[0001] 本发明涉及土木工程抗震与减震中梁柱节点技术领域，具体涉及一种带压型组合楼板的装配式韧性PEC再生混凝土梁柱节点。

[0002] 在框架结构体系中梁柱节点是结构构件间的传力枢纽，需要加强对节点的设计，使其符合“强节点弱构件”的规定。我国现阶段的抗震设防目标为“小震不坏、中震可修、大震不倒”，但由于地震的复杂性和随机性，结构在地震作用后经常发生较大的残余变形与不可修复的损伤，只能拆除后重建，造成了不可估量的经济损失。

[0003] 钢筋混凝土结构支模后浇筑混凝土的传统建造存在劳动力需求大、施工周期长、高污染、高耗能、低效率及产业化程度低等问题；传统的梁柱节点通过增加构件的截面面积，导致成本增加，但对于其抗震性能和耗能能力提升均较低。

[0046] 下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

[0047] 如图1所示，本发明的一种带压型组合楼板的装配式韧性PEC再生混凝土梁柱节点，包括PEC柱1，再生混凝土楼板2，栓钉3，压型钢板4，半圆形凹槽5‑1，夹具6，矩形端板7‑1，半圆形接头8‑1，狗骨式连接板10，半圆形凹槽对接板11‑1，形状记忆合金线缆13，带长槽狗骨式连接板14，直径为10mm螺栓9‑1，直径为45mm螺栓9‑2，直径为25mm螺栓9‑3。

[0048] 如图2所示，PEC柱1为型钢混凝土组合柱，外部为H型钢，并在H型钢腹板两侧浇筑再生混凝土，腹板处浇筑再生混凝土能提高型钢的稳定性，避免局部失稳。

[0049] 如图3至4所示为本发明叠合楼板部分，包括压型钢板4，再生混凝土楼板2，通过布置一定数量的栓钉3从而使叠合楼板与梁上翼缘进行连接。再生混凝土楼板2整体呈现为矩形板状，其上侧为平整矩形，下侧对应压型钢板4呈波形分布。

[0050] 如图5至8为本发明半圆形节点部分，半圆形凹槽5‑1与半圆形凹槽对接板11‑1进行对接，矩形端板7‑1焊接于梁腹板处，形状记忆合金线缆13通过夹具6进行连接，左侧矩形端板7‑1焊接3个半圆形接头8‑1与右侧矩形端板7‑2焊接的2个半圆形接头8‑1通过直径为45mm螺栓9‑2进行连接。

[0051] 如图6所示为半圆形节点详图，此节点左右两侧有焊接在H型钢梁12腹板处的矩形端板7，此端板方便布置形状记忆合金线缆13以及半圆形接头8，此节点中凹槽5为短梁右侧上下翼缘伸出截面为半圆形凹槽5‑1和半圆形凹槽5‑2，凹槽对接板11为长梁左侧上下翼缘伸出截面为半圆形凸起状半圆形凹槽对接板11‑1和半圆形凹槽对接板11‑2，半圆形的截面形状可在外力作用下转动耗能并避免应力集中。

[0052] 如图7所示为半圆形节点左侧详图，此处为短梁右侧断开处截面，其腹板内侧焊接矩形端板7‑1，矩形端板上焊有3个半圆形接头8‑1进行转动耗能，并在接头上下处对称布置4个孔洞，此孔洞设置方便布置形状记忆合金线缆13。

[0053] 如图8所示为半圆形节点右侧详图，此处为长梁左侧断开处截面，其腹板内侧焊接矩形端板7‑2，矩形端板上焊有2个半圆形接头8‑2进行转动耗能；利用形状记忆合金线缆13通连接矩形端板7‑1和矩形端板7‑2形成整体，通过夹具6锚固。

[0054] 如图9至图10为本发明节点连接板部分，分为上部分连接板与下部连接板，上部狗骨式连接板10通过直径为10mm螺栓9‑1和梁上翼缘内侧端板进行连接；下部带长槽狗骨式连接板14通过直径为20mm螺栓9‑3和梁下翼缘外侧进行连接。

[0055] 本发明的一种带压型组合楼板的装配式韧性PEC再生混凝土梁柱节点，PEC柱与H型钢梁通过焊接进行连接，此节点传力明确，弯矩和剪力通过梁可直接传递到柱上，叠合楼板的存在增加了节点强度和刚度，有效的提高了节点的承载能力。

