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      裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件的制作方法

      文檔序號:12301770閱讀:639來源:國知局
      裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件的制作方法與工藝

      本發(fā)明屬于建筑工程領(lǐng)域,涉及裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu),具體為一種裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件。



      背景技術(shù):

      近幾十年來,裝配式混凝土結(jié)構(gòu)以其工業(yè)化生產(chǎn)和裝配式施工的特點,越來越得到工程師的青睞,被廣泛地應(yīng)用并得到了迅猛的發(fā)展。伴隨著基于性能的抗震設(shè)計理論研究的深入,人們對結(jié)構(gòu)震后可修復的要求越來越高,高延性耗能元件的研究與應(yīng)用受到了越來越多的關(guān)注,在美國、新西蘭、日本等國家和地區(qū),在裝配式結(jié)構(gòu)中加入延性耗能元件的做法已經(jīng)日趨成熟,在結(jié)構(gòu)體系中采用裝配技術(shù)和耗能減震技術(shù)已經(jīng)成為建筑行業(yè)未來發(fā)展的趨勢之一。

      梁柱連接的抗震性能是裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震能力發(fā)揮的關(guān)鍵因素??蚣芙Y(jié)構(gòu)的節(jié)點是地震作用下內(nèi)力較大的部位,容易產(chǎn)生塑性鉸,同時也是裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的預制構(gòu)件交匯之處,這使得連接的性能在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中顯得尤為重要??蚣芙Y(jié)構(gòu)往往需要利用梁端的塑性變形耗散地震能量,因此連接應(yīng)利于節(jié)點處梁端在反復水平作用下發(fā)揮良好的滯回性能,從而減輕地震響應(yīng)。

      誘導屈服機制是保證裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點連接抗震性能的有效手段。鋼筋混凝土構(gòu)件的滯回耗能主要來自于縱向鋼筋的屈服?,F(xiàn)澆施工工藝下,節(jié)點、連接和構(gòu)件一體化成型,節(jié)點附近的鋼筋和混凝土都是連續(xù)的,使得構(gòu)件和節(jié)點具有相關(guān)的承載性能,而由于節(jié)點受力復雜,要實現(xiàn)強節(jié)點弱構(gòu)件需采取較嚴格的構(gòu)造要求。裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)中,節(jié)點處的連接滯后于構(gòu)件的制作完成,使得工程師有條件在連接處采取特殊的構(gòu)造和優(yōu)質(zhì)的耗能連接,從而充分發(fā)揮這種結(jié)構(gòu)的抗震性能。

      防止塑性鉸區(qū)鋼筋受壓屈服后的屈曲是發(fā)揮塑性耗能特性的前提?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土框架節(jié)點中,在節(jié)點處塑性鉸區(qū)發(fā)生較大塑性轉(zhuǎn)角時,由于縱向受壓鋼筋屈服時周邊的箍筋和混凝土無法約束其屈曲,會導致外側(cè)混凝土崩裂、箍筋崩斷及縱向受壓鋼筋失穩(wěn)等現(xiàn)象產(chǎn)生,承載能力瞬間降低,塑性鉸失去轉(zhuǎn)動能力。這說明,防止耗能的縱向鋼筋受壓屈服后的屈曲是發(fā)揮塑性鉸耗能特性的關(guān)鍵。

      損傷構(gòu)件易更換是確保結(jié)構(gòu)具備震后可修復性的有效方法。當前,結(jié)構(gòu)性能易修復是工程結(jié)構(gòu)抗震的最新要求。地震時,金屬材料(如鋼筋)的塑性滯回耗散地震能量,而塑性的發(fā)展和累積會逐步加劇構(gòu)件的損傷。為了保證結(jié)構(gòu)在震后能具備承受后續(xù)服役期內(nèi)可能遭遇地震的能力,在地震后對損傷的結(jié)構(gòu)進行快速修復是最為經(jīng)濟的方案,而控制損傷僅發(fā)生在局部構(gòu)件、并在地震后更換損傷的構(gòu)件,是修復結(jié)構(gòu)最為徹底和完善的手段,因此,損傷構(gòu)件易更換是確保結(jié)構(gòu)具備震后可修復性的有效方法。

