一种局部预应力装配式耗能梁柱节点

摘要

本发明公开了一种局部预应力装配式耗能梁柱节点，包括预制混凝土柱、预制混凝土梁、可拆换耗能棒，预应力筋，锚具；所述预制混凝土柱在节点区预留预应力筋孔道和牛腿；所述预制混凝土梁为先张法预应力梁，梁端截面中间设有预应力筋孔道，梁端下部设有企口；所述预制混凝土梁搁置在所述牛腿上，通过局部后张预应力筋压接固定，上表面在楼板高度内现浇混凝土；所述可拆换耗能棒安装于所述预制混凝土梁上下表面，数量、规格和作用时机根据不同抗震等级进行设计，位于下表面时，穿过所述牛腿的预留孔，露出部分通过砂浆包覆。本发明提高了预制混凝土框架在地震下的可恢复性，增强了耗能能力，实现分级减震耗能，便于震后修复。

权利要求

1.一种局部预应力装配式耗能梁柱节点，其特征在于：包括预制混凝土柱、预制混凝土梁、预应力筋、预应力锚具和可拆换耗能棒；

所述预制混凝土柱在梁柱连接区预留预应力筋孔道和牛腿，所述牛腿在所述可拆换耗能棒安装位置处预留孔道，用于穿过所述可拆换耗能棒；

所述预制混凝土梁为先张法预应力梁，截面上部和下部设置先张预应力筋；所述预制混凝土梁端部预留预应力孔道，位于梁截面高度中间，左右对称布置；所述预应力筋孔道尾部向梁侧面弯曲，留出预应力筋张拉和锚固空间；所述预制混凝土梁端部截面下部留有牛腿企口；

所述预制混凝土梁端部搁置于所述预制混凝土柱的牛腿上；所述预应力筋穿过所述预制混凝土柱和所述预制混凝土梁端部的预应力筋孔道，通过后张预应力将二者压接成一体；所述预应力筋两端通过所述锚具进行锚固；所述预制混凝土梁上表面在楼板高度范围内叠合现浇混凝土；

所述可拆换耗能棒安装于所述预制混凝土梁上下表面，一端连接所述预制混凝土柱，另一端连接预制混凝土梁；

所述牛腿企口位置处设置承压端板，并且加密牛腿企口及附近位置处的箍筋；

所述可拆换耗能棒位于所述预制混凝土梁上表面时，被浇筑于现浇混凝土中，位于下表面时，穿过所述牛腿的预留孔，露出部分通过砂浆包覆；

所述可拆换耗能棒包括软钢棒、防屈曲套筒、锚固套筒、螺母和固定铁件；所述防屈服套筒套在所述软钢棒上；所述锚固套筒预埋于预制混凝土柱内，一端设有内螺纹，其尺寸与所述软钢棒的螺纹相匹配，另一端设有相互垂直的孔，穿过两根横向钢棒；所述固定铁件预埋于预制预应力混凝土梁端上下表面；所述软钢棒一端设有短螺纹段，另一端设长螺纹段，螺纹通过滚压形成，使得螺纹段强度高于正常段；短螺纹端拧进所述锚固套筒，长螺纹端通过两个所述螺母连接于所述固定铁件上。

2.根据权利要求1所述的一种局部预应力装配式耗能梁柱节点，其特征在于：所述固定铁件包括角铁、剪力键和加劲肋，所述角铁一侧留有U形缺口，缺口宽度大于所述软钢棒直径，小于所述螺母尺寸；所述剪力键焊接于所述角铁另一侧底面；所述剪力键埋于预制混凝土之中；所述加劲肋焊接于角铁内侧两端。

3.根据权利要求1所述的一种局部预应力装配式耗能梁柱节点，其特征在于：所述防屈服套筒由普通圆钢管制成，内径大于所述软钢棒直径1-5mm，所述软钢棒采用低屈服钢材制成，所述螺母的数量为2-4个，靠近所述固定铁件的两个螺母夹紧所述固定铁件的U形缺口处或预留间隙。

说明书

一种局部预应力装配式耗能梁柱节点

技术领域

[0001] 本发明涉及一种预应力装配式耗能梁柱节点，属于建筑工程领域。

背景技术

[0002] 预制混凝土框架结构能大幅提高建造能力和建造速度，节省大量劳动力，保障了建造质量，并且有利于达到“四节一环保”的要求，在国家加大力度推行“建筑工业化、住宅产业化”，推广绿色建筑和绿色施工的背景下具有良好的发展前景。从结构性能上来说，预制混凝土框架结构的梁柱连接节点关系到整个结构的抗震性能，以往结构震害表明梁柱连接节点破坏往往成为导致结构失效的主要原因，故预制混凝土梁柱连接节点是预制混凝土框架结构得以广泛应用的关键。

