一种内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点
技术领域
本发明涉及一种内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点，预制钢筋混凝土构件连接构架领域。
背景技术
随着建筑行业的转型升级，装配式建筑越来越受到工程界的关注。预应力装配式混凝土框架结构作为一种工业化结构形式，在各种住宅、办公楼等建筑中广泛应用。对于预应力装配式混凝土框架结构而言，预制梁与预制柱的连接界面性能对装配式混凝土框架结构性能起着至关重要的作用。
预应力装配式混凝土(RC)框架是一种典型的“非等同现浇”装配式RC框架。早期研究发现，连接采用无粘结预应力筋张拉锚固能够使得节点具有良好的自复位能力，但预应力筋始终处于弹性阶段，节点滞回环面积较小，耗能能力相对较差。为提升节点的耗能能力，大量的耗能元件随继被提出并应用在预应力装配式RC框架节点上。相关试验结果表明，通过增设“耗能元件”，预应力装配式RC框架节点具有可观的耗能能力和较强的变形恢复能力。
预应力装配式RC框架节点的主要特点是该种节点是通过张拉预应力筋，压紧预制梁柱实现装配的，预制梁与预制柱连接界面的抗剪能力主要由界面的摩擦力提供。一旦预应力失效，预应力装配式RC框架节点的竖向承载力将大幅减少，进而诱发结构的倒塌。预应力装配式RC框架节点现有的耗能元件能提高节点的消能减震能力，但无法有效提升梁柱连接界面的抗剪能力。因而，本发明提供了一种内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点，该种节点同时具备良好的耗能能力和梁柱连接界面的抗剪能力。
发明内容
本发明为了实现预应力装配式RC框架节点同时具备良好的耗能能力和梁柱连接界面的抗剪能力，提供了一种内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点。
本发明采用如下技术方案：
本发明所述的内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点，该钢筋梁柱包括叠合混凝土梁及预制混凝土柱，叠合混凝土梁及预制混凝土柱相互搭接，叠合混凝土梁的轴向中部预留第一波纹管孔洞，叠合混凝土梁由预制混凝土梁及后浇叠合层浇筑形成；预制混凝土柱与叠合混凝土梁相搭接处设有与叠合混凝土梁第一纹管孔洞相匹配的第一波纹管孔洞；预制混凝土柱的第一波纹管孔洞及叠合混凝土梁的第一波纹管孔洞中贯穿预应力筋；其特征在于：位于预制混凝土柱中的第一波纹管孔洞的上方还设有第二波纹管孔洞，预制混凝土柱内的第二波纹管孔洞布置向两侧延伸的套筒钢筋，套筒钢筋分别延伸至叠合混凝土梁内。
本发明所述的内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点，所述的套筒钢筋包括外套筒，内部钢筋；所述的套筒钢筋至少为四个，外套筒内设置内部钢筋；第二波纹管孔洞内相对布置的套筒钢筋之间通过连接套管相互连接；套筒钢筋延伸至叠合混凝土梁内的延伸端与后浇叠合层中的纵向钢筋相连。
本发明所述的内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点，所述的套筒钢筋通浇筑后浇叠合层埋入预制混凝土梁及后浇叠合层中；预制混凝土梁中平行排列的箍筋之间设有一定间距；延伸入叠合混凝土梁内的套筒钢筋横跨两道箍筋。
本发明所述的内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点，所述的延伸入叠合混凝土梁内的套筒钢筋的外套筒外侧包裹无粘结材料，套筒钢筋纵向钢筋相连处外侧包裹可挤压泡沫。
本发明所述的内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点，位于预制混凝土柱两侧的叠合混凝土梁下方设有贯穿预制混凝土柱的套筒钢筋；套筒钢筋的两端固定在叠合混凝土梁的底端面。
本发明所述的内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点，所述的套筒钢筋包括外套筒，内部钢筋；所述的套筒钢筋至少为四个，外套筒内设置内部钢筋；第二波纹管孔洞内相对布置的套筒钢筋之间通过连接套管相互连接；套筒钢筋延伸至叠合混凝土梁内的延伸端与后浇叠合层中的纵向钢筋相连；位于外套筒内的内部钢筋的横截面面积小于延伸出外套筒的内部钢筋的横截面面积。
有益效果
本发明提供的内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点，中套管能够为耗能钢筋提供较强的约束，避免在地震作用下，耗能钢筋挤压周边混凝土导致的混凝土破损。