      節(jié)點的連接安裝工藝是裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)安裝的關(guān)鍵要素。裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)中,預制構(gòu)件在工廠制作,可以通過流水線施工提高生產(chǎn)效率;而現(xiàn)場的連接安裝仍需人工操作來完成。節(jié)點連接的工藝是否便于操作,是否具有快捷的安裝流程,將對工業(yè)化建筑的建造效率產(chǎn)生關(guān)鍵影響。

      裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計應(yīng)能夠協(xié)調(diào)構(gòu)件制作和安裝過程中的誤差。裝配式結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在工廠預先制作,然后在現(xiàn)場進行組裝。即使在制作過程中采取各種措施保證構(gòu)件的尺寸精度,構(gòu)件的尺寸誤差和構(gòu)件中各部件(例如鋼筋)的位置誤差仍是不可避免的;另一方面,為了保證組裝的順利進行,構(gòu)件之間必須留有一定程度的間隙,才能避免組裝過程中的碰撞,而這些間隙也使得安裝過程中構(gòu)件和構(gòu)件之間存在不可避免的長度誤差。裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計,必須能夠方便地協(xié)調(diào)上述原因引起的誤差,才能夠保證傳力的可靠,確保施工安裝的便捷性。

      江蘇金砼預制裝配建筑發(fā)展有限公司提出了一種的可調(diào)鋼筋連接套筒,用于裝配式結(jié)構(gòu)中兩段鋼筋的相互連接施工當中,其可實現(xiàn)在同一軸線內(nèi)兩段鋼筋的無滑移可靠連接,適用各類場合不同直徑的鋼筋連接,應(yīng)用范圍廣泛;其特點為,套筒接頭短,不影響箍筋安裝;外形小不影響混凝土保護層;可對鋼筋的長度和偏心進行適度調(diào)整;構(gòu)件安裝就位時可通過旋轉(zhuǎn)鋼筋接頭進行微調(diào)來適應(yīng)預制構(gòu)件安裝精度;連接質(zhì)量可靠穩(wěn)定;該接頭連接可實現(xiàn)鋼筋受壓和受拉時沒有間隙滑移,受力可靠,能夠滿足一級接頭的要求。

      針對上述背景,本發(fā)明提出一種裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件,是一種安裝在裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)梁端的梁柱連接組件,用于承受并傳遞地震作用下由框架梁端彎矩引起的上側(cè)和/或下側(cè)邊緣的反復軸力;由承受軸向荷載的核心耗能棒、約束體系及其兩端的連接部件組成,在形式上類似于小型的屈曲約束支撐(brb),核心耗能棒在受壓時側(cè)向屈曲受到約束體系和相鄰混凝土的限制,而約束體系被預埋螺栓固定在梁端混凝土上,即使核心耗能棒受壓屈服時也不會發(fā)生大幅值的屈曲。小震時,布置在梁端上側(cè)和/或下側(cè)的核心耗能棒保持彈性,為梁柱連接提供抗彎剛度;中震或大震時,核心耗能棒發(fā)生受拉或受壓屈服并利用滯回特性耗散地震能量,減小結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng),損傷僅集中在核心耗能棒的耗能段上,而結(jié)構(gòu)的其余部分保持彈性。地震發(fā)生后,可通過放松核心耗能棒兩側(cè)的連接部件解除核心耗能棒與梁內(nèi)縱向鋼筋及柱內(nèi)錨固鋼筋的連接,取出損傷后的耗能核心棒并重新安裝新的核心耗能棒,可達到修復結(jié)構(gòu)的目的。此外,核心耗能棒與柱內(nèi)錨固鋼筋的連接采用可調(diào)組合接頭來完成,可以通過可調(diào)組合接頭的施工工藝減小甚至消除施工誤差可能帶來的不利影響。本發(fā)明的特點是核心耗能棒可以發(fā)揮穩(wěn)定的延性耗能能力,誘導屈服損傷集中在核心耗能棒上;構(gòu)件間的安裝公差可由可調(diào)組合接頭予以調(diào)整,傳力機制穩(wěn)定強勁,構(gòu)造簡單、制造方便、安裝快捷,強震后也能夠很方便地對損傷的核心耗能棒實現(xiàn)更換,從而快速恢復結(jié)構(gòu)功能。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      技術(shù)問題:預制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)是適合建筑工業(yè)化建造的重要結(jié)構(gòu)形式??蚣芰褐?jié)點既是構(gòu)件的交匯點,是現(xiàn)場安裝的主要作業(yè)部位,又是構(gòu)件地震下發(fā)生較大內(nèi)力的區(qū)域,容易產(chǎn)生塑性變形,耗散地震能量。因此,如何在節(jié)點區(qū)采用方便連接施工并能夠協(xié)調(diào)安裝誤差的連接方式,如何利用屈服誘導機制控制損傷和耗能發(fā)生的部位和保證結(jié)構(gòu)的耗能能力,如何避免發(fā)生塑性變形的耗能部件在受壓時出現(xiàn)屈曲,如何利用連接構(gòu)造提供強烈地震后結(jié)構(gòu)的可修復性,是保證裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能和可施工性,提升結(jié)構(gòu)震后可修復特性的關(guān)鍵技術(shù)問題。本發(fā)明的目的就是提供一種裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件。

