本發明涉及一種預制預應力混凝土框架自康復耗能節點及其施工方法。

背景技術：

建筑工業化是各國建筑業發展的一個共同方向，1989年在國際建筑研究與文獻委員會(CIB)大會上，各國專家在總結各國經驗的基礎上，把建筑工業化的發展列為當前世界建筑技術的八大發展趨勢之一。建筑工業化就是采用現代化的科學技術手段，以產業化、自動化大工業生產方式代替傳統分散的手工業生產方式，充分利用高新技術，以最少的勞動力、最短的時間、最合理的價格營造人們滿意的房屋。

隨著中國經濟建設的持續快速增長，城市化進程的不斷加快，傳統的建設方式因存在效率低下、成本高昂、浪費嚴重、維護管理難度大，產生大量建筑垃圾等問題。而集成建筑、預制房屋、活動房屋及模塊化建筑在快速、節能、環保等方面所具備的優勢，正好適應了當前城市快速發展和大規模建設的需求。目前，政府大力支持發展綠色建筑和住宅產業化建筑，政府牽頭新建的保障房、公租房和新城區推行裝配整體式住宅方式，根據住房和城鄉建設部關于《建筑產業現代化發展綱要》文件的指示精神，要加快建筑業改革發展步伐，制定出行動計劃，在全國全面推廣裝配式建筑，力爭到2020 年裝配式建筑占新建建筑的比例20%以上，到2025 年裝配式建筑占新建建筑的比例50%以上。此舉對建筑業上下游行業起到帶動作用，形成新的產業鏈，中國工業化裝配住宅已經迎來美好發展前景。

由于我國的預制混凝土技術起步比較晚，相對于發達國家和地區比較落后，加上唐山大地震中混凝土裝配結構的表現不佳，傳統預制構件質量較差等因素，預制混凝土構件在框架結構體系中并未得到廣泛的應用。目前住宅結構施工方法仍然以現澆混凝土加小砌塊填充墻為主。有必要對預制混凝土框架結構體系加以創新，進行深入的試驗和理論研究，推動預制結構在我國的應用和發展。現階段國內現有常用的預制裝配式建筑的施工方法推動了中國裝配式建筑的發展，但是自身依然不夠完善，存在施工現場復雜工序多，現場濕作業較多，不能有效縮短工期等問題。以及現場工人技術要求增加導致的成本增加以及裝配式建筑本身施工特點導致的成本增加。

技術實現要素：

本發明目的在于提供一種預制預應力混凝土框架自康復耗能節點及其施工方法。

為了解決上述技術問題，本發明的一種技術方案是，一種預制預應力混凝土框架自康復耗能節點，包括預制柱、預制梁、耗能角鋼、預應力鋼絞線、縱筋，所述預制梁對稱設置在預制柱兩側并與預制柱垂直連接，所述預制梁內水平設置有預埋螺栓A，預制梁與預制柱的連接端內豎直設置有預埋螺栓B，預制梁上、下側面經耗能角鋼與預制柱相連接，預埋螺栓A、預埋螺栓B的端部穿設耗能角鋼并配合鎖緊件將耗能角鋼鎖緊，預制柱內水平設置有預應力筋孔道A，所述預制梁內水平設置有預應力筋孔道B，所述預制柱及預制梁內水平設有縱筋。

進一步的，所述預制柱內水平設置有梁縱筋孔道，所述預制梁內由近預制柱側至遠離預制柱側依次設置有縱筋孔道、預埋在預制梁內的縱筋，縱筋孔道內設置有鋼管套筒，所述預制梁內相鄰的縱筋孔道之間預埋有縱筋，位于相鄰的縱筋孔道之間的縱筋的一端貫穿預制梁近預制柱側那端，兩側的預制梁內的縱筋孔道交替布置，一個預制梁上位于相鄰的縱筋孔道之間的縱筋與另一個預制梁上設置鋼管套筒的縱筋孔道對應，預制梁上位于相鄰的縱筋孔道之間的縱筋穿設梁縱筋孔道后與另一側預制梁對應位置處的鋼管套筒一端相連接，同一預制梁內與鋼管套筒同軸心的縱筋與鋼管套筒另一端相連接。

