[发明专利]一种混凝土梁柱构件双向榫卯连接构造及其建造方法

权利要求书

1.一种混凝土梁柱构件双向榫卯连接构造的建造方法，包括以下步骤：

1)在安装位置，起吊放置组合柱构件，再起吊组合梁构件的第一梁段和第二梁段至组合柱构件的穿心节点的两端对齐插入，使第一公榫与第二母槽的形状相匹配且使第一卡齿半槽形成第一卡齿槽，使第二公榫及第一母槽的形状相匹配且使第二卡齿半槽形成第二卡齿槽；

2)将卡齿键插入第一卡齿槽和/或第二卡齿槽内，再移动匹配后的第一梁段和第二梁段使卡齿键所在位置处于穿心节点内；

3)将托板插入第一梁段和第二梁段在穿心节点内上侧和/或下侧遗留的空隙内，完成节点拼装；

包括以下条件中的任一项或多项：

A)所述组合柱构件在穿心节点榫槽连接处的局部受压承载力F不小于柱的削弱截面承载力设计值F_hc，且F_hc符合公式(2)，所述公式(2)为：F_hc＝[h(b₀-b_b)f_hc+f_yA_s]×10^-3，其中F_hc为柱的削弱截面承载力，kN；h为柱截面高度，mm；b₀为柱截面宽度，mm；b_b为穿柱的梁截面宽度，mm；f_hc为纤维增强水泥基复合材料抗压强度设计值，N/mm²；f_y为穿节点纵向钢筋抗拉强度设计值，N/mm²；A_s为穿节点纵向钢筋截面面积，mm²；

B)所述组合梁构件在穿心节点榫槽连接处的局部受剪承载力V不小于梁的削弱截面局部受剪承载力V_hc，且V_hc符合公式(3)，所述公式(3)为：V_hc＝0.7f_htb_b(h₀-h_j)×10^-3；其中，V_hc为梁的削弱截面局部受剪承载力，kN；f_ht为纤维增强水泥基复合材料抗拉强度设计值，N/mm²；b_b为梁截面宽度，mm；h₀为梁截面高度，mm；h_j为母槽削弱的截面高度，mm；

C)所述组合柱构件在穿心节点榫槽连接处的局部受弯承载力M不小于柱的削弱截面受弯承载力M_hc，且M_hc符合公式(4)，所述公式(4)为：其中，M_hc为柱的削弱截面受弯承载力，kN·m；h为柱截面高度，mm；b₀为柱截面宽度，mm；b_b为穿柱的梁截面宽度，mm；f_ht为纤维增强水泥基复合材料抗拉强度设计值，N/mm²；

D)所述卡齿键在穿心节点榫槽连接处的受拉承载力T₀不小于卡齿键的薄弱截面受拉承载力T，且T符合公式(5)，所述公式(5)为：T＝α₁f_htb₁h_t×10^-3；其中，T为卡齿键的薄弱截面受拉承载力，kN；α₁为无量纲参数，参照GB50010规范取值；f_ht为纤维增强水泥基复合材料抗拉强度设计值，N/mm²；b₁为卡齿键的薄弱截面宽度，mm；h_t为卡齿键的截面高度，mm；

E)所述卡齿键在穿心节点榫槽连接处的局部受压承载力N不小于卡齿键的薄弱截面受压承载力N₁，且N₁符合公式(6)，所述公式(6)为：N₁＝α₁f_hc(b_t-b₁)h_t×10^-3；其中，N₁为卡齿键的薄弱截面受压承载力，kN；α₁为无量纲参数，参照GB50010规范取值；f_hc为用纤维增强水泥基复合材料抗压强度设计值，N/mm²；b_t为卡齿键的最大截面宽度，mm；b₁为卡齿键的薄弱截面宽度，mm；h_t为卡齿键的截面高度，mm；

F)所述托板在穿心节点榫槽连接处的局部受压承载力N’不小于托板的截面受压承载力N₂，且N₂符合公式(7)，所述公式(7)为：N₂＝f_yb₀h×10^-3；其中，N₂为托板的截面受压承载力，kN；f_y为穿节点纵向钢筋抗拉强度设计值，N/mm²；b₀为托板截面宽度，mm；h为托板的承压截面高度，mm；

所述方法建造的混凝土梁柱构件双向榫卯连接构造，包括有以下部件：

组合柱构件(2)，所述组合柱构件(2)包括有普通段(21)和加强段(22)，所述普通段(21)沿垂直方向分别设于所述加强段(22)的上下两端，所述加强段(22)上沿水平方向设有贯穿加强段(22)的穿心节点(23)，所述穿心节点(23)中空且两侧开口；

组合梁构件(1)，所述组合梁构件(1)包括第一梁段(11)和第二梁段(12)，所述第一梁段(11)用以插入穿心节点(23)的一端设有第一公榫(111)及第一母槽(112)，所述第二梁段(12)用以插入穿心节点(23)的一端设有第二公榫(121)及第二母槽(122)，所述第一公榫(111)及第二母槽(122)分别设有向内缩进的第一卡齿半槽(13)，所述第二公榫(121)及第一母槽(112)分别设有向内缩进的第二卡齿半槽(14)，所述第一公榫(111)与第二母槽(122)上的第一卡齿半槽(13)匹配形成第一卡齿槽，所述第二公榫(121)及第一母槽(112)上的第二卡齿半槽(14)匹配形成第二卡齿槽，所述第一公榫(111)与第二母槽(122)匹配以形成榫卯连接，所述第二公榫(121)与第一母槽(112)匹配以形成榫卯连接；

至少一个卡齿键(3)，所述卡齿键(3)的形状与第一卡齿槽和/或第二卡齿槽相配合用于沿垂直方向插入第一卡齿槽和/或第二卡齿槽内连接第一梁段(11)及第二梁段(12)；

至少一个托板(4)，所述托板(4)用于填充第一梁段(11)和第二梁段(12)榫卯连接后与穿心节点(23)的上下端遗留的空隙，并固定所述卡齿键(3)；

所述组合柱构件(2)、组合梁构件(1)及卡齿键(3)采用纤维增强水泥基材料制得；所述纤维增强水泥基材料，按重量份计，包括以下组分：

水泥317-319份；

粉煤灰317-319份；

砂153-155份；

减水剂6.3-6.5份；

纤维5-50份；

纳米二氧化硅0-15份；

水216-218份；

所述纤维增强水泥基材料包括以下条件中的任一项或多项：

A1)所述纤维增强水泥基材料的抗拉强度f_t≥10MPa；

A2)所述纤维增强水泥基材料的抗压强度f_c≥30MPa；

A3)所述纤维增强水泥基材料的延性按公式(1)进行计算，所述公式(1)为：Δd≥8％，其中，Δd为混凝土抗拉试件达到承载力极限时的形变/试件受荷部分总长度。