耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点。本节点包括梁端预埋单元和柱端预埋单元，还包括与梁端预埋单元以及柱端预埋单元均相连的连接单元；还包括将梁端预埋单元、柱端预埋单元以及连接单元连接在一起的连接组件。装配时则首先预制带有梁端预埋单元的预制混凝土梁上、带有柱端预埋单元的预制混凝土柱以及连接单元；然后吊装预制混凝土梁、柱于设计位置；将连接单元的梁端连接板与梁端预埋金属板对贴在一起，柱端连接板与柱端预埋金属板对贴在一起；用连接组件使梁端预埋单元、柱端预埋单元以及连接单元连接成一个整体。本实用新型采用全装配式连接，连接安全可靠、结构合理、施工难度小，且现场施工方便快捷，劳动强度低。
【专利说明】
耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点
技术领域
[0001]本实用新型属于建筑结构连接节点技术领域，具体涉及一种耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点。【背景技术】
[0002]装配式混凝土框架结构具有节水节能节地节材，降低施工环境污染，提高建设效率等优点。但当层高较高、跨度较大、平立面不规则时，装配式混凝土框架抗震能力不够，此时通过设置耗能支撑，可以提高装配式混凝土框架的抗震性能。
[0003]目前耗能支撑主要应用于现浇钢筋混凝土框架和既有钢筋混凝土框架中，耗能支撑主要采用植筋法、内嵌钢框架法、节点板与外包钢板焊接的方法与混凝土梁柱连接。现有这些连接方式难以应用到装配式混凝土框架，主要体现在:①植筋法，当主体构件受力较大时，纵向受力钢筋和箍筋较密集要，打洞较难，且受力较小;②内嵌钢框架法，钢框架与原有混凝土框架连接较复杂，操作麻烦，并且现场现浇混凝土量和钢框架焊接多，同时增加用钢量;③节点板与外包钢板焊接，外包钢板与墙体和楼板冲突，组装困难，且现场焊接量较大， 施工速度慢。所以使用现有的耗能支撑与装配式混凝土其现场施工复杂，工业化水平低，不能体现装配式结构的特点。
【发明内容】
[0004]为了避免上述现有技术所存在的不足之处，本实用新型的目的是提供一种连接安全可靠、结构合理、技术操作要求低，现场施工方便快捷的耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用了下述技术方案:
[0006]—种耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点，本节点包括分别预埋在预制混凝土梁中的梁端预埋单元和预埋在预制混凝土柱中的柱端预埋单元，本节点还包括与所述梁端预埋单元以及柱端预埋单元均相连的连接单元;本节点还包括将所述梁端预埋单元以及柱端预埋单元以及连接单元连接成一个整体的连接部件或连接组件。
[0007]优选的，所述梁端预埋单元和柱端预埋单元结构相同；任一预埋单元均包括两块板面彼此平行的预埋金属板，两块预埋金属板上均开设有若干通孔，预埋单元还包括固定连接在两预埋金属板的相对应的通孔之间的预埋金属套筒;所述连接单元上设置有若干与所述预埋金属套筒相对应的连接孔;所述连接部件或连接组件穿过预埋金属套筒及相对应的连接孔而将预埋单元与连接单元连接成一个整体。
[0008]优选的，所述预制混凝土梁为U型梁，所述梁端预埋单元中的一块梁端预埋金属板预埋在U型梁的凹面处，另一块梁端预埋金属板则预埋在与所述凹面对应平行的U型梁的另一侧面处。
