[发明专利]SMA-ECC自愈合装配式框架节点结构及施工方法

说明书

本发明涉及一种SMA‑ECC自愈合装配式框架节点结构及施工方法，包括内部设置钢筋骨架的预制梁、预制柱，预制梁、预制柱经其梁柱节点处的后浇SMA‑ECC水泥基材料相连接，所述后浇SMA‑ECC水泥基材料是在ECC水泥基材料中加入体积率不大于2%的超弹性镍钛形状记忆合金纤维而制成的复合纤维水泥基材料，预制柱端部设置有接缝，接缝内浇筑有灌浆料或经高强水泥砂浆填实，预制梁上部现浇混凝土形成叠合梁，框架节点核心区采用SMA‑ECC工程水泥基复合材料现浇实现梁柱节点的连接，本结构其节点具有高延性和高耗能能力，节点受外力产生的裂缝，在外力消失后能稳定地愈合裂缝，极大降低了维修加固的成本。

技术领域

本发明涉及一种SMA-ECC自愈合装配式框架节点结构及施工方法。

背景技术

中国的建筑行业是一个历史悠久的传统产业，近年来，建筑行业占国民经济比重的7%，而其中结构装配化占建筑行业的15%。这是由于，装配式建筑具有工业化生产劳动效率高，现场施工方便、建造速度快，并且环保节能减排、有利于可持续发展，具有显著的经济效益。

框架结构是装配式建筑中使用最为广泛的一种结构体系，而梁柱节点作为框架结构最重要的组成部分，在地震作用下，承受水平方向上的周期性往复荷载，起着分配和传递内力，保证结构整体性的作用，是框架结构的抗震薄弱环节。历次震害表明：框架结构破坏主要集中在节点核心区及其附近区域。而抗震设计理念是按小震作用的承载能力设计，采用构造措施使结构具有足够的延性来抵抗大震。为了提高结构抗震性能，需在节点核心区配置大量的弯曲和剪切钢筋来提供更高的承载能力和能量耗散能力，但是在地震后通常会观察到钢筋与混凝土粘结分离、混凝土保护层剥落和外露钢筋屈服等破坏模式。这是因为混凝土的极限拉应变只有0.01%，存在脆性大、抗拉强度低的固有缺陷，在地震中易开裂且裂缝宽度难以控制，提供的耗能能力有限。而钢筋的极限拉应变超过1%，脆性混凝土与韧性钢筋之间的变形不相容，钢筋的能量耗散能力在地震中不能完全发挥作用。如果在节点部位使用更多的钢筋会导致施工难度增加，并且过多使用钢筋会降低结构的延性。虽然满足规范要求的混凝土结构可以在地震中存活，但是混凝土过早开裂和裂缝宽大，会使截面刚度降低，导致结构发生较大的变形和残余变形，大量的震后修复和加固工作增加了建筑物的成本。

根据资料显示，维修和维护占英国建筑业的45%，而对荷兰而言，大型土木工程年度预算的三分之一用于检测和维护。尤其当遭受地震之后，从现场结构震害调查中发现，大多数钢筋混凝土框架结构在地震中抗震性能表现良好，结构的主体震害一般较轻或者主体结构基本完好，但是梁、柱、板和梁柱节点处出现大量裂缝，框架节点起着分配和传递内力，保证结构整体性的作用。其中如果节点出现裂缝，会降低结构的承载力和耐久性。据统计，2008年汶川地震中90%的节点出现不同程度的裂缝，玉树地震中需要及时加固修复的节点裂缝达到77%。

发明内容

本发明提出一种SMA-ECC自愈合装配式框架节点结构及施工方法。

本发明解决技术问题所采用的方案是，一种SMA-ECC自愈合装配式框架节点结构，包括预制梁、预制柱，预制梁、预制柱内部设置钢筋骨架，所述预制梁、预制柱经其梁柱节点处的后浇SMA-ECC水泥基材料相连接，所述后浇SMA-ECC水泥基材料是在ECC水泥基材料中加入体积率不大于2%的超弹性镍钛形状记忆合金（SMA）纤维而制成的复合纤维水泥基材料。

进一步的，所述钢筋骨架包括若干间隔设置的主筋，各个主筋经箍筋绑扎成一体，箍筋沿主筋长度方向间隔设置，预制柱两端的箍筋加密设置，即预制柱两端箍筋间距更小，此区域箍筋内密度更大，预制柱内的主筋两端由其两端部穿出，预制柱内的主筋上端由其上端穿出，下端套设在套筒内，套筒预制在预制柱下端。

进一步的，所述预制柱包括预制上柱、预制下柱，预制梁的节点端设置有键槽，预制下柱上端的主筋插入预制上柱下端对应的套筒内，套筒内浇筑有灌浆料，各个预制梁的主筋端部于梁柱节点处相连接。

进一步的，各个预制梁的主筋端部于梁柱节点机械连接、焊接或套筒灌浆连接。