進一步的，所述預制柱內水平設置有梁縱筋孔道，一側的預制梁內由近預制柱側至遠離預制柱側依次設置有縱筋孔道、預埋在預制梁內的縱筋，縱筋孔道內設置有鋼管套筒，另一個側的預制梁內預埋有縱筋，縱筋一端貫穿預制梁近預制柱側那端，所述預應力鋼絞線穿設預應力筋孔道A、預應力筋孔道B，不設置鋼管套筒那側的預制梁上的縱筋穿設梁縱筋孔道后與另設置鋼管套筒的那側的預制梁對應位置處的鋼管套筒的一端相連接，設置鋼管套筒的預制梁內的縱筋與鋼管套筒另一端相連接。

進一步的，所述預制梁內由近預制柱側至遠離預制柱側依次設置有縱筋孔道、鋼管套筒、縱筋，所述鋼管套筒、縱筋預埋在預制梁內，所述預制柱在梁柱節點位置預埋有縱筋，預制柱上的縱筋的兩端貫穿預制柱后伸入縱筋孔道內并與鋼管套筒一端相連接，鋼管套筒另一端與預制梁內的縱筋相連接。

進一步的，所述預制柱、預制梁與耗能角鋼接觸的位置埋設有耗能合金墊板。

進一步的，所述兩側預制梁上的縱筋與鋼管套筒灌漿連接。

進一步的，所述預應力筋與預應力筋孔道A、預應力筋孔道B之間填充有灌漿料，縱筋預留與梁縱筋孔道、縱筋孔道之間填充有灌漿料。

進一步的，所述預制柱、預制梁為混凝土預制，灌漿混凝土的強度高于預制柱、預制梁的強度。

一種預制預應力混凝土框架自康復耗能節點的施工方法，包括以下步驟：1) 將底部的耗能角鋼經預埋螺栓A固定于預制柱節點位置處；2) 將預制梁吊裝就位，同時將縱筋插入對應位置的鋼管套筒中；3)固定預制柱、預制梁的連接節點處的角鋼螺栓，使預制柱、預制梁連接為一個整體；4)穿預應力鋼絞線；5)向縱筋孔道、套筒灌漿內進行灌漿；6)向預制柱、預制的疊合面進行灌漿；7)待疊合面灌漿料達到預定強度后，張拉預應力鋼絞線并固定。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：結構簡單、施工簡便，建造速度快，濕作業少，施工效率高，在地震及其他不利荷載情況下具有自康復能力，承載力和延性與現澆結構等同，節點耗能優于現有的澆混凝土框架結構。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的第一種實施結構結構示意圖；

圖3為本發明的第二種實施結構結構示意圖一；

圖4為本發明的第二種實施結構結構示意圖二；

圖5為本發明的第三種實施結構結構示意圖。

圖中：

1-預制柱；2-預制梁；3-預埋螺栓A；4-預埋螺栓B；5-鋼管套筒；6-縱筋；7-預應力鋼絞線；8-梁縱筋孔道；9-預應力筋孔道A；10-預應力筋孔道B；11-縱筋孔道。

具體實施方式

如圖1-5所示，一種預制預應力混凝土框架自康復耗能節點，包括預制柱、預制梁、耗能角鋼、預應力鋼絞線、縱筋，所述預制梁對稱設置在預制柱兩側并與預制柱垂直連接，所述預制梁內水平設置有預埋螺栓A，預制梁與預制柱的連接端內豎直設置有預埋螺栓B，預制梁上、下側面經耗能角鋼與預制柱相連接，預埋螺栓A、預埋螺栓B的端部穿設耗能角鋼并配合鎖緊件將耗能角鋼鎖緊，預制柱內水平設置有預應力筋孔道A，所述預制梁內水平設置有預應力筋孔道B，所述預制柱及預制梁內水平設有縱筋。

在本實施例中，所述預制柱內水平設置有梁縱筋孔道，所述預制梁內由近預制柱側至遠離預制柱側依次設置有縱筋孔道、預埋在預制梁內的縱筋，縱筋孔道內設置有鋼管套筒，所述預制梁內相鄰的縱筋孔道之間預埋有縱筋，位于相鄰的縱筋孔道之間的縱筋的一端貫穿預制梁近預制柱側那端，兩側的預制梁內的縱筋孔道交替布置，一個預制梁上位于相鄰的縱筋孔道之間的縱筋與另一個預制梁上設置鋼管套筒的縱筋孔道對應，預制梁上位于相鄰的縱筋孔道之間的縱筋穿設梁縱筋孔道后與另一側預制梁對應位置處的鋼管套筒一端相連接，同一預制梁內與鋼管套筒同軸心的縱筋與鋼管套筒另一端相連接。

