一种自复位集成连接单元以及梁柱节点

本发明涉及一种自复位集成连接单元以及梁柱节点，属于土木工程装配式配件以及混凝土结构。

背景技术：

1、装配式建筑具有质量高、成本低、施工快、绿色环保和工业化程度高等优势，可显著降低建筑全寿命周期的碳排放。近年来，在政策驱动和市场引领下，推进绿色低碳建造、发展装配式建筑已成为行业共识，在制造业转型升级和落实“双碳”目标的大背景下，装配式建筑绿色环保的优势将进一步凸显，也将迎来转型升级和高速增长的历史机遇期。

2、然而，随着经济技术的发展，传统的抗震设计理念和结构形式已经不能满足现代社会的发展需求，防止倒塌和保障生命不应再是结构抗震设计的唯一目标，建筑的经济性也不应只由建造成本来衡量。社会对建筑结构提出了“震后使用功能快速恢复”的新要求，代表国际防灾领域前沿趋势的“可恢复功能结构”得到了广泛重视。

3、可恢复功能结构包括预应力自复位结构、构件可更换结构等。其中，构件可更换结构具有损伤可控和震后可更换的优势，但现有结构承载能力较低且无法控制残余变形。预应力自复位结构具有残余变形可控的自复位性能优势，但存在现场施工复杂、对接点区强度和刚度要求高，预应力损失等问题亟待解决。

4、因此，迫切需要研发新的装配式混凝土梁柱连接技术及相关结构体系，以满足社会经济发展对装配式混凝土建筑韧性抗震的重大需求。

技术实现思路

1、目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种自复位集成连接单元以及梁柱节点，具有残余变形可控、耗能性能好、承载能力高、施工高效便捷、构件可更换、震后功能可恢复，还具有合理的初始刚度和可变多级刚度；兼备sma（形状记忆合金）碟形弹簧、铅芯和高阻尼橡胶多源复合耗能机制；可更换自复位集成连接单元的长度可调，不仅可降低对施工精度的要求，也可消除结构的“框架扩展”效应。因此，可有效控制结构的最大变形和残余变形，对综合控制抗震指标，实现强震作用下的功能可恢复目标有着积极的意义。

2、技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，一种自复位集成连接单元，包括：耗能元件、自复位元件、右连接板以及左连接板。

4、所述耗能元件的两端分别连接有右连接板、左连接板，所述右连接板、左连接板上设置有铰接座；右连接板上的铰接座以及对应的左连接板上的铰接座分别与自复位元件的两端相铰接。

5、作为优选方案，还包括：梁预埋件、柱预埋件，所述右连接板的自由端与梁预埋件的一端相连接，所述左连接板的自由端与柱预埋件的一端相连接。

6、作为优选方案，所述自复位元件，包括：套筒，活塞筒，导杆，所述导杆一端从套筒一端插入，导杆插入部分上依次套接有第一挡板、碟形弹簧组以及第二挡板，导杆插入部分的自由端连接有调节螺母。所述活塞筒一端插入套筒另一端，所述活塞筒插入部分的端面设置有凹槽，所述凹槽用于套接调节螺母，所述活塞筒另一端与活塞盖帽相连接。

7、作为优选方案，所述碟形弹簧组由多级不同刚度的碟形弹簧片组成。

8、作为优选方案，所述碟形弹簧片采用形状记忆合金材料制成。

9、作为优选方案，所述导杆插入部分的端部加工有螺纹。

10、作为优选方案，所述活塞筒的插入端抵住第二挡板，且凹槽的孔直径大于调节螺母的外径。

11、作为优选方案，所述耗能元件，包括右端板，左端板，所述右端板和左端板一端上排列有多个薄钢板，所述右端板或者左端板的多个薄钢板的两侧设置有封板，所述薄钢板上设置有中心孔，所述薄钢板上的中心孔周围设置有小孔，所述右端板和左端板上的多个薄钢板之间相互套接，所述右端板或者左端板的封板与右端板或者左端板上的薄钢板之间相互套接形成薄钢板与薄钢板，薄钢板与封板的间隙，所述间隙内卡接有高阻尼橡胶片，所述高阻尼橡胶片上设置有中心孔，所述高阻尼橡胶片上的中心孔周围设置有小孔，薄钢板和高阻尼橡胶片的的小孔之间卡接有铅芯，薄钢板、高阻尼橡胶片和封板的中心孔之间卡接有销轴。

12、作为优选方案，所述高阻尼橡胶片和薄钢板的自由端与右端板或者左端板之间设置一定宽度的缝隙。

13、作为优选方案，所述柱预埋件，包括：柱连接板、柱定位板、对拉钢板，所述柱定位板一端连接有柱连接板，所述柱定位板与对拉钢板相配合，用于固定柱锚筋。

14、作为优选方案，所述梁预埋件，包括：梁连接板、梁定位板，所述梁定位板一端连接有梁连接板，所述梁定位板用于固定梁锚筋。

15、第二方面，一种梁柱节点，包括钢筋混凝土柱体，钢筋混凝土梁体，所述钢筋混凝土柱体内预制有柱锚筋，第一方面中所述的自复位集成连接单元的柱预埋件与钢筋混凝土柱体相连接，所述钢筋混凝土梁体内预制有梁锚筋，第一方面中所述的自复位集成连接单元的梁预埋件与钢筋混凝土梁体相连接。

