一种新型干连接自复位节点及制作方法

1.本发明公开一种自复位节点，特别是一种新型干连接自复位节点及制作方法，属于建工建筑技术领域。


背景技术：

2.自复位节点在桥梁、建筑物中常用的结构性抗震设计，由于自复位节点的接入，使得桥梁、建筑物中在抗震过后，可以迅速得到恢复，以防止其在地震等中造成损坏。传统的自复位节点通常为传统自复位混凝土梁柱节点和腹板摩擦式自定心混凝土梁柱节点，其存在固有的缺点：(1)传统自复位混凝土梁柱节点是将预制构件通过无粘结后张钢筋束，钢筋连接在一起。传统自复位节点湿作业工作量大，装配率低。传统自复位节点采用钢筋插入波纹管中，后续灌浆。这样的缺点是现场不好把控钢筋无粘结段的设置，以及钢筋容易拉断，施工不方便，震后无法对受损钢筋进行修复。(2)腹板摩擦式节点在梁端钢套的腹板处设置摩擦耗能件，从而在梁柱相对转动时耗散地震能。采用腹板摩擦型的自复位节点，摩擦力容易由于螺栓预紧力的流失而失效，影响节点的耗能性能。


技术实现要素：

3.针对上述提到的现有技术中的自复位节点无法修复或影响耗能的缺点，本发明提供一种新型干连接自复位节点，其采用低屈服点螺栓来代替传统钢筋作为自复位节点耗能部件，可有效解决上述问题。
4.本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种新型干连接自复位节点，自复位节点包括预制立柱和预制横梁，预制横梁内设置有用于穿插无粘结预应力筋的预留孔洞，预制横梁端面固定设有梁靴，梁靴内侧设置有内螺母，梁靴外侧设置有外螺母，预制立柱内设置有对应位置设置有耦合器，梁靴上的内螺母、外螺母与预制立柱内的耦合器之间通过螺栓杆连接。
5.一种如上述的新型干连接自复位节点的制作方法，该方法包括下述步骤：
6.步骤s1、备料：预制立柱和预制横梁采用预制形式提前做好；
7.步骤s2、对位：在施工现场将预制立柱和预制横梁上的孔洞对齐；
8.步骤s3、安装螺栓杆：将四个外螺母放置分别在梁靴外部，将螺栓杆包裹塑料或涂油，螺栓杆插入到梁靴孔洞里，旋转螺栓，直至插入到预制立柱的耦合器中；
9.步骤s4、安装螺母：在梁靴内部放置螺母并拧紧外螺母与内螺母，使得梁靴相对螺栓杆位置固定；
10.步骤s5、灌浆：在预制立柱和预制横梁的接缝处进行灌浆处理；
11.步骤s6、拉紧：张拉无粘结预应力筋，即完成干连接自复位节点。
12.本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
13.所述的预制横梁内设置的用于穿插无粘结预应力筋的预留孔洞设置在预制横梁界面的中间位置，预制立柱上对应于无粘结预应力筋安装位置处开设有安装通孔。
14.所述的耦合器包括第一耦合器和第二耦合器，第一耦合器呈“l”形，第二耦合器呈“一”字形，第一耦合器和第二耦合器连接端头位置处分别设置有与螺栓杆连接的螺纹孔。
15.所述的预制横梁一端的梁靴包括四个，四个梁靴分别设置在预制横梁的四角位置处，每个梁靴上开设有一个用于安装螺栓杆得通孔，预制横梁上对应位置设置有缺口。
16.所述的预制立柱内设置有立柱内钢筋，立柱内钢筋分别平行于预制立柱长度方向设置。
17.所述的预制横梁内设置有横梁内钢筋，横梁内钢筋分别平行于预制横梁长度方向设置，横梁内钢筋端头与梁靴焊接在一起。
18.所述的预制横梁和预制立柱的接缝处设置有接缝灌浆。
19.所述的螺栓杆对应于接缝灌浆位置处的部分无粘结。
20.所述的无粘结预应力筋两端进行锚固，锚固点设置在预制立柱的外侧面，在预制横梁的通孔中位于预制横梁中心位置以及在预制立柱上通孔位于梁柱贴合面的中心位置也进行锚固。