[0003] 预应力混凝土能够更好地发挥预制混凝土工厂化生产和装配式安装的优势，预应力预压式连接能够提供良好的恢复性能，便于地震灾后的修复，得到了广泛的重视。然而，目前常规预压式预制梁柱连接多采用预应力筋沿预制梁通长布置的形式，预应力张拉力高，预应力筋穿孔工作量大，且后张预应力显著影响预制梁的整体受力性能。

[0004] 预应力预制装配混凝土结构，由于存在预应力筋，具有较高的变形恢复能力，但耗能能力较弱，需要通过相应的措施增加耗能能力。一般耗能元件的耗能能力往往只能针对明确的单一抗震等级进行设计，在小于该级别的地震作用下往往不起作用。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提出一种局部预应力装配式耗能梁柱节点，提高预制预应力混凝土框架结构的优势，保持预压预制梁柱节点较强的恢复性能，同时减小后张预应力筋对整体结构的影响，增强结构的耗能能力，实现分级减震，且便于震后修复。

[0006] 本发明采用的技术方案为：一种局部预应力装配式耗能梁柱节点，包括预制混凝土柱、预制混凝土梁、预应力筋、预应力锚具和可拆换耗能棒；

[0007] 所述预制混凝土柱在梁柱连接区预留预应力筋孔道和牛腿，所述牛腿在所述可拆换耗能棒安装位置处预留孔道，用于穿过所述可拆换耗能棒；

[0008] 所述预制混凝土梁为先张法预应力梁，截面上部和下部根据计算要求设置先张预应力筋，通过长线法台座制作,发挥长线法预应力构件生产的优势；所述预制混凝土梁端部预留预应力孔道，位于梁截面高度中间，左右对称布置；其长度根据预应力筋的变形要求进行合理计算；所述预应力筋孔道尾部向梁侧面弯曲，留出预应力筋张拉和锚固空间；所述预制混凝土梁端部截面下部留有牛腿企口；

[0009] 所述预制混凝土梁端部搁置于所述预制混凝土柱的牛腿上；所述预应力筋穿过所述预制混凝土柱和所述预制混凝土梁端部的预应力筋孔道，通过后张预应力将二者压接成一体；所述预应力筋两端通过所述锚具进行锚固；所述预制混凝土梁上表面在楼板高度范围内叠合现浇混凝土；

[0010] 所述可拆换耗能棒用于增强本发明节点的耗能能力，安装于所述预制混凝土梁上下表面，一端连接所述预制混凝土柱，另一端连接预制混凝土梁。

[0011] 作为优选，所述牛腿企口位置处设置承压端板，并且加密牛腿企口及附近位置处的箍筋，有效约束梁端混凝土，确保梁端在地震作用下破坏较小甚至不破坏。

[0012] 作为优选，所述可拆换耗能棒位于所述预制混凝土梁上表面时，被浇筑于现浇混凝土中，位于下表面时，穿过所述牛腿的预留孔，露出部分通过砂浆包覆。所述可拆换耗能棒可采用多个不同规格的所述可拆换耗能棒成组的形式安装于所述预制混凝土上下表面，根据不同抗震等级先后分级地起到屈服耗能的作用。

[0013] 作为优选，所述可拆换耗能棒包括软钢棒、防屈曲套筒、锚固套筒、螺母和固定铁件；所述防屈服套筒套在所述软钢棒上；所述锚固套筒预埋于预制混凝土柱内，一端设有内螺纹，其尺寸与所述软钢棒的螺纹相匹配，另一端设有相互垂直的孔，穿过两根横向钢棒，用于增强锚固能力；所述固定铁件预埋于预制预应力混凝土梁端上下表面；所述软钢棒一端设有短螺纹段，另一端设长螺纹段，螺纹通过滚压形成，使得螺纹段强度高于正常段；短螺纹端拧进所述锚固套筒，长螺纹端通过两个所述螺母连接于所述固定铁件上。

[0014] 作为优选，所述固定铁件包括角铁、剪力键和加劲肋，所述角铁一侧留有U形缺口，缺口宽度大于所述软钢棒直径，小于所述螺母尺寸；所述剪力键焊接于所述角铁另一侧底面；所述剪力键埋于预制混凝土之中；所述加劲肋焊接于角铁内侧两端。

[0015] 作为优选，所述防屈服套筒由普通圆钢管制成，内径大于所述软钢棒直径1-5mm，所述软钢棒采用低屈服钢材制成，所述螺母的数量为2-4个，靠近所述固定铁件的两个螺母可以夹紧所述固定铁件的U形缺口处，也可以预留间隙，间隙大小根据不同抗震等级的作用时机进行设计。

[0016] 有益效果：

[0017] (1)本发明采用先张法预制混凝土梁，通过后张预应力将预制混凝土梁和预制柱压接在一起，形成有效的干式连接成整体，减少湿作业，提高现场安装的效率，提高了建造速度。