      技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件,

      所述的裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件設(shè)置在裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱連接的梁端上側(cè)和/或下側(cè),該連接組件包括柱向可調(diào)組合接頭、核心耗能棒、梁向緊固并帽及約束體系;

      可調(diào)組合耗能連接組件采用鋼材等金屬材料制作,所述核心耗能棒設(shè)置在梁端后澆企口內(nèi),與柱內(nèi)錨固鋼筋的端頭螺紋通過柱向可調(diào)組合接頭可靠連接,與梁內(nèi)縱向鋼筋的端部通過螺紋連接,并采用梁向緊固并帽緊固,形成可靠傳力體系;約束體系設(shè)置于核心耗能棒遠離梁受彎中性軸的外側(cè),通過約束體系限制核心耗能棒的側(cè)向屈曲。

      優(yōu)選的,所述的核心耗能棒沿長度方向依次劃分為柱向連接段、柱向過渡段、耗能段、梁向過渡段及梁向連接段;所述耗能段內(nèi)的截面積相同;所述柱向連接段和所述梁向連接段的截面積大于所述耗能段的截面積;柱向連接段表面刻有外螺紋,端部區(qū)段設(shè)有中心盲孔;梁向連接段端部區(qū)段開有中心盲孔,并在盲孔內(nèi)壁設(shè)置內(nèi)螺紋,耗能段與柱向連接段及梁向連接段之間平緩過渡,分別形成柱向過渡段及梁向過渡段。

      優(yōu)選的,所述的柱向可調(diào)組合接頭包括外套筒和套設(shè)于外套筒內(nèi)部的內(nèi)套筒;所述外套筒一端端部設(shè)置為直徑大于柱內(nèi)錨固鋼筋直徑的等徑縮口,另一端區(qū)段內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋,與核心耗能棒之柱向連接段端部區(qū)段的外螺紋配合旋接;所述內(nèi)套筒外徑大于外套筒的等徑縮口直徑但小于外套筒內(nèi)徑,內(nèi)套筒一端開設(shè)有中心沉頭孔,所述中心沉頭孔的內(nèi)壁加工有內(nèi)螺紋,與柱內(nèi)錨固鋼筋端部區(qū)段帶有的外螺紋配合旋接;內(nèi)套筒另一端設(shè)置有導向頭,導向頭或可設(shè)置為半球形或圓錐形形式,其最大徑比核心耗能棒之柱向連接段端部的中心盲孔直徑小,其高度小于核心耗能棒之柱向連接段端部的中心盲孔的深度。

