[发明专利]一种具有自复位功能的可置换装配式消能减振节点

说明书

本发明一种具有自复位功能的可置换装配式消能减振节点，包括节点消能和复位功能连接板、自复位弹簧、消能软钢、高强锚栓、装配式预留孔道、预应力筋和节点核心区。利用装配式预留孔道将节点消能和复位功能连接板通过高强锚栓和预应力筋与节点核心区，以及其他预制装配式构件实现装配式连接，消能和复位功能连接板翼缘板边缘根据复位需要设置有不同数量但具有相同拉压刚度的预压自复位弹簧，消能软钢通过高强螺栓与节点和复位功能连接板实现装配式连接。本发明可作为单独系统替代传统装配式梁、柱、墩的塑性铰区等优点，可在结构微小振(震)动时实现自复位，并在发生振(震)后损伤时有效地实现可置换(恢复)功能。

技术领域

本发明涉及一种用于装配式结构的具有可置换、自复位和消能减振(震)功能的装配式消能减振节点，属于工程振动控制领域。

背景技术

近年来随着社会经济的发展，城市化水平和人民生活水平的提高，人们对建筑、桥梁结构在多灾害作用下的安全，施工和使用期间的环境污染与能源消耗，以及经济性和耐久性等的要求越来越高。装配式结构和可恢复结构具有施工便捷，施工周期短，能耗低，便修复(置换)等优点，因此装配式结构、可恢复功能结构越来越受到国内外工程师的青睐。鉴于抗震性能和可恢复功能的要求，装配式节点一直以来是装配式结构和可恢复结构的研究重点和难点。目前，装配式节点的抗震性能研究仍不完善，其抗震性能受构造和工艺的影响显著，抗震性能研究成果仍不理想，同时由于传统装配式节点在多灾害作用下的破坏严重，可恢复性差，导致装配式结构未能充分发挥自身的优点。因此，具有优异抗震性能和具有可恢复功能(可置换功能和自复位功能)的装配式节点成为国内外学者的研究热点。

属于装配式结构整体抗震性能关键构件的装配式节点目前主要存在以下不足：首先现阶段的研究结果显示，为了达到较好的整体抗震性能，装配式节点仍多采用“湿接”的方式，部分节点仍需设置模板进行现场施工和现场养护，未能充分发挥装配式结构施工简单、迅速的优势，同时传统的装配式节点亦未能有效解决装配式结构的整体抗震性能不佳的问题；其次，为了提高传统的装配式节点与装配式构件(预制柱、预制梁、预制板等)的连接，一般将装配式节点做的较大、较强。地震等灾害作用下，相对而言，除节点外的其他装配式构件较弱，非塑性铰区装配式构件在小震作用下的损伤就较为严重，可恢复功能(自复位功能和可置换功能)差，而由于装配式节点区域的影响，装配式构件的塑性铰区域和位置会发生变化，梁-柱等构件塑性铰区的变化会影响装配式结构的整体抗震性能；此外，由于传统装配式节点仍较广泛采用“湿接”的方式，当装配式节点与装配式构件连接区域发生破坏，装配式结构的可恢复性会显著降低，同时会显著增加修复的造价。因此，开发具有一定自复位功能，具有良好消能减振效果，并具有可置换功能的装配式节点具有重大的工程意义。

发明内容

为了解决传统装配式节点消能减振能力差，不具有自复位功能，可置换功能差，会较显著改变结构动力耗能塑性铰区等问题，本发明提出了一种设置有消能软钢，能够代替梁-柱塑性铰区，并设置有自复位弹簧，利用高强锚栓或预应力钢绞线连接的一种具有自复位功能的可置换装配式消能减振节点。本发明节点具有一定的自复位功能，具有优良的消能减振能力，同时方便拆卸和更换，具有可置换(恢复) 功能等特点，在地震或强风作用下，位于塑性铰区的消能软钢可以发挥消能减振作用，预应力筋和自复位弹簧可以在静力平衡位置附近发挥复位功能，同时当消能软钢发挥耗能作用后或者节点发生不可修复损伤后，高强螺栓或预应力筋可以方便拆卸和替换，进一步完善了可置换(恢复)功能，而装配式构造(高强螺栓或预应力筋连接方式) 可以实现节点的工厂预制和装配式功能。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种具有自复位功能的可置换装配式消能减振节点，包括节点消能和复位功能连接板1、自复位弹簧2、消能软钢3、高强锚栓4、装配式预留孔道5、预应力筋6和节点核心区7；利用装配式预留孔道 5将节点消能和复位功能连接板1与节点核心区7，以及梁、柱、墩预制装配式构件实现装配式连接，