后自主复位。

4、本发明通过在复合叠加梁中部预埋一根螺纹钢筋，且在钢筋端部焊接一块钢板，在节点处，将两块钢板旋转扭接在一起并且在塑性铰区域内设置斜拉钢筋，可防止落梁情况的发生。

5、本发明的内置抗压缩阻尼器中设置薄壁固定套筒来约束记忆合金柱，增大承压能力，防止记忆合金柱受压失稳变形，出现过早破坏；记忆合金柱采用梅花状布置，充分利用记忆合金柱的耗能作用，避免了材料的浪费。

6、本发明通过在内置阻尼器外设置安装阻尼器薄壁密封钢壳，对阻尼器进行保护，延长阻尼器的使用寿命。

附图说明

图1为一种有可恢复性功能及防落梁装置的装配式梁柱节点平面示意图；

图2为预制混凝土复合叠加梁连接平面示意图；

图3为预制混凝土柱连接平面示意图；

图4为预制混凝土复合叠加梁预埋槽钢局部示意图

图5为下柱卡槽钢板示意图；

图6为内置抗压缩阻尼器平面示意图；

图7图6沿1-1剖面图；

图8为下柱卡槽钢板三维示意图；

图9为下柱槽钢卡槽钢板三维示意图；

图10为内置抗压缩阻尼器固定板三维示意图；

图11为内置抗压缩阻尼器垫板三维示意图；

图12为一种有可恢复性功能及防落梁装置的装配式梁柱节点三维图

图中1、预制混凝土下柱，2、预制混凝土上柱，3a、预制混凝土左梁，3b、预制混凝土右梁，4、斜拉钢筋，5、预应力螺纹钢筋，6、端部钢板，7、节点箍筋，8、梁下部纵筋，9、梁槽钢，10、下柱槽钢，11、高强螺栓，12、上柱预留纵筋，13、下柱预留纵筋，14、钢筋套筒，15、梁上部纵筋，16、梁预埋箍筋，17、下柱槽钢卡槽钢板，18、下柱卡槽钢板，19、内置抗压缩阻尼器，20、内置抗压缩阻尼器固定板，21、记忆合金柱，22、薄壁固定套筒，23、记忆合金丝网，24、抗压橡胶，25、内置抗压缩阻尼器垫板，26、阻尼器薄壁密封钢壳，27、内置抗压缩阻尼器垫条，28、固定螺丝。

具体实施方式

如图1至图12所示，一种有可恢复性功能及防落梁装置的装配式梁柱节点，包括：预制混凝土下柱1、预制混凝土上柱2、分别固定于预制混凝土左梁3a和预制混凝土右梁3b中的内置抗压缩阻尼器19、防落梁构件；其中，预制混凝土下柱1中的下柱预留纵筋13与预应力混凝土上柱2中的上柱预留纵筋12通过钢筋套筒连接。

防落梁构件，包括：斜拉钢筋4、预应力螺纹钢筋5、端部钢板6；端部钢板6，横截面为矩形，材质为硬钢，与预应力螺纹钢筋5焊接，两块端部钢板6旋转扭接在一起；在预制混凝土复合叠加梁的塑性铰区域内设置斜拉钢筋，且在节点处设置绑扎节点箍筋。

内置抗压缩阻尼器19，包括：下柱卡槽钢板18、下柱槽钢卡槽钢板17、内置抗压缩阻尼器固定板20、记忆合金柱21、薄壁固定套筒22、记忆合金丝网23、抗压橡胶24、内置抗压缩阻尼器垫板25、阻尼器薄壁密封钢壳26、内置抗压缩阻尼器垫条27、固定螺丝。内置抗压缩阻尼器固定板20材质为硬钢，两端带有卡槽接口，通过卡槽接口分别与下柱卡槽钢板18和下柱槽钢卡槽钢板17卡接，内置抗压缩阻尼器固定板20、内置抗压缩阻尼器垫板25的螺栓孔与内置抗压缩阻尼器垫垫条27连接，内置抗压缩阻尼器垫板25材质为软钢，保证记忆合金丝网23和抗压橡胶24具有一定的变形空间，释放能量；记忆合金柱21由记忆合金材料编织成圆柱体，五根为一组，按梅花状排列，两端焊接于内置抗压缩阻尼器固定板20上，记忆合金柱21外侧安装薄壁固定套筒22，薄壁固定套筒22采用抗压性能较好的钢材，且长度略短于记忆合金柱21的长度，以免记忆合金柱21在运输过程中受损；记忆合金丝网23和抗压橡胶24按抗压强度设计要求编织在一起，填充在记忆合金柱21周围，提供抗压减震的作用。待阻尼器安装完毕后用粘结材料固定阻尼器密封钢壳30，其采用具有一定刚度、不易变形的材料对阻尼器进行保护，延长阻尼器的使用寿命。

预制混凝土左梁3a和预制混凝土右梁3b中预埋梁槽钢9，并与梁下部纵筋8点焊连接，梁下部纵筋8与留有螺栓孔的预埋在预制混凝土下柱1中的下柱槽钢10通过高强螺栓11进行连接，将内置抗压缩阻尼器19中的下柱槽钢卡槽钢板17与下柱槽钢10焊接，最后固定阻尼器薄壁密封钢壳25，完成内置抗压缩阻尼器19的连接。

预制混凝土左梁3a、预制混凝土右梁3b上部预留梁预埋箍筋16，梁箍筋靠近节点核心区需加密，并分别在其中埋设内置防落梁阻尼器19；预制混凝土下柱1、预制混凝土上柱2的下柱预留纵筋13和上柱预留纵筋12通过钢筋套筒14连接，预制柱预留纵钢筋的长度应保证使用钢筋套筒14连接时相邻钢筋套筒14错开一定距离。预制混凝土下柱1和预制混凝土上柱2表面均设置成马牙槎凹凸槽，且预制混凝土下柱1呈阶梯状；预制混凝土左梁3a、预制混凝土右梁3b表面设置“凹凸槽”，增加后期现浇混凝土与预制混凝土之间的粘结；最后在现场浇筑时，在节点处设置节点箍筋7，节点处需加密，并将梁上部纵筋15穿过梁预埋箍筋16后完成浇筑。