[发明专利]一种自复位型刚度自适应控制装配式梁柱节点

说明书

一种自复位型刚度自适应控制装配式梁柱节点，预制柱（1）和预制梁（2）通过柱T形连接板（6）、梁T形连接板（7）和销轴（11）铰接连接，所述柱T形连接板的第一耳板（6‑2）和梁T形连接板的第二耳板（7‑2）之间安装可以实现变刚度的鞍形圆板（8）和橡胶圆板（9），所述高弹性件（13）通过夹具（14）张拉固定栓接于柱T形连接板的第一立板（6‑1）与梁T形连接板的第二立板（7‑1）上的U形卡槽（12）之间。本发明实现了不同强度外荷载作用下结构的自适应控制，避免了构件发生较大的塑性损伤，同时在震后基本可以实现完全复位，节点全程干作业施工，连接可靠，安装方便，可快速更换。

技术领域

本发明涉及装配式结构节点技术，主要用于装配式框架结构梁柱节点。

背景技术

传统现浇钢筋混凝土结构劳动力需求多、资源消耗高、环境影响大，其发展模式不符合当前可持续发展的社会需求。随着国家发展战略的转型，装配式混凝土结构作为一种工业化建筑生产模式，由于其劳动力需求少、资源消耗低、环境污染小、构件质量高、施工周期短等优点受到广泛关注，政府相关部门多次出台推进建筑工业化的政策文件，明确要求大力发展装配式建筑。

装配式混凝土结构的节点连接是保证结构安全可靠且具有良好性能的关键，采用当前节点连接技术时，通常会出现钢筋等部件易碰撞、新旧混凝土粘结强度低、锚固长度不足，注浆不易密实、施工空间狭小等问题使得节点连接质量难以保证，同时节点处受力复杂，导致节点连接成为结构的薄弱点，在外荷载作用下极易发生节点失效，继而导致结构整体发生连续倒塌。

目前，装配式混凝土结构节点连接形式可大致分为后浇整体式连接和全装配式连接。后浇整体式连接一般通过预留连接钢筋、预埋灌浆套筒、设置钢质连接件采用搭接、焊接或机械连接等方式将构件拼装在一起，保证受力钢筋传力直接，构件安装完成后浇筑混凝土或灌注高强砂浆形成整体受力结构；全装配式连接通过螺栓连接、焊接连接、预应力筋压接等干性连接将各预制构件组合在一起形成整体受力构件。目前，在实际工程中应用较多的是后浇整体式连接，例如灌浆套筒连接、约束浆锚连接、组合节点后浇连接等。国内外学者通过大量的试验和模拟分析发现，后浇整体式节点的损伤破坏多发生在节点、梁端后浇区或新旧混凝土接触面附近，结构塑性发展难以控制，同时耗能能力弱，延性低，累计损伤明显，残余变形大，无法实现自复位，连接位置易首先破坏致使结构发生整体连续倒塌，地震后湿连接的节点或构件无法实现拆卸或更换，结构难以修复。同时，由于后浇整体式节点施工空间狭小、工序复杂、施工质量难以检查，在对实际工程现场检测时发现钢筋锚固长度不足、新旧混凝土接触面处理不当、套筒注浆不密实等问题常有发生。

全装配式连接通过干性连接形式将各构件组合在一起，采用预应力技术的全装配式连接在装配式混凝土结构中应用较多；而螺栓连接、焊接连接等形式的全装配式连接在钢结构体系中应用的更为广泛；通过设置转换构造，采用螺栓连接、焊接连接等形式的全装配式连接近年来在装配式混凝土结构中也有部分应用，但相对较少。国内外学者提出了许多不同构造的混凝土结构全装配式连接形式，但总的来说，基本思想都是通过在预制构件中预埋钢骨、外包钢筒、安装钢质节点采用螺栓连接或焊接连接形式将各构件组合成整体。研究分析发现，通过合理的设计这类节点的承载力、延性、耗能能力较现浇节点有一定提升，但是连接构造形式多样，节点失效模式不尽相同，塑性难以控制，且残余变形较大，难以实现自复位，同时不同节点设计有明显差异，尚未有明确统一的设计方法；采用焊接连接及部分螺栓连接形式的节点受到外荷载作用产生损伤破坏后不能拆卸和更换，既难以实现结构的快速修复也不能发挥装配式建筑绿色环保的优势。

随着装配式结构研究的广泛开展，一系列新型节点连接形式相继被提出，包括消能减震节点、延性连杆节点、塑性可控节点等等。新型节点的不断提出，为构造合理、性能优良的装配式结构节点连接形式的研发和设计提供了新的方向，例如耗能部件在提高节点耗能能力的同时降低了结构构件损伤，节点铰接外加阻尼器可以将塑性发展区域控制在节点连接处。但是目前研究多集中在增强节点本身的抗震性能，而对于结构整体在不同强度外荷载作用下的自适应控制技术研究相对不足，同时节点震后残余变形较大，结构自复位能力较弱，修复难度相对较大，建筑功能难以实现快速恢复。