16、有益效果：本发明提供的一种自复位集成连接单元以及梁柱节点，包括可更换自复位集成连接单元、预制混凝土梁、柱和预埋件。可更换自复位集成连接单元包括：自复位元件，其包括碟形弹簧组、套筒、活塞筒、活塞盖帽、导杆、挡板和调节螺母等；耗能元件，其包括端板、固定于左端板的圆孔薄钢板、固定于右端板的长孔薄钢板、与薄钢板交替叠合硫化的高阻尼橡胶片，以及销轴和铅芯。

17、与现有自复位梁柱节点相比，本发明自复位梁柱节点施工便捷，具有合理的初始刚度和可变多级刚度，兼备碟形弹簧、铅芯和高阻尼橡胶多源复合耗能机制，可有效控制结构的最大变形和残余变形，对综合控制抗震指标，实现强震作用下的功能可恢复目标具有积极意义，具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种自复位集成连接单元，其特征在于：包括：耗能元件、自复位元件、右连接板以及左连接板；

2.根据权利要求1所述的一种自复位集成连接单元，其特征在于：还包括：梁预埋件、柱预埋件，所述右连接板的自由端与梁预埋件的一端相连接，所述左连接板的自由端与柱预埋件的一端相连接。

3.根据权利要求1所述的一种自复位集成连接单元，其特征在于：所述自复位元件，包括：套筒，活塞筒，导杆，所述导杆一端从套筒一端插入，导杆插入部分上依次套接有第一挡板、碟形弹簧组以及第二挡板，导杆插入部分的自由端连接有调节螺母；所述活塞筒一端插入套筒另一端，所述活塞筒插入部分的端面设置有凹槽，所述凹槽用于套接调节螺母，所述活塞筒另一端与活塞盖帽相连接。

4.根据权利要求3所述的一种自复位集成连接单元，其特征在于：所述碟形弹簧组由多级不同刚度的碟形弹簧片组成。

5.根据权利要求4所述的一种自复位集成连接单元，其特征在于：所述碟形弹簧片采用形状记忆合金材料制成。

6.根据权利要求3所述的一种自复位集成连接单元，其特征在于：所述导杆插入部分的端部加工有螺纹。

7.根据权利要求1所述的一种自复位集成连接单元，其特征在于：所述耗能元件，包括右端板，左端板，所述右端板和左端板一端上排列有多个薄钢板，所述右端板或者左端板的多个薄钢板的两侧设置有封板，所述薄钢板上设置有中心孔，所述薄钢板上的中心孔周围设置有小孔，所述右端板和左端板上的多个薄钢板之间相互套接，所述右端板或者左端板的封板与右端板或者左端板上的薄钢板之间相互套接形成薄钢板与薄钢板，薄钢板与封板的间隙，所述间隙内卡接有橡胶片，所述橡胶片上设置有中心孔，所述橡胶片上的中心孔周围设置有小孔，薄钢板和橡胶片的的小孔之间卡接有铅芯，薄钢板、橡胶片和封板的中心孔之间卡接有销轴。

8.根据权利要求6所述的一种自复位集成连接单元，其特征在于：所述高阻尼橡胶片和薄钢板的自由端与右端板或者左端板之间设置一定宽度的缝隙。

9.根据权利要求1所述的一种自复位集成连接单元，其特征在于：所述柱预埋件，包括：柱连接板、柱定位板、对拉钢板，所述柱定位板一端连接有柱连接板，所述柱定位板与对拉钢板相配合，用于固定柱锚筋；所述梁预埋件，包括：梁连接板、梁定位板，所述梁定位板一端连接有梁连接板，所述梁定位板用于固定梁锚筋。

10.一种梁柱节点，其特征在于：包括钢筋混凝土柱体，钢筋混凝土梁体，所述钢筋混凝土柱体内预制有柱锚筋，如权利要求1至9中所述的自复位集成连接单元的柱预埋件与钢筋混凝土柱体相连接，所述钢筋混凝土梁体内预制有梁锚筋，如权利要求1至9中所述的自复位集成连接单元的梁预埋件与钢筋混凝土梁体相连接。

技术总结本发明公开了一种自复位集成连接单元以及梁柱节点，包括可更换自复位集成连接单元、预制混凝土梁、柱和预埋件。可更换自复位集成连接单元包括：自复位元件，其包括碟形弹簧组、套筒、活塞筒、活塞盖帽、导杆、挡板和调节螺母等；耗能元件，其包括端板、固定于左端板的圆孔薄钢板、固定于右端板的长孔薄钢板、与薄钢板交替叠合硫化的高阻尼橡胶片，以及销轴和铅芯。本发明自复位梁柱节点施工便捷，具有合理的初始刚度和可变多级刚度，兼备碟形弹簧、铅芯和高阻尼橡胶多源复合耗能机制，可有效控制结构的最大变形和残余变形，对综合控制抗震指标，实现强震作用下的功能可恢复目标具有积极意义，具有广阔的应用前景。技术研发人员：张瑞君,郭彤,李爱群,徐刚,朱瑞召受保护的技术使用者：东南大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4