21.本发明的有益效果是：本发明使用低屈服点螺栓来代替传统钢筋作为自复位节点耗能部件，能够简化施工流程，使得施工简捷，现场需要很少的工人即可完成连接，而且不需要临时支撑，一旦螺母紧固就可以形成抗力矩的连接，且震后螺栓易更换，减少了修复费用成本，用金属屈服耗能效果相对摩擦耗能更稳定，节点构造简单。
22.该发明采用新型干连接自复位节点，现场施工方便，施工工期短。新型干连接自复位节点相对于现浇节点具备相当的耗能能力，但同时相比现浇节点有更小的残余变形。新型干连接自复位节点在经历地震后，塑性变形集中在节点处，螺栓承担的大部分的塑性变形，有效的保护了主体构件不损坏，且螺栓易更换，大大降低了震后修复成本。
23.下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
24.图1为本发明局部立体结构示意图。
25.图2为本发明局部分解状态结构示意图。
26.图3为本发明正视结构示意图。
27.图4为图3的a-a剖面结构示意图。
28.图5为图3的b-b剖面结构示意图。
29.图6为图3的c-c剖面结构示意图。
30.图7为图3的d-d剖面结构示意图。
31.图8为图3的e-e剖面结构示意图。
32.图9为本发明干连接自复位节点局部放大结构示意图。
33.图中，1-预制立柱，2-预制横梁，3-第一耦合器，4-第二耦合器，5-无粘结预应力筋，6-梁靴，7-螺栓杆，8-外螺母，9-内螺母，10-立柱内钢筋，11-横梁内钢筋，12-接缝灌浆，13-两端加密箍筋，14-柱箍筋。
具体实施方式
34.本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近
似的，均在本发明保护范围之内。
35.本发明主要保护一种新型干连接自复位节点，用于建筑物中，以实现抗震自修复效果，本发明要求保护的为干连接自复位节点处结构，并非整个建筑物，建筑物中可能含有一个或多个干连接自复位节点，请结合参看附图1至附图9，本发明主要包括预制立柱1和预制横梁2，预制横梁2内设置有用于穿插无粘结预应力筋5的预留孔洞(图中未标出)，预制横梁2端面(本实施例中，指的是其与预制立柱1连接一端的端面)固定设有梁靴6，梁靴6内侧固定设置有内螺母9，梁靴6外侧设置有外螺母8，预制立柱1内设置有对应位置设置有耦合器，梁靴6上的内螺母9、外螺母8与预制立柱1内的耦合器之间通过螺栓杆7连接。本发明中，在梁靴6的背部也放置外螺母8，使螺栓杆7与梁靴6不能相对运动，在地震下共同变形，使得利用螺栓杆7的拉压区服消耗能量。
36.本实施例中，预制横梁2内设置的用于穿插无粘结预应力筋5的预留孔洞设置在预制横梁2界面的中心位置。预制立柱1上对应于无粘结预应力筋5安装位置处开设有安装通孔(图中未标出)，通孔设置在柱与梁贴合面的中心位置。
37.本实施例中，耦合器包括第一耦合器3和第二耦合器4，第一耦合器3呈“l”形，第二耦合器4呈“一”字形，第一耦合器3和第二耦合器4连接端头位置处分别设置有与螺栓杆7连接的螺纹孔，本实施例中，顶部的l形耦合器主要作用是节点的锚固作用；底部因为不需要锚固所以直接采用一字形耦合器。
38.本实施例中，无粘结预应力筋5根据gb/t5224-2014中的相关参数结合具体设计来选取预应力混凝土用钢绞线来作为无粘结预应力筋5。无粘结预应力筋5两端进行锚固，对于单个节点，通常锚固点在预制立柱1的外侧面和预制横梁2通孔不与预制立柱贴合的另一面；当节点应用于框架中，通常锚固点为两边预制立柱1的外侧面。