      優(yōu)選的,所述核心耗能棒與梁內(nèi)縱向鋼筋之間的連接通過梁向連接段的盲孔內(nèi)螺紋與梁內(nèi)縱向鋼筋的端部螺紋配合旋接,并采用梁向緊固并帽緊固;

      所述梁向緊固并帽帶有中心通孔,通孔內(nèi)壁帶有內(nèi)螺紋,內(nèi)螺紋與梁內(nèi)縱向鋼筋的端部螺紋配合旋接;梁向緊固并帽抵緊于耗能核心棒之梁向連接段端部。

      優(yōu)選的,所述的約束體系包括位于核心耗能棒外側(cè)即遠離梁受彎中性軸側(cè)的約束蓋板、預埋在預制混凝土企口梁梁端的預埋螺栓及用于固定約束蓋板與預制混凝土企口梁相對位置的螺母;所述約束蓋板的長度覆蓋核心耗能棒的耗能段,所述的約束蓋板上所開的半圓形槽的位置和形狀與所覆蓋核心耗能棒的區(qū)段的外輪廓相匹配,半圓形槽的各位置的直徑略大于核心耗能棒對應(yīng)位置的直徑。

      優(yōu)選的,所述的約束蓋板上有螺栓孔,便于預埋螺栓穿過,并在其上擰緊螺母。

      優(yōu)選的,所述的核心耗能棒的耗能段表面有無粘結(jié)材料包裹。

      優(yōu)選的,所述金屬材料為鋼材或其他延性金屬。

      有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點:

      1)結(jié)構(gòu)損傷集中,耗能性能好。在本發(fā)明中,通過合理的設(shè)計,可以使核心耗能棒之耗能段在軸力作用下的屈服承載能力小于其所連接的柱內(nèi)錨固鋼筋、梁內(nèi)縱向鋼筋的屈服承載能力及其錨固承載能力,也小于核心耗能棒的梁向連接段、柱向連接段的屈服承載能力以及兩端與柱內(nèi)錨固鋼筋、梁內(nèi)縱向鋼筋之間的連接承載能力,從而使屈服僅發(fā)生在核心耗能棒的耗能段中。由于在梁端塑性鉸區(qū)域安裝了易屈服的耗能連接組件,其核心耗能棒在地震作用下能夠吸收并消耗地震輸入結(jié)構(gòu)的能量,在保證主要承重構(gòu)件的梁、柱本身不發(fā)生過大的變形或損傷的情況下,減小地震響應(yīng)。

      2)屈服誘導機制可以有效實現(xiàn)。本發(fā)明將耗能連接組件設(shè)置在梁端塑性鉸區(qū)域,合理設(shè)計下,核心耗能棒的拉壓屈服承載能力較其它組成部件的承載力低,這樣在地震作用下,核心耗能棒可以先于框架其他構(gòu)件及部件發(fā)生屈服并進入塑性,形成一種屈服誘導機制,從而可以保證強烈地震下,屈服僅可能發(fā)生在核心耗能棒的耗能段中,而其余部分均可以保證無損或損傷可忽略的狀態(tài)。耗能段具有一定的長度,優(yōu)選地,耗能段的表面有無粘結(jié)層,因此當產(chǎn)生塑性變形的時候,在耗能段范圍內(nèi)具有相近的塑性應(yīng)變,塑性變形下耗能段內(nèi)的平均應(yīng)變較低,有利于發(fā)揮金屬材料的低周疲勞能力。