在本實施例中，所述預制柱內水平設置有梁縱筋孔道，一側的預制梁內由近預制柱側至遠離預制柱側依次設置有縱筋孔道、預埋在預制梁內的縱筋，縱筋孔道內設置有鋼管套筒，另一個側的預制梁內預埋有縱筋，縱筋一端貫穿預制梁近預制柱側那端，所述預應力鋼絞線穿設預應力筋孔道A、預應力筋孔道B，不設置鋼管套筒那側的預制梁上的縱筋穿設梁縱筋孔道后與另設置鋼管套筒的那側的預制梁對應位置處的鋼管套筒的一端相連接，設置鋼管套筒的預制梁內的縱筋與鋼管套筒另一端相連接。

在本實施例中，所述預制梁內由近預制柱側至遠離預制柱側依次設置有縱筋孔道、鋼管套筒、縱筋，所述鋼管套筒、縱筋預埋在預制梁內，所述預制柱在梁柱節點位置預埋有縱筋，預制柱上的縱筋的兩端貫穿預制柱后伸入縱筋孔道內并與鋼管套筒一端相連接，鋼管套筒另一端與預制梁內的縱筋相連接。

在本實施例中，自康復功能主要通過預制柱、預制梁內的預應力鋼絞線實現，普通預制混凝土結構在低周反復荷載作用下表現出良好的塑性，具有一定的變形能力，往往形成塑性鉸，其力與位移曲線呈橢圓形，帶預應力的預制混凝土結構更具有良好的自恢復性，在相同的變形條件下，力與位移曲線表現出一定的線性特性，呈現旗幟形，耗能角鋼節點可以承擔部分梁端彎矩，并對彎矩傳遞起到一定作用，耗能角鋼以及耗能角鋼下的耗能合金墊板更作為耗能元件的一部分，預制柱、預制梁內的縱筋作為第二部分耗能元件，相互配合從而耗能能力得到有效提高。計算理論遵循“小震不壞，中震可修，大震不倒”，這一目標允許結構分階段分步驟進行變形與耗能，小震無明顯損壞，中震是可通過更換耗能元件，如角鋼、耗能合金墊板；或者更換自康復元件預應力鋼絞線使結構得以修復，在遭遇到罕遇地震時，結構有足夠強度與延性使建筑物內的人有足夠時間撤離。

在本實施例中，本節點結構遵循強柱弱梁設計原則、內力平衡原則進行設計。

在本實施例中，所述預制柱、預制梁與耗能角鋼接觸的位置埋設有可耗能及可防止混凝土局部壓壞的耗能合金墊板。

在本實施例中，所述兩側預制梁上的縱筋與鋼管套筒灌漿連接。

在本實施例中，所述預應力筋與預應力筋孔道A、預應力筋孔道B之間填充有灌漿料，縱筋預留與梁縱筋孔道、縱筋孔道之間填充有灌漿料，灌漿料可為灌漿混凝土。

在本實施例中，所述預制柱、預制梁為混凝土預制，灌漿混凝土的強度高于預制柱、預制梁的強度。

在本實施例中，耗能角鋼、預埋螺栓A、預埋螺栓B起到定位、固定及承受施工荷載作用，耗能合金墊板在之后起到耗能與防止混凝土局部壓壞的作用。

一種預制預應力混凝土框架自康復耗能節點的施工方法，包括以下步驟：1) 將底部的耗能角鋼經預埋螺栓A固定于預制柱節點位置處；2) 將預制梁吊裝就位，同時將縱筋插入對應位置的鋼管套筒中；3)固定預制柱、預制梁的連接節點處的角鋼螺栓，使預制柱、預制梁連接為一個整體；4)穿預應力鋼絞線；5)向縱筋孔道、套筒灌漿內進行灌漿；6)向預制柱、預制的疊合面進行灌漿；7)待疊合面灌漿料達到預定強度后，張拉預應力鋼絞線并固定。

在本實施例中，步驟6)中、步驟7）依據《裝配式混凝土結構技術規程》JGJ 1-2014及《鋼筋連接用套筒灌漿料》JG/T 408-2013在梁柱結合面灌注20mm厚灌漿料，待灌漿料達到預定強度后張拉預應力筋并錨固，完成節點的安裝。

在本實施例中，埋置的預埋螺栓可根據需要布置成通長的預埋螺栓、不通長的預埋螺栓或是膨脹螺栓。

上列為較佳實施例，對本發明的目的、技術方案和優點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。