CN201620252238-耗能支撑与装配式...-实用新型

(19)中华人民共和国 国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201620252238.8(22)申请日 2016.03.25(73)专利权人 合肥工业大 学地址 230009 安徽省合肥市屯溪路193号(72)发明人 王波 王静峰 汪洋 邓权 李 贝 贝 (74)专利代理机构 合肥和瑞知识产权代理事务所(普通 合 伙) 341 18代理人 王挺(51)Int.Cl.E04B 1/98(2006.01)(ESM)同样的发明创造已同日 申请发明专利(54)实用新型名称耗能支撑与装配式混凝土框架双重耗能节点(57)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。权利要求书2页 说明书6页 附图6页CN 205591377 U2016.09.21CN 205591377 U1.一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(10a)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(10a)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(21 1)；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(2 21)；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(2 2)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(10a)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(3 0a)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(10b)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(3 0b)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(10a)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(3 0a)穿过的梁 端垫 板连接孔；权利要求书 1/2 页2CN 205591377 U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(3 0b)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)。权利要求书 2/2 页3CN 205591377 U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： 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； 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； 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 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；说明书 1/6 页4CN 205591377 U0010 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。0017 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说明书 2/6 页5CN 205591377 U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。0028 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。0032 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。0035 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。0036 图中的标记含义如下：0037 1-预制混凝 土梁 1a-模板 1b-凹部0038 2-预制混凝 土柱 3-现浇混凝 土 4-耗能支撑0039 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 11b-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0043 30-形状记忆金属螺杆 31-螺纹连接段0044 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 板具体实施方式说明书 3/6 页6CN 205591377 U0046 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。0047 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。0048 参照图14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10a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 0a和柱端预埋单元10b结构相同；以梁端预埋单元10a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11 a，两块梁端 预埋金属板11b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10a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；0051 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 11b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10b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。0052 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10a与预制混凝土梁1、柱端 预埋单元10b与预制混凝土柱2分别两两紧密 且牢固地连接在一 起。0053 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，型梁为由模板1a围合而成的带有凹部1b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1b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。0054 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2 2焊接并构成一个整体。0055 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。0056 如图3所示，所述连接组件包括形状记忆金属螺杆 0和 与其相配合的螺母，形状记忆金属螺杆3 0的两端均设置有螺纹连接段31。说明书 4/6 页7CN 205591377 U0057 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。通过上述连接结构，本实用新型中的梁端预埋单元10a、柱端预埋单 元10b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。0058 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、810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11b处，所述柱端垫 板40b上开设有便 于柱端形状记忆金属螺杆3 0b穿过的柱端垫 板连接孔。0059 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23 1，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：0062 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11 a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11b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