      3)可以有效避免核心耗能棒在軸向受壓屈服后可能發(fā)生的屈曲失穩(wěn)。核心耗能棒耗能段范圍內(nèi)均設(shè)有約束部件,外側(cè)(靠近混凝土保護層側(cè))和左右都受到金屬約束部件的約束,內(nèi)側(cè)受到梁體內(nèi)混凝土的約束,無論核心耗能棒向哪個方向存在潛在的屈曲傾向,都有足夠的金屬部件和抗壓的混凝土約束其側(cè)向變形。因此核心耗能棒在受壓時不會產(chǎn)生大幅的屈曲變形,從而保證核心耗能棒在受壓時能夠與受拉時一樣發(fā)生分布在耗能段內(nèi)的全截面屈服。由于屈服僅限于核心耗能棒的耗能段內(nèi)發(fā)生,梁的縱向鋼筋保持彈性狀態(tài),因此不會發(fā)生普通鋼筋混凝土塑性鉸一樣的鋼筋屈曲、保護層混凝土崩出等破壞形態(tài),有利于在塑性鉸轉(zhuǎn)角較大時保持截面的承載能力不降低。

      4)方便安裝且能夠可靠傳遞拉力和壓力。裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的梁、柱等構(gòu)件,在工廠分別制作,到工地現(xiàn)場依次安裝。如果構(gòu)件的尺寸大于或精確等于構(gòu)件安裝空間的尺寸,將導致構(gòu)件的安裝困難。因此,為了方便構(gòu)件的安裝,構(gòu)件的尺寸應(yīng)略小于構(gòu)件安裝空間的尺寸,這樣就導致安裝完成后構(gòu)件之間存在間隙。螺紋套筒連接能夠消除構(gòu)件之間的間隙,但是核心耗能棒/鋼筋端部螺紋和套筒內(nèi)螺紋之間存在的微小間隙仍可能導致縱向傳力時的滑移。這種滑移造成了連接受力時剛度降低,對承受軸向拉力或壓力的耗能連接非常不利。本發(fā)明中,核心耗能棒柱向連接段采用可調(diào)組合接頭與錨固于柱內(nèi)的柱內(nèi)錨固鋼筋相連,可調(diào)組合接頭在安裝完成并擰緊各部分螺紋后,核心耗能棒的柱向連接段端部與可調(diào)組合接頭內(nèi)套筒導向頭側(cè)端部抵緊、可調(diào)組合接頭外套筒等徑縮口臺階與內(nèi)套筒沉頭孔側(cè)端部抵緊,并使柱內(nèi)錨固鋼筋外螺紋與內(nèi)套筒內(nèi)螺紋的螺牙在一側(cè)相抵、外套筒內(nèi)螺紋的螺牙與核心耗能棒柱向連接段區(qū)段外螺紋的螺牙在另一側(cè)相抵;核心耗能棒的梁向連接段通過梁向連接段端部區(qū)段的盲孔內(nèi)螺紋與梁內(nèi)縱向鋼筋端部的外螺紋連接,并采用緊固并帽緊固,安裝完成并擰緊各部分螺紋后,并帽頂緊于核心耗能棒之梁向連接段的端部,并使梁向連接段端部區(qū)段盲孔內(nèi)螺紋的螺牙與梁內(nèi)縱向鋼筋端部螺紋的螺牙在一側(cè)相抵、并帽內(nèi)螺紋的螺牙與梁內(nèi)縱向鋼筋端部螺紋的螺牙在另一側(cè)相抵。上述螺紋之間的相互咬合關(guān)系使核心耗能棒的拉力和壓力均通過部件之間緊密相抵的受壓面?zhèn)鬟f,連接在傳遞拉力和壓力過程中不產(chǎn)生滑移,消除了螺紋間隙對傳力的影響,保證節(jié)點傳力體系的有效性與可靠性。

      5)對構(gòu)件間的安裝公差具備較強的適應(yīng)性。采用了可調(diào)組合接頭進行受力鋼筋和核心耗能棒的連接,利用接頭的可調(diào)特性可對梁內(nèi)縱向鋼筋和柱內(nèi)錨固鋼筋的距離與核心耗能棒長度的誤差以及鋼筋之間的偏心進行適度調(diào)節(jié),預制柱、梁安裝就位時可通過旋轉(zhuǎn)可調(diào)組合接頭進行微調(diào)提高構(gòu)件安裝精度,不會產(chǎn)生材變和應(yīng)力,保證連接質(zhì)量可靠穩(wěn)定。