[0009]优选的，所述连接单元包括与所述梁端预埋单元相配合的梁端连接板，所述梁端连接板上开设有与所述梁端预埋单元中的梁端预埋金属套筒相对应的梁端连接孔；
[0010]连接单元还包括与所述柱端预埋单元相配合的柱端连接板，所述柱端连接板上开设有与所述柱端预埋单元中的柱端预埋金属套筒相对应的柱端连接孔；
[0011]连接单元还包括连接节点板，所述连接节点板、梁端连接板和柱端连接板三者的板面两两垂直设置，且连接节点板分别与梁端连接板和柱端连接板焊接并构成一个整体。
[0012]优选的，所述连接组件包括形状记忆金属螺杆，形状记忆金属螺杆的两端均设置有螺纹连接段；
[0013]用于连接所述梁端预埋单元和连接单元的形状记忆金属螺杆为梁端形状记忆金属螺杆，所述梁端形状记忆金属螺杆穿过所述梁端预埋金属套筒以及相对应的梁端连接孔而将梁端预埋单元和连接单元连接在一起，梁端形状记忆金属螺杆的两端的螺纹连接段均设置有紧固螺母；
[0014]用于连接所述柱端预埋单元和连接单元的形状记忆金属螺杆为柱端形状记忆金属螺杆，所述柱端形状记忆金属螺杆穿过所述柱端预埋金属套筒以及相对应的柱端连接孔而将柱端预埋单元和连接单元连接在一起，柱端形状记忆金属螺杆的两端的螺纹连接段均设置有紧固螺母。
[0015]进一步的，本节点在所述梁端预埋单元的背离所述连接单元的一侧设置有梁端垫板，所述梁端垫板上开设有便于梁端形状记忆金属螺杆穿过的梁端垫板连接孔；
[0016]当所述预制混凝土柱为边柱时，本节点在所述柱端预埋单元的背离所述连接单元的一侧设置有柱端垫板，所述柱端垫板上开设有便于柱端形状记忆金属螺杆穿过的柱端垫板连接孔。[〇〇17]优选的，所述连接节点板上设置有与耗能支撑相连接的节点板连接孔。
[0018]本实用新型的有益效果在于:
[0019]1)本实用新型中设置有梁端预埋单元、柱端预埋单元和连接单元，进行节点装配时，首先将梁端预埋单元预埋在预制混凝土梁中，将柱端预埋单元预埋在预制混凝土柱中， 然后将连接单元放置在节点位置处，再采用连接部件或连接组件将梁端预埋单元、柱端预埋单元和连接单元三者连接在一起即可构成一个用于直接安装耗能支撑的节点。
[0020]由上述可知，本实用新型不同于现有技术中的焊接施工，而是采用对贴拼接的装配方式，适用于螺栓连接以及销接等多种节点板形式，不但施工速度快，而且劳动强度低。
[0021]2)本实用新型中的梁端预埋单元或柱端预埋单元结构相同，均由两块预埋金属板和若干预埋金属套筒焊接在一起而构成。预埋时，预埋金属板预埋在梁或柱的侧面上，而预埋金属套筒则穿插在钢筋笼中，因此梁或柱的模板无需开洞，可以直接使用目前装配式混凝土柱的模板，相较于现有技术无需对模板进行再次加工制作，不但适用于现在的装配化混凝土施工方式，而且节约了特制模板的费用，且有效地加快了施工速度。
[0022]3)本实用新型中的预埋单元采用两块预埋金属板之间采用预埋金属套筒焊接的连接方式。所述预埋金属板与梁或柱的接触面积大，因此在受力时可以避免梁或柱中的混凝土被压碎，有效地提高了梁或柱的耐受极限;所述预埋金属套筒不但便于在其中插入连接部件以方便节点的装配式施工，而且由于套筒的外表面积大，从而增大了梁端预埋单元或柱端预埋单元与梁或柱的接触面积，由此显著地提高了梁端预埋单元与梁以及柱端预埋单元与柱的连接强度。
[0023]由此，本实用新型中的梁端预埋单元或柱端预埋单元通过简单的结构与梁或柱构成了一个不可分离的整体，不但解决了节点区钢筋较密集而难以施工的问题，而且有效地解决了耗能支撑与装配式混凝土框架结构连接困难的问题，且不限制梁柱的预制形式，适用范围广而应用价值高。