本发明提供的内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点，在预应力筋失效后仍能承担竖向承载，可有效避免结构的倒塌。
本发明提供的内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点，其抗剪-耗能双功能套筒钢筋布设在后浇层位置，可在有效提升预应力装配式混凝土(RC)框架性能的前提下不影响建筑的使用功能。相较于外置式耗能元件，适用的建筑种类更广。能够与市场上应用较广泛的叠合板配合使用，应用前景广泛。
附图说明
图1是本发明的内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点结构示意图；
图2是图1中1-1处剖面结构示意图；
图3是图1中2-2处剖面结构示意图；
图4是图1中2-2处另一种剖面结构示意图；
图5是本发明的内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点的另一种结构示意图；
图6是传统梁柱连接界面的受力简图；
图7是本发明实施例1的梁柱连接界面的受力简图；
图8是本发明实施例1预应力筋失效后变形图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2、图3所示：一种内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点，该钢筋梁柱包括叠合混凝土梁2及预制混凝土柱1，叠合混凝土梁2及预制混凝土柱1相互搭接，叠合混凝土梁2的轴向中部预留第一波纹管孔洞112，叠合混凝土梁2由预制混凝土梁11及后浇叠合层12浇筑形成；预制混凝土柱1与叠合混凝土梁2相搭接处设有与叠合混凝土梁2的第一纹管孔洞112相匹配的第一波纹管孔洞112；预制混凝土柱1的第一波纹管孔洞112及叠合混凝土梁12的第一波纹管孔洞112中贯穿预应力筋113；位于预制混凝土柱1中的第一波纹管孔洞112的上方还设有第二波纹管孔洞21，预制混凝土柱1内的第二波纹管孔洞21布置向两侧延伸的套筒钢筋3，套筒钢筋3分别延伸至叠合混凝土梁12内。
套筒钢筋3由外套筒31和内部钢筋32组成，通过浇筑后浇叠合层12埋入叠合混凝土梁1和预制混凝土柱2中。套筒钢筋3的数量为四个以上，一端置入第二波纹孔洞21内，通过连接套筒与另一个套筒钢筋的一端连接；另一端置于预制混凝土梁11的上方和箍筋111的内侧。套筒钢筋3中外套筒31置入第二波纹孔洞21部分横跨两道箍筋111。置入预制混凝土梁11部分外包裹无粘结材料311。套筒钢筋3中内部钢筋32两端伸出外套筒31，并与梁纵向钢筋121连接，其埋入后浇叠合层12的部分外包裹可挤压泡沫321。
如图4所示：本发明所述的内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点，所述的套筒钢筋3包括外套筒31，内部钢筋32；所述的套筒钢筋3至少为四个，外套筒31内设置内部钢筋32；第二波纹管孔洞21内相对布置的套筒钢筋3之间通过连接套管相互连接；套筒钢筋3延伸至叠合混凝土梁内的延伸端与后浇叠合层中的纵向钢筋121相连；通过与图3对比可以明确，位于外套筒31内的内部钢筋32的横截面面积小于延伸出外套筒31的内部钢筋32的横截面面积，该内部的区段被削弱。
如图5所示：本发明所述的内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋梁柱节点的另一种形式为：钢筋梁柱包括叠合混凝土梁2及预制混凝土柱1，叠合混凝土梁2及预制混凝土柱1相互搭接，叠合混凝土梁2的轴向中部预留第一波纹管孔洞112，叠合混凝土梁2由预制混凝土梁11及后浇叠合层12浇筑形成；预制混凝土柱1与叠合混凝土梁2相搭接处设有与叠合混凝土梁2的第一纹管孔洞112相匹配的第一波纹管孔洞112；预制混凝土柱1的第一波纹管孔洞112及叠合混凝土梁12的第一波纹管孔洞112中贯穿预应力筋113；位于预制混凝土柱1中的第一波纹管孔洞112的上方还设有第二波纹管孔洞21，预制混凝土柱1内的第二波纹管孔洞21布置向两侧延伸的套筒钢筋3，套筒钢筋3分别延伸至叠合混凝土梁12内。位于预制混凝土柱1两侧的叠合混凝土梁2下方还设有贯穿预制混凝土柱的套筒钢筋3；套筒钢筋的两端通过固定件固定在叠合混凝土梁的底端面。
通过图6和7可知，内埋式抗剪-耗能双功能套筒钢筋的使用可在提升预应力装配式混凝土(RC)框架节点的耗能能力的同时，显著提升其梁柱连接界面上的抗剪能力，即在界面摩擦抗剪力Vf的基础上，增加了套管的抗剪力V3，进而增加了预应力装配式混凝土(RC)框架竖向承载的能力储备。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
