[发明专利]一种应用于装配式混凝土框架结构的消能减震节点

说明书

本发明公开了一种应用于装配式混凝土框架结构的消能减震节点，属于建筑结构技术领域和结构减震领域，该节点为铰接节点，由连接钢板，销轴及垫板组成，连接钢板可以以销轴为圆心转动，增加的节点的变形能力，垫板与钢板之间设置有聚四氟乙烯，防止节点摩擦受损，销轴上下方安装有消能减震装置，金属橡胶为主要减震构件，金属橡胶放置在衬套内，梁上设置有挤压板，可通过挤压板挤压金属橡胶和金属橡胶与衬套间的摩擦来消耗地震产生的部分能量。本发明结构简单，各零件和配件均可在工厂预制，便于更换，经济合理，减震的防护效果较好，安全系数较高，结构耐久性好，可长期使用。

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域和结构减震领域，具体为一种应用于装配式混凝土框架结构的消能减震节点。

背景技术

地震是一种破坏力极大的灾害，在海底或海滨地区发生强烈的地震能引起海啸，在大陆地区发生强烈的地震会引发滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害，严重危害人类的生命。因此，提高建筑物的抗震能力尤为重要。

装配式结构是我国建筑结构发展的重要方向之一，其具有工期短、施工强度低、机械化程度高、保温性能好等优点，因此装配式结构越来越受到国内外工程师的青睐。在框架结构中，梁柱节点负责分配内力，保证结构的完整性，并且很容易成为地震作用下的薄弱部位，容易破坏。鉴于现在对建筑物的抗震能力要求越来越高，装配式节点一直是一个亟待解决的难题。目前装配式梁柱节点多采用灌浆筒连接、预应力插筋、型钢连接等方式，施工过程复杂且成本较高。此类节点的连接形式多为刚接，受力复杂，变形能力小，在较强的地震作用下容易发生开裂。由于框架能否保持完整性取决于梁柱节点产生大变形后的变形能力，因此铰接节点是一个不错的选择。铰接节点不传递弯矩，受力简单，且梁可以自由转动，增大了节点的变形能力。在此基础上，在梁柱之间增加消能装置可提高铰接节点的耗能能力。节点耗能能力的增强意味着节点抗震性能的提高，意味着节点可以达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种应用于装配式混凝土框架结构的消能减震节点。该节点为铰接节点，大大增加了节点的变形能力；此外，还在梁柱之间增加了两个耗能装置，其结构简单，耗能效率高，能量损失较小，能有效提高结构的安全性和耐久性。

柱内预埋两片连接钢板A，其上设置有销轴孔A，梁两端各预埋两片连接钢板B，其上设置有销轴孔B，装配时将连接钢板A和连接钢板B对齐后用销轴穿过销轴孔A和销轴孔B形成铰接。为固定梁、柱的位置，保证该铰接节点转动时不让两者发生相对滑动，连接钢板A和连接钢板B中间的间隙填以圆形钢板作垫板。消能减震装置设置于铰接销轴的上方与下方，该装置由上衬套，下衬套，上金属橡胶，下金属橡胶，上挤压板，下挤压板，上支撑板和下支撑板组成，其中上衬套与下衬套一端通过预埋件与柱相连，另一端开口形成空心长方体，在该空心长方体中分别固定有上金属橡胶和下金属橡胶，上挤压板和下挤压板设置于梁端，上挤压板后面有两块上支撑板支撑，下挤压板后面也有两块下支撑板支撑。且在静止状态时，上挤压板和下挤压板分别于与上金属橡和下金属橡胶接触，但它们之间没有任何固定连接。

柱为预制柱，一端设置插筋，另一端设置孔洞，将上层柱的插筋插入下层柱的孔洞内，孔洞灌浆使插筋与下层柱形成整体，中间预留200mm高度的空间。与现浇柱相比，预制柱在工厂预制好，在现场可直接安装，施工方便，且能缩短施工周期。预留的200mm空间是为了方便后续构件的安装。

连接钢板A固定在上述预留的200mm高度的空间内后灌注现浇混凝土。

梁为预制梁，连接钢板B预埋在梁的两端。

装配时将连接钢板A和连接钢板B对齐，它们是交错排布的，两种连接钢板之间有空隙。垫板的厚度使其填满于相邻的连接钢板A或连接钢板B之间的空隙，在垫板与连接钢板A和连接钢板B之间设置聚四氟乙烯。垫板起到隔离相邻连接钢板的作用，防止连接钢板之间相互挤压摩擦，导致节点的转动能力下降，聚四氟乙烯可以减小垫板和连接钢板之间的摩擦，防止节点在转动过程中发生摩擦破坏。