[0024]4)本实用新型中的连接组件为形状记忆金属螺杆和螺母配合而成，所述形状记忆金属螺杆具有高延性，即形状记忆金属螺杆具有较大的变形恢复能力，加载过程中在外力作用下形状记忆金属螺杆所产生的大应变会随着卸载而恢复。从而本实用新型中的形状记忆金属螺杆极大地提高了梁或柱与连接单元的牢固连接性能。
[0025]此外，具有高延性能的形状记忆金属螺杆与耗能支撑互相配合，彼此作用，从而使得本实用新型中的节点具有双重耗能效果，有效地提高了装配式混凝土框架的整体抗震性能，进一步体现了本实用新型中节点的整体优越性。
[0026]5)本实用新型体现了装配式优点，所有构件全部由预制完成，现场吊装拼接简单快速，极大地提升了施工安装效率。【附图说明】
[0027]图1为梁端预埋单元或柱端预埋单元的结构示意图。[〇〇28]图2为连接单元的连接结构图。
[0029]图3为形状记忆金属螺杆的结构示意图。
[0030]图4为梁端预埋单元、柱端预埋单元和连接单元的连接结构图。
[0031]图5为带有预埋单元的预制混凝土梁或预制混凝土柱的结构示意图。[〇〇32]图6、7均为带有梁端预埋单元的预制混凝土梁的结构示意图，图中的预制混凝土梁为U型梁。
[0033]图8为本实用新型实施例中的连接单元与装配式混凝土边柱框架拼接后的结构示意图。
[0034]图9为本实用新型实施例中的连接单元与装配式混凝土框架拼接后的结构示意图。[〇〇35]图10为本实用新型实施例中的耗能支撑与预制装配式混凝土框架全装配耗能节点结构示意图。[〇〇36]图中的标记含义如下:[0〇37]1-预制混凝土梁la-模板lb-凹部[〇〇38]2-预制混凝土柱3-现浇混凝土 4-耗能支撑[〇〇39]10a-梁端预埋单元11a-梁端预埋金属板12a-梁端预埋金属套筒
[0040]10b-梁端预埋单元lib-梁端预埋金属板12b-梁端预埋金属套筒
[0041]20-连接单元21-梁端连接板211-梁端连接孔22-柱端连接板
[0042]221-柱端连接孔23-连接节点板231-节点板连接孔[〇〇43]30-形状记忆金属螺杆31-螺纹连接段[〇〇44]30a-梁端形状记忆金属螺杆30b-柱端形状记忆金属螺杆
[0045]40a_梁端垫板40b_柱端垫板【具体实施方式】
[0046]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。[〇〇47]本实用新型中的预制混凝土梁均为预制钢筋混凝土梁，预制混凝土柱均为预制钢筋混凝土柱。[〇〇48] 参照图1?4所示，一种耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点，本节点包括分别预埋在预制混凝土梁1中的梁端预埋单元l〇a和预埋在预制混凝土柱2中的柱端预埋单元10b，本节点还包括与所述梁端预埋单元10a以及柱端预埋单元10b均相连的连接单元20。
[0049]如图1所示，所述梁端预埋单元10a和柱端预埋单元10b结构相同；以梁端预埋单元 l〇a为例，梁端预埋单元10a包括两块板面彼此平行的梁端预埋金属板11a，两块梁端预埋金属板lib上均开设有若干通孔，梁端预埋单元10a还包括固定连接在两梁端预埋金属板10a 的相对应的通孔之间的梁端预埋金属套筒12a。