[0018] (2)本发明梁端进行了加强处理，在地震作用下，破坏轻微，且在预制梁端中心位置处设置了后张预应力筋连接预制柱，在地震作用后，具有较好的恢复性能，便于震后迅速修复，恢复使用。

[0019] (3)本发明后张预应力筋仅设置于预制梁端，长度可根据结构变形要求进行设计，具有较高的灵活性，降低了后张预应力对整体结构的影响，减少了预应力筋的用量和后张预应力筋的穿孔工作量，降低了成本。

[0020] (4)本发明在节点连接区安装防屈曲耗能棒，提高了结构的耗能能力，数量、规格和作用时机可根据不同抗震等级进行设计，实现分级抗震，方便灵活。该耗能棒可以拆装，便于更换处理，利于震后修复。

附图说明

[0021] 图1为本发明的预制混凝土梁示意图；

[0022] 图2为图1的剖视图；

[0023] 图3为本发明的预应力装配式耗能梁柱节点示意图；

[0024] 图4为图3的俯视图；

[0025] 图5为本发明的可拆换耗能棒示意图；

[0026] 图6为本发明的固定铁件示意图；

[0027] 图7为本发明的锚固套筒示意图。

具体实施方式

[0028] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

[0029] 如图1-4所示：预制混凝土梁1的截面上部和下部根据计算要求设置先张预应力筋2，通过长线法台座制作；梁端部截面高度中间位置上留有预应力筋孔道3，左右对称布置，其长度根据预应力筋的变形要求进行合理计算；预应力筋孔道3尾部向梁侧面弯曲，留出预应力筋张拉和锚固空间4。梁端部截面下部留有牛腿企口5，牛腿企口位置处设置承压端板
6，并且加密牛腿企口及附近位置处的箍筋7；用于固定可拆换耗能棒8的固定铁件9预埋于预制混凝土梁1的上下表面。

[0030] 预制混凝土柱10在梁柱连接区预留预应力筋孔道11和牛腿12，用于连接可拆换耗能棒8的锚固套筒13预埋于柱体和牛腿12上；预制混凝土梁1搁置于预制混凝土柱10的牛腿12上，预应力筋14穿过预制混凝土柱10的预应力筋孔道11和预制混凝土梁1端部的预应力筋孔道3，然后张拉预应力筋14，通过后张预应力将预制混凝土柱10和预制混凝土梁1压接成一体；预应力筋14两端通过预应力锚具15进行锚固；在预制混凝土梁1上下表面安装可拆换耗能棒8；预制混凝土梁1上表面在楼板高度范围内叠合现浇混凝土16；通过砂浆17将位于下方的可拆换耗能棒8露出的部分封装于其中。

[0031] 如图5所示：可拆换耗能棒8采用多个不同规格的所述可拆换耗能棒成组的形式安装于所述预制混凝土上下表面，根据不同抗震等级先后分级地起到屈服耗能的作用；可拆换耗能棒8由软钢棒18，防屈曲套筒19，螺母20，锚固套筒13和固定铁件9组成；软钢棒18采用低屈服钢材制成，一端设有短螺纹段，另一端设长螺纹段，螺纹通过滚压形成；短螺纹端拧进锚固套筒13，长螺纹端通过两个螺母20连接于固定铁件9上，两螺母20之间可根据需要夹紧所述固定铁件的U形缺口处或者预留间隙，间隙大小根据不同抗震等级的作用时机进行设计；防屈曲套筒19由普通圆钢管制成，内径大于所述软钢棒直径1-5mm，套在软钢棒18上；锚固套筒13预埋于预制混凝土柱10和预制混凝土柱的牛腿12上；固定铁件9预埋于预制混凝土梁1端部上下表面。

[0032] 如图6所示：固定铁件9由角铁21、剪力键22和加劲肋23组成。角铁21一侧留有U形缺口，缺口宽度大于所述软钢棒直径，小于螺母尺寸；剪力键22焊接于角铁21另一侧底面，剪力键22埋于预制混凝土之中；加劲肋23焊接于角铁21内侧两端。

[0033] 如图7所示：锚固套筒13一端设有内螺纹24，其尺寸与软钢棒18的螺纹相匹配，另一端设有相互垂直的孔，穿过两根横向钢棒25，用于增强锚固能力。

[0034] 安装可拆换耗能棒8时，首先将防屈曲套筒19套于软钢棒18上，螺母20安装在软钢棒18的长螺纹端，然后将软钢棒18的长螺纹端卡进固定铁件9的U形缺口，短螺纹端拧进锚固套筒13，最后将螺母20拧紧，或者预留间隙；拆除过程同安装过程相反。

[0035] 应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。