[发明专利]一种预应力装配式人工铰、自适应减震结构体系及其工法

权利要求书

1.一种预应力装配式人工铰，其特征在于：包括钢筋混凝土预制的框架梁（1）和框架柱（2）的梁柱连接节点，所述框架柱（2）包括柱身部（21）和对应框架梁（1）连接位置伸出柱身部（21）并与其一体预制的牛腿连接梁部（22），所述牛腿连接梁部（22）为连接台，所述框架梁（1）的连接端端面形状与牛腿连接梁部的连接台的连接端端面相配合，所述框架梁（1）的连接端搭接在连接台的连接端上并且两个连接端的端面紧密贴合，

所述框架梁（1）的内部沿梁纵向通长预留有梁预应力孔道（11），所述梁预应力孔道（11）沿梁横向设置有一道或者间隔设置有两道以上，所述牛腿连接梁部（22）预留有梁预应力孔道（11）对应的连接梁孔道（23），所述连接梁孔道（23）在连接梁内纵向通长设置并且延伸至柱身部内形成柱内梁预应力孔道（25），

所述梁预应力孔道（11）、连接梁孔道（23）和柱内梁预应力孔道（25）内依次通长贯穿有梁预应力筋（3），其中梁预应力筋（3）与混凝土的接触关系为跨中无粘结和跨端有粘结，即梁预应力筋（3）在梁预应力孔道（11）内无粘结连接，梁预应力筋（3）在连接梁孔道（23）和柱内梁预应力孔道（25）内有粘结连接。

2.根据权利要求1所述的预应力装配式人工铰，其特征在于：同一根梁预应力筋（3）所贯穿的梁预应力孔道（11）、连接梁孔道（23）和柱内梁预应力孔道（25）的孔道轴线位于同一个竖向平面内，并且该孔道轴线呈两端高中间内凹的弧形线。

3.根据权利要求1所述的预应力装配式人工铰，其特征在于：所述连接台的连接端端面呈两台阶的阶梯状，所述连接台的阶梯由上至下尺寸依次变大，分别为上台阶（221）和下台阶（222），所述连接梁孔道（23）位于上台阶（221）或者下台阶（222）内。

4.根据权利要求1所述的预应力装配式人工铰，其特征在于：所述柱内梁预应力孔道（25）的端面延伸至柱身的柱中或者柱侧。

5.一种自适应减震结构体系，其特征在于：包括上下连接的至少两层框架结构，每层框架结构均包括一组框架柱（2）以及一组框架梁（1），所述框架柱（2）按柱网设置，所述框架梁（1）的两端分别与框架柱（2）的相应位置连接，每个梁柱连接节点均包括权利要求1-4任意一项所述的预应力装配式人工铰，

所述柱身部（21）的四角处分别开设有柱角预应力孔道（24），所述柱角预应力孔道（24）沿柱身部（21）竖向通长设置，上下相邻两层框架柱（2）的柱角预应力孔道（24）竖向对齐，所述柱角预应力孔道（24）内通长贯穿有柱预应力筋（4），所述柱预应力筋（4）与混凝土的接触关系为通长无粘结，即柱预应力筋（4）在柱角预应力孔道（24）内无粘结连接。

6.根据权利要求5所述的自适应减震结构体系，其特征在于：所述柱身部（21）的顶部居中设有向下内凹于柱身的凹槽（5），所述柱身部（21）的底部居中设有与凹槽（5）相适应并且向下伸出柱身的榫头（6），所述柱角预应力孔道（24）设置在凹槽（5）和榫头（6）外侧的四角位置。

7.根据权利要求6所述的自适应减震结构体系，其特征在于：上层框架柱（2）底部的榫头（6）与下层框架柱（2）顶部的凹槽（5）榫卯连接。

8.一种根据权利要求7所述的自适应减震结构体系的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：

步骤一，根据设计荷载计算框架柱（2）和框架梁（1）的尺寸以及框架梁（1）和框架柱（2）的配筋，然后在工厂进行预制，预制时在框架梁（1）内预留梁预应力孔道（11），在牛腿连接梁部（22）内预留连接梁孔道（23），在框架柱（2）内预留柱内梁预应力孔道（25）和柱角预应力孔道（24）；

步骤二，将框架柱（2）和框架梁（1）运至施工现场，将首层框架柱的底部按柱网设计位置立于基础上，然后在首层框架柱的柱角预应力孔道（24）内穿入柱预应力筋（4）；

步骤三，按照设计将首层框架梁连接端搭接在首层牛腿连接梁部（22）的连接端，并且两者的连接端端面紧密贴合，然后对齐梁预应力孔道（11）、连接梁孔道（23）和柱内梁预应力孔道（25）的孔道；

步骤四，每根梁预应力筋（3）依次穿入对应的梁预应力孔道（11）、连接梁孔道（23）和柱内梁预应力孔道（25）的孔道，然后同一根梁预应力筋（3）的两端锚固在两侧框架柱（2）的外侧，张拉梁预应力筋（3）将首层框架梁和框架柱连接为一体；

步骤五，在柱内梁预应力孔道（25）和连接梁孔道（23）内灌浆封闭，使梁预应力筋（3）在连接梁孔道（23）和柱内梁预应力孔道（25）内有粘结连接；

步骤六，将第二层框架柱（2）按柱网设计位置吊装在第一层框架柱（2）的顶部上方，将柱预应力筋（4）向上穿入第二层框架柱（2）的柱角预应力孔道（24），然后将上层框架柱（2）底部的榫头（6）插入下层框架柱（2）顶部的凹槽（5）内通过榫卯连接为一体；

步骤七，重复步骤三至步骤五，将第二层框架梁（1）与第二层框架柱（2）连接为一体；

步骤八，重复步骤六和步骤七直至自适应减震结构体系施工完毕，然后张拉柱预应力筋4。