[0050]如图5、6所示，所述预制混凝土梁1的预制方式为:将两块梁端预埋金属板11a分别与梁端预埋金属套筒12a的两端部焊接固定后得到所述梁端预埋单元10a，将制作好的梁钢筋笼放置于梁模板内，再将所述梁端预埋单元l〇a穿置于梁钢筋笼的端部，最后向梁模板内浇筑混凝土即可完成预制；[〇〇51]所述预制混凝土柱2的预制方式为:将两块柱端预埋金属板lib分别与柱端预埋金属套筒12b的两端部焊接固定后得到所述柱端预埋单元10b，将制作好的柱钢筋笼放置于柱模板内，再将所述柱端预埋单元l〇b穿置于柱钢筋笼的端部，最后向柱模板内浇筑混凝土即可完成预制。[〇〇52]预制混凝土梁1和预制混凝土柱2的上述预制方式不但简单快捷，而且使得梁端预埋单元l〇a与预制混凝土梁1、柱端预埋单元l〇b与预制混凝土柱2分别两两紧密且牢固地连接在一起。[〇〇53]所述预制混凝土梁1或预制混凝土柱2均可以为常规的长方体状的立柱，如图5所示。本实用新型实施例中的预制混凝土梁1为U型梁，如图6、7所示，U型梁为由模板la围合而成的带有凹部lb的预制混凝土梁。所述梁端预埋单元10a中的一块梁端预埋金属板11a预埋在U型梁的凹部lb的凹面处，另一块梁端预埋金属板11a则预埋在与所述凹面对应平行的U 型梁的底面处。[〇〇54]如图2所示，所述连接单元20包括与所述梁端预埋单元10a相配合的梁端连接板 21，所述梁端连接板21上开设有与所述梁端预埋单元10a中的梁端预埋金属套筒12a相对应的梁端连接孔211;连接单元20还包括与所述柱端预埋单元10b相配合的柱端连接板22,所述柱端连接板22上开设有与所述柱端预埋单元10b中的柱端预埋金属套筒12b相对应的柱端连接孔221;连接单元20还包括分别与梁端连接板21和柱端连接板22固接的连接节点板 23,所述连接节点板23、梁端连接板21和柱端连接板22三者的板面两两垂直设置，且连接节点板23分别与梁端连接板21和柱端连接板22焊接并构成一个整体。[〇〇55]当然，连接节点板23、梁端连接板21和柱端连接板22三者也可以彼此焊接并构成一个整体。[〇〇56]如图3所示，所述连接组件包括形状记忆金属螺杆30和与其相配合的螺母，形状记忆金属螺杆30的两端均设置有螺纹连接段31。
[0057]如图4所示，本实用新型中的形状记忆金属螺杆30根据使用位置的不同而分为梁端形状记忆金属螺杆30a和柱端形状记忆金属螺杆30b。所述梁端形状记忆金属螺杆30a穿过所述梁端预埋金属套筒12a以及相对应的梁端连接孔211而将梁端预埋单元10a和连接单元20连接在一起，梁端形状记忆金属螺杆30a的两端的螺纹连接段均设置有紧固螺母。所述柱端形状记忆金属螺杆30b穿过所述柱端预埋金属套筒12b以及相对应的柱端连接孔221而将柱端预埋单元l〇b和连接单元20连接在一起，柱端形状记忆金属螺杆30b的两端的螺纹连接段均设置有紧固螺母。通过上述连接结构，本实用新型中的梁端预埋单元l〇a、柱端预埋单元l〇b以及连接单元20共同构成一个便于与耗能支撑4相连接的节点。[〇〇58]为了改善梁或柱的受力性能，本实用新型中还设置有梁端垫板40a和柱端垫板 40b。如图4、8?10所示，梁端垫板40a设置在梁端预埋单元10a的背离所述连接单元20的一侧梁端预埋金属板11a处，梁端垫板40a上开设有便于梁端形状记忆金属螺杆30a穿过的梁端垫板连接孔;而柱端垫板40b仅仅当所述预制混凝土柱2为边柱时才使用，如图4、7所示， 柱端垫板40b设置在所述柱端预埋单元10b的背离所述连接单元20的一侧柱端预埋金属板 lib处，所述柱端垫板40b上开设有便于柱端形状记忆金属螺杆30b穿过的柱端垫板连接孔。 [〇〇59]如图4所示，所述连接节点板23上设置有与耗能支撑4相连接的节点板连接孔231， 所述节点板连接孔231可以为销孔或螺栓孔，以便于连接节点板23与耗能支撑4的装配式连接。