39.本实施例中，预制横梁2一端的梁靴6包括四个，四个梁靴6分别设置在预制横梁2的四角位置处，每个梁靴6上开设有一个通孔，用于安装螺栓杆7，预制横梁2上对应位置设置有缺口，方便安装螺母。
40.本实施例中，预制立柱1内设置有立柱内钢筋10，立柱内钢筋10分别平行于预制立柱1长度方向设置，立柱内钢筋10设置有十二条，十二条立柱内钢筋10在预制立柱1内呈方环形设置。本实施例中，预制立柱1内设置有一条以上的柱箍筋14，柱箍筋14与立柱内钢筋10垂直设置，柱箍筋14与立柱内钢筋10通过铁丝捆绑在一起。
41.本实施例中，预制横梁2内设置有横梁内钢筋11，横梁内钢筋11分别平行于预制横梁2长度方向设置，横梁内钢筋11端头与梁靴6焊接在一起，本实施例中，每个梁靴6上焊接有三条横梁内钢筋11。本实施例中，预制横梁2内设置有一条以上的梁端加密箍筋13(梁端箍筋设置密度高于其他位置)，其加密箍筋13设置在梁端，以提高梁端的强度，预制横梁2其他位置按照正常的形式设置箍筋即可，梁端加密箍筋13与横梁内钢筋11垂直设置，梁端加密箍筋13与横梁内钢筋11通过铁丝捆绑在一起。
42.本实施例中，预制横梁2和预制立柱1的接缝处设置有接缝灌浆12，接缝灌浆12优选采用水泥砂浆，具体实施时，也可以采用其他材质进行灌浆密封。本实施例中，螺栓杆7对应于接缝灌浆12位置处的部分无粘结。
43.本发明通知保护一种上述新型干连接自复位节点的制作方法，其包括下述步骤：
44.步骤s1、备料：预制立柱1和预制横梁2采用预制形式提前做好；
45.步骤s2、对位：在施工现场将预制立柱1和预制横梁2上的孔洞对齐；
46.步骤s3、安装螺栓杆7：将四个外螺母8放置分别在梁靴6外部，将螺栓杆7包裹塑料或涂油的方式使其达到部分无粘结的效果，螺栓杆7插入到梁靴孔洞里(目的为了形成无粘结段)，旋转螺栓，直至插入到预制立柱1的耦合器中；
47.步骤s4、安装螺母：在梁靴6内部放置螺母并拧紧外螺母8与内螺母9，使得梁靴6相对螺栓杆7位置固定，这样在地震作用时，才可以使螺栓杆7和预制横梁2固定住，利用螺栓杆7拉压屈服来消耗能量。
48.步骤s5、灌浆：在预制立柱1和预制横梁2的接缝处进行灌浆处理；
49.步骤s6、拉紧：张拉无粘结预应力筋5，预应力筋5张拉时，先在预应力筋5一端锚固，在另一端进行张拉，张拉的程度取决于设计计算出的初始预拉应力，张拉完成后，将另一端进行锚固，即完成，这就形成了基于自复位性装配式干连接节点，即干连接自复位节点。
50.新型节点既具备了螺栓连接在施工上的优势，也具备了自复位连接在结构性能上优势。其预制立柱1和预制横梁2在工厂预制，由于预应力的作用，后张预应力后，预制立柱1和预制横梁2之间会产生夹紧力，由摩擦力、螺栓的销栓作用、和后续灌浆共同抵抗剪力，故取消牛腿的设置。在结构经历罕遇地震后，可以很方便的对螺栓进更换，达到大震可修的目标。
51.本发明使用低屈服点螺栓来代替传统钢筋作为自复位节点耗能部件，能够简化施工流程，使得施工简捷，现场需要很少的工人即可完成连接，而且不需要临时支撑，一旦螺母紧固就可以形成抗力矩的连接，且震后螺栓易更换，减少了修复费用成本，用金属屈服耗能效果相对摩擦耗能更稳定，节点构造简单。
52.该发明采用新型干连接自复位节点，现场施工方便，施工工期短。新型干连接自复位节点相对于现浇节点具备相当的耗能能力，但同时相比现浇节点有更小的残余变形。新型干连接自复位节点在经历地震后，塑性变形集中在节点处，螺栓承担的大部分的塑性变形，有效的保护了主体构件不损坏，且螺栓易更换，大大降低了震后修复成本。