      6)結(jié)構(gòu)震后修復簡便,修復后結(jié)構(gòu)性能可得到保證。本發(fā)明的構(gòu)造將在強烈地震下容易損傷的核心耗能棒布置于柱節(jié)點區(qū)以外,靠近梁端上、下表面的位置,擁有開闊的工作面,而柱內(nèi)錨固鋼筋、梁內(nèi)縱向鋼筋與核心耗能棒之間的可靠連接,通過性能化的設(shè)計,在地震過程中被保護處于彈性范圍之內(nèi),因此當需要更換核心耗能棒時,上述連接可以十分容易地解除,且不影響柱內(nèi)錨固鋼筋和梁內(nèi)縱向鋼筋在設(shè)計壽命期內(nèi)的正常使用。同樣通過性能化的設(shè)計,在核心耗能棒屈服段受壓或受拉屈服的過程中,梁柱構(gòu)件不發(fā)生損傷或損傷很小,不影響梁柱構(gòu)件的重復使用。從而,在地震發(fā)生后通過拆除損傷的核心耗能棒,并重新安裝新的核心耗能棒,達到快速修復結(jié)構(gòu)并恢復其功能的目的。

      7)實用性強,不影響美觀。本耗能連接組件布置在梁端,核心耗能棒與梁柱的傳力直接,并在安裝完畢后在對預留操作空間的剩余部分后澆混凝土使結(jié)構(gòu)成為一體,梁的外觀與現(xiàn)澆的框架梁一致,符合傳統(tǒng)的審美觀。

      附圖說明

      圖1為裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件整體示意圖。

      圖2為裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件中可調(diào)組合接頭示意圖。

      圖3為裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件核心耗能棒示意圖。

      圖4為裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件中約束部件示意圖。

      圖5為裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件可調(diào)組合接頭壓力傳遞機理示意圖。

      圖6為裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件緊固并帽壓力傳遞機理示意圖。

      圖7為裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件可調(diào)組合接頭拉力傳遞機理示意圖。

      圖8為裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件核心耗能棒拉力傳遞機理示意圖。

      圖中有:可調(diào)組合接頭1,外套筒11,等徑縮口111,外套筒內(nèi)螺紋112,內(nèi)套筒12,第一內(nèi)套筒內(nèi)螺紋121,導向頭122;核心耗能棒2,柱向連接段21,連接段外螺紋211,連接段端部盲孔212,柱向過渡段22,耗能段23,梁向過渡段24,梁向連接段25,連接段盲孔內(nèi)螺紋251;梁向緊固并帽3,并帽內(nèi)螺紋31;約束體系4,約束蓋板41,半圓形槽411,螺栓孔412,預埋螺栓42,螺母43;柱內(nèi)錨固縱筋5,柱內(nèi)錨固鋼筋端部螺紋51;梁內(nèi)縱向鋼筋6,梁內(nèi)縱向鋼筋端部螺紋61;無粘結(jié)材料7,后澆混凝土8;預制混凝土企口梁9。

      具體實施方式

      下面以本發(fā)明的一個可實施例為例,說明本發(fā)明的具體實施方式。

      本發(fā)明所提出的裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件,將安裝在梁的左端和/或右端,位于梁端的上側(cè)和/或下側(cè)。在本說明書中,以安裝于梁左端上側(cè)為例說明。采用此例時,梁的左側(cè)為柱,梁高范圍內(nèi)柱子的區(qū)域為柱節(jié)點區(qū)域。

      本發(fā)明的裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件,所述的裝配式混凝土框架的梁端可調(diào)組合耗能連接組件設(shè)置在裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱連接的梁端上側(cè)和/或下側(cè),該連接組件包括柱向可調(diào)組合接頭1、核心耗能棒2、梁向緊固并帽3及約束體系4;