[0060]需要说明的是，本实用新型中的连接组件也可以使用其他金属材质的螺杆，当然， 形状记忆金属螺杆30的性能显然更为优异。此外，形状记忆金属螺杆30也可以整体设置为光杆状，此时形状记忆金属螺杆30的穿过预埋金属套筒而露出在外的两侧需要进行拗弯处理，拗弯后的形状记忆金属螺杆30即可将梁端预埋单元10a或柱端预埋单元10b与连接单元 20紧固连接在一起。
[0061]下面结合附图对本实用新型中的装配方法做进一步说明，装配方法的详细步骤如下:[〇〇62]S1、按照图5的结构方式和位置，在所述预制混凝土梁1上预埋由两块梁端预埋金属板11a和若干梁端预埋金属套筒12a构成的梁端预埋单元10a;同样按照图5的结构方式和位置，在所述预制混凝土柱2上预埋由两块柱端预埋金属板lib和若干柱端预埋金属套筒 12b构成的柱端预埋单元10b;预制由梁端连接板21、柱端连接板22和连接节点板23构成的连接单元20;[〇〇63]当所述预制混凝土梁1为U型梁时，将梁端预埋单元10a按照图6、7所示位置进行预埋；[〇〇64]S2、在施工现场，吊装预制混凝土梁1、预制混凝土柱2于设计位置，并在装配位置处形成现浇区域；[〇〇65]S3、将连接单元20放置在节点处，并使连接单元20的梁端连接板21与梁端预埋金属板1 la对贴在一起，柱端连接板22与柱端预埋金属板1 lb对贴在一起；[〇〇66] 如图8?10所示，用梁端形状记忆金属螺杆30a穿过梁端垫板40a、梁端预埋金属板 11a、梁端预埋金属套筒12a和梁端连接板21，在梁端形状记忆金属螺杆30a的两端利用螺母进行固定连接，使连接单元20与预制钢筋混凝土梁1连接在一起；[〇〇67] 如图8所示，当预制钢筋混凝土柱2为边柱时，用柱端形状记忆金属螺杆30b穿过柱端垫板40b、柱端预埋金属板lib、柱端预埋金属套筒12b和柱端连接板22,在柱端形状记忆金属螺杆30b的两端利用螺母进行固定连接；当预制钢筋混凝土柱2不是边柱时，用柱端形状记忆金属螺杆30b穿过柱端预埋金属板lib、柱端预埋金属套筒12b和柱端连接板22,在柱端形状记忆金属螺杆30b的两端利用螺母进行固定连接;使连接单元20与预制钢筋混凝土柱2连接在一起；[0〇68]S4、在预制钢筋混凝土梁1和预制钢筋混凝土 2的连接节点处饶筑现饶钢筋混凝土3;当预制钢筋混凝土梁1为U型梁时，将U型梁的凹部处以及所述连接节点处同时浇筑现浇钢筋混凝土 3;
[0069]S5、最后将耗能支撑4的端部接头通过销接或螺栓连接与连接单元20的连接节点板23固定连接，完成节点装配。
【主权项】
1.一种耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点，其特征在于:本节点包括分别预 埋在预制混凝土梁(1)中的梁端预埋单元(l〇a)和预埋在预制混凝土柱(2)中的柱端预埋单 元(10b)，本节点还包括与所述梁端预埋单元(10a)以及柱端预埋单元(10b)均相连的连接 单元(20);本节点还包括将所述梁端预埋单元(10a)以及柱端预埋单元(10b)以及连接单元 (20)连接成一个整体的连接部件或连接组件。2.根据权利要求1所述的耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点，其特征在于:所 述梁端预埋单元(l〇a)和柱端预埋单元(10b)结构相同；任一预埋单元均包括两块板面彼此 平行的预埋金属板，两块预埋金属板上均开设有若干通孔，预埋单元还包括固定连接在两 预埋金属板的相对应的通孔之间的预埋金属套筒;所述连接单元(20)上设置有若干与所述 预埋金属套筒相对应的连接孔;所述连接部件或连接组件穿过预埋金属套筒及相对应的连 接孔而将预埋单元与连接单元(20)连接成一个整体。3.根据权利要求2所述的耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点，其特征在于:所 述预制混凝土梁(1)为U型梁，所述梁端预埋单元(10a)中的一块梁端预埋金属板(11a)预埋 在U型梁的凹面处，另一块梁端预埋金属板(11a)则预埋在与所述凹面对应平行的U型梁的 另一侧面处。4.根据权利要求2或3所述的耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点，其特征在 于:所述连接单元(20)包括与所述梁端预埋单元(10a)相配合的梁端连接板(21)，所述梁端 连接板(21)上开设有与所述梁端预埋单元(10a)中的梁端预埋金属套筒(12a)相对应的梁 端连接孔(211);连接单元(20)还包括与所述柱端预埋单元(10b)相配合的柱端连接板(22)，所述柱端 连接板(22)上开设有与所述柱端预埋单元(10b)中的柱端预埋金属套筒(12b)相对应的柱 端连接孔(221);连接单元(20)还包括连接节点板(23 )，所述连接节点板(23 )、梁端连接板(21)和柱端 连接板(22)三者的板面两两垂直设置，且连接节点板(23)分别与梁端连接板(21)和柱端连 接板(22)焊接并构成一个整体。5.根据权利要求4所述的耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点，其特征在于: 所述连接组件包括形状记忆金属螺杆(30)，形状记忆金属螺杆(30)的两端均设置有螺纹连 接段(31);用于连接所述梁端预埋单元(l〇a)和连接单元(20)的形状记忆金属螺杆(30)为梁端形 状记忆金属螺杆(30a)，所述梁端形状记忆金属螺杆(30a)穿过所述梁端预埋金属套筒 (12a)以及相对应的梁端连接孔(211)而将梁端预埋单元(10a)和连接单元(20)连接在一 起，梁端形状记忆金属螺杆(30a)的两端的螺纹连接段均设置有紧固螺母；用于连接所述柱端预埋单元(l〇b)和连接单元(20)的形状记忆金属螺杆(30)为柱端形 状记忆金属螺杆(30b)，所述柱端形状记忆金属螺杆(30b)穿过所述柱端预埋金属套筒 (12b)以及相对应的柱端连接孔(221)而将柱端预埋单元(10b)和连接单元(20)连接在一 起，柱端形状记忆金属螺杆(30b)的两端的螺纹连接段均设置有紧固螺母。6.根据权利要求5所述的耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点，其特征在于:本 节点在所述梁端预埋单元(l〇a)的背离所述连接单元(20)的一侧设置有梁端垫板(40a)，所 述梁端垫板(40a)上开设有便于梁端形状记忆金属螺杆(30a)穿过的梁端垫板连接孔；当所述预制混凝土柱(2)为边柱时，本节点在所述柱端预埋单元(10b)的背离所述连接 单元(20)的一侧设置有柱端垫板(40b)，所述柱端垫板(40b)上开设有便于柱端形状记忆金 属螺杆(30b)穿过的柱端垫板连接孔。7.根据权利要求6所述的耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点，其特征在于:所 述连接节点板(23)上设置有与耗能支撑(4)相连接的节点板连接孔(231)。
【文档编号】E04B1/98GK205591377SQ201620252238
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】王波, 王静峰, 汪洋, 邓权, 李贝贝
【申请人】合肥工业大学