      可調(diào)組合耗能連接組件采用鋼材等金屬材料制作,所述核心耗能棒2設(shè)置在梁端后澆企口內(nèi),與柱內(nèi)錨固鋼筋的端頭螺紋通過柱向可調(diào)組合接頭1可靠連接,與梁內(nèi)縱向鋼筋的端部通過螺紋連接,并采用梁向緊固并帽3緊固,形成可靠傳力體系;約束體系4設(shè)置于核心耗能棒2遠離梁受彎中性軸的外側(cè),通過約束體系4限制核心耗能棒2的側(cè)向屈曲。

      所述的核心耗能棒2沿長度方向依次劃分為柱向連接段21、柱向過渡段22、耗能段23、梁向過渡段24及梁向連接段25;所述耗能段23內(nèi)的截面積相同;所述柱向連接段21和所述梁向連接段25的截面積大于所述耗能段23的截面積;柱向連接段21表面刻有外螺紋211,端部區(qū)段設(shè)有中心盲孔212;梁向連接段25端部區(qū)段開有中心盲孔,并在盲孔內(nèi)壁設(shè)置內(nèi)螺紋251,耗能段23與柱向連接段21及梁向連接段25之間平緩過渡,分別形成柱向過渡段22及梁向過渡段24。

      所述的柱向可調(diào)組合接頭1包括外套筒11和套設(shè)于外套筒11內(nèi)部的內(nèi)套筒12;所述外套筒11一端端部設(shè)置為直徑大于柱內(nèi)錨固鋼筋5直徑的等徑縮口111,另一端區(qū)段內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋112,與核心耗能棒2之柱向連接段端部區(qū)段的外螺紋211配合旋接;所述內(nèi)套筒12外徑大于外套筒11的等徑縮口111直徑但小于外套筒11內(nèi)徑,內(nèi)套筒12一端開設(shè)有中心沉頭孔,所述中心沉頭孔的內(nèi)壁加工有內(nèi)螺紋121,與柱內(nèi)錨固鋼筋5端部區(qū)段帶有的外螺紋51配合旋接;內(nèi)套筒12另一端設(shè)置有導向頭122,導向頭122或可設(shè)置為半球形或圓錐形形式,其最大徑比核心耗能棒2之柱向連接段21端部的中心盲孔212直徑小,其高度小于核心耗能棒2之柱向連接段21端部的中心盲孔212的深度。

      所述核心耗能棒2與梁內(nèi)縱向鋼筋6之間的連接通過梁向連接段25的盲孔內(nèi)螺紋251與梁內(nèi)縱向鋼筋6的端部螺紋61配合旋接,并采用梁向緊固并帽3緊固;

      所述梁向緊固并帽3帶有中心通孔,通孔內(nèi)壁帶有內(nèi)螺紋31,內(nèi)螺紋31與梁內(nèi)縱向鋼筋6的端部螺紋61配合旋接;梁向緊固并帽3抵緊于耗能核心棒2之梁向連接段端部。

      所述的約束體系4包括位于核心耗能棒1外側(cè)即遠離梁受彎中性軸側(cè)的開有半圓形槽的約束蓋板41、預埋在預制混凝土企口梁9梁端的預埋螺栓42及用于固定約束蓋板41與預制混凝土企口梁9相對位置的螺母43;所述約束蓋板41的長度覆蓋核心耗能棒2的耗能段23,所述的約束蓋板41上所開的半圓形槽411的位置和形狀與所覆蓋核心耗能棒2的區(qū)段的外輪廓相匹配,半圓形槽411的各位置的直徑略大于核心耗能棒2對應(yīng)位置的直徑。

      所述的約束蓋板41上有螺栓孔412,便于預埋螺栓42穿過,并在其上擰緊螺母43。

      所述的核心耗能棒2的耗能段23表面有無粘結(jié)材料7包裹。

      1)預制構(gòu)件

      在構(gòu)件預制階段,在柱節(jié)點區(qū)域內(nèi)連接的相應(yīng)位置預埋柱內(nèi)錨固鋼筋5,其外端不突出柱混凝土表面,其外端區(qū)段帶有端部螺紋段51,柱內(nèi)錨固鋼筋5的截面形心與將要連接的梁內(nèi)縱向鋼筋的截面形心位于同一軸線;在柱內(nèi)錨固鋼筋5的外端附近留出可調(diào)組合接頭(1)所需的預留空間;同時,在預制混凝土企口梁(9)內(nèi)預埋梁內(nèi)縱向鋼筋6,其端部伸出梁企口端面一定長度,其伸出段端部帶有連接螺紋段61;采用穴模在梁端左側(cè)留出安裝核心耗能棒2及其約束體系4的企口空間,確保梁柱安裝就位后柱內(nèi)錨固鋼筋5端部及梁內(nèi)縱向鋼筋6端部之間的凈距離略大于核心耗能棒2的長度。依據(jù)性能化設(shè)計,保證柱內(nèi)錨固鋼筋5在柱混凝土中和梁內(nèi)縱向鋼筋6在混凝土中的錨固承載能力大于核心耗能棒2之耗能段23受拉或受壓屈服并經(jīng)反復拉壓循環(huán)強化后的最大承載力。

      在梁端相應(yīng)位置預埋約束體系4的預埋螺栓42并保證其錨固強度。

      完成上述預埋后,分別澆筑梁、柱混凝土,制作預制構(gòu)件。

      2梁柱安裝

      現(xiàn)場安裝時,先將預制的梁柱吊裝就位,調(diào)整梁的高度和水平位置使柱內(nèi)錨固鋼筋5與梁內(nèi)縱向鋼筋6的截面形心相互對齊。

      3核心耗能棒和約束體系安裝

      將核心耗能棒2的耗能段23用無粘結(jié)材料7包裹。

      在梁內(nèi)縱向鋼筋6的端部外螺紋61上擰入緊固并帽3,然后將核心耗能棒2的梁向連接段25擰入梁內(nèi)縱向鋼筋的端部外螺紋61。

      將可調(diào)組合接頭1的外套筒11套入柱內(nèi)錨固鋼筋5,將內(nèi)套筒12擰入柱內(nèi)錨固鋼筋5的端部螺紋51并與柱內(nèi)錨固鋼筋5的端部頂緊。

      反向旋擰核心耗能棒2使其柱向連接段端部抵緊內(nèi)套筒12的導向頭側(cè)端部。當柱內(nèi)錨固鋼筋5與梁內(nèi)縱向鋼筋6的軸線存在微小誤差時,由于導向頭122和核心耗能棒柱向連接段21之間的導向作用,梁內(nèi)縱向鋼筋或核心耗能棒將產(chǎn)生微小的彎曲來適應(yīng)誤差;

      將外套筒11拉出,并將其內(nèi)螺紋112旋入核心耗能棒2之柱向連接段端部區(qū)段的外螺紋211,直至外套筒11之等徑縮口111的臺階抵緊內(nèi)套筒12的中心沉頭孔側(cè)端部。

      方向旋擰緊固并帽3直至其端部抵緊核心耗能棒2之柱向連接段端部。

      在核心耗能棒2安裝固定完畢后,將約束蓋板41的螺栓孔412穿過預埋螺栓42,并確保其半圓形槽扣住耗能核心棒并覆蓋其耗能段,在預埋螺桿42上方擰入螺母43并通過扳手固定;完成上述工作后,將梁企口與柱內(nèi)預留空間通過后澆混凝土8填實并進行養(yǎng)護,待混凝土達到強度后節(jié)點具備正常工作條件。

      4震后損傷核心耗能棒的更換

      在發(fā)生大震后,鑿除預留空間中的后澆混凝土8,先按照與安裝過程相反的流程取下約束體系4,放松緊固并帽3和可調(diào)組合接頭1,旋出損傷的核心耗能棒2并取下,然后按照步驟3安裝方法重新安裝新的耗能組件,并重新將預留空間用后澆混凝土8填實,結(jié)構(gòu)的抗震性能得到恢復。

      以上實施例是參照附圖,對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明,本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過對上述實施例進行各種形式上的修改或變更,但不背離本發(fā)明的實質(zhì)的情況下,都落在本發(fā)明的保護范圍。

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