[0056] 上下梁翼缘处采用半圆形对接，具有一定的转动能力，传力明确，能使塑性铰从梁端转移到节点处；半圆形接头的设计避免了节点处应力集中的现象，上下狗骨式连接板的存在参与耗能；在地震作用下半圆形节点处形成耗能段，在小震作用下，通过半圆形节点的转动耗散能量，半圆形的设计避免转动过程中接触部位的应力集中提前发生损坏；在中震作用下，半圆形节点转动耗能退出工作，利用形状记忆合金线缆拉伸变形耗散能量；在大震作用下，形状记忆合金线缆拉伸变形进入硬化阶段耗能能力提高和狗骨式连接板进入屈服状态产生塑性变形两者共同耗散能量。

[0057] 本发明适用于“小震节点转动耗能、中震弹塑性耗能、大震整体弹塑性耗能和局部塑性耗能”SMA线缆的布置使节点在震后具有一定的自复位能力。震后可根据节点的损伤情况，经检测评估，若整体完好，则可局部拆卸更换损伤部件后仍能继续使用，从而降低震后修复成本减少经济损失，满足震后结构安全需求。

[0058] 实施例：

[0059] 一种带压型组合楼板的装配式韧性PEC再生混凝土梁柱节点，包括PEC柱1、压型组合楼板(先装配底层压型钢板4，后浇筑上层再生混凝土)、2个狗骨式上连接板、半圆形节点、连接半圆形节点的四股形状记忆合金线缆13，所述节点下方1个带长槽狗骨式下连接板。

[0060] PEC柱1内浇筑再生混凝土，在距离梁柱节点一定距离处设置一个半圆形节点，H型钢梁12之间通过设计的节点连接，在地震作用下通过该节点的转动、低屈服点软钢连接板屈服和形状记忆合金(SMA)线缆13拉伸变形共同耗散能量，并利用SMA线缆使该节点具有一定的自复位能力，降低震后的残余位移。

[0061] 所述半圆形节点由2块矩形端板7、5块半圆形接头板8、左侧上下翼缘伸出的半圆形凹槽5和右侧上下翼缘伸出的半圆形凹起组成，使塑性铰从梁柱节点处转移至此处，伸出的半圆形凹槽5与半圆形凹起正好嵌合，避免节点发生转动时梁翼缘处应力集中率先发生破坏；2块矩形端板7分别布置于梁腹板位置通过焊接连接，在端板处均匀的布置4个孔洞，后期用于布置SMA线缆。

[0062] 两块矩形端板7的高度与梁腹板高度相等，左侧矩形端板7上布置3个半圆形接头8板，两个间隔距离为两个半圆形接头8板的厚度、右侧矩形端板7上布置2个半圆形接头8间距为左侧中部半圆形接头8板的厚度；半圆形接头8板与矩形端板7、矩形端板7与梁腹板在工厂焊接连接，在5块半圆形接头8板中部贯通设置一个孔洞后期通过高强螺栓9连接，在不影响节点的转动前提下防止半圆形接头8板产生大变形。

[0063] 由于组合楼板的限制，在半圆形节点处梁上翼缘下部利用2个狗骨式连接板连接，连接板的长度与左右两侧翼缘伸出的长度相等；梁下翼缘处布置一个带长槽削弱的狗骨式连接板，狗骨式连接板的材质为低屈服点软钢，当节点转动时使狗骨式连接板发生屈服耗散能量并使损伤集中于狗骨式连接板，翼缘与狗骨式连接板通过高强螺栓9连接，损坏后易于维修和更换。

[0064] 每根形状记忆合金线缆13由7根7束每根直径为0.885mm的形状记忆合金线组成，4根形状记忆合金线缆13分别通过半圆形节点的左右两侧矩形端板7预留的孔洞，通过夹具固定于节点的外侧，当节点发生转动时，形状记忆合金线缆发生拉伸变形耗散能量，一根或者几根形状记忆合金线缆拉伸失效后，线缆仍能继续工作耗散能量，由于形状记忆合金线缆的材料特性，当外力卸载后使节点具有一定的自复位能力，可有效降低节点处的残余位移和损伤。

[0065] 在H型钢梁12上翼缘和波形钢板处预留螺栓孔，两者通过高强螺栓9连接，在栓钉3段周围填充柔性材料(3mm厚的橡胶垫置于梁与板之间以允许梁板间的发小微小的相对变形)，波形钢板为Q235钢材，楼板由压型波形钢板和再生混凝土形成叠合楼板，利用波形钢板充当浇筑混凝土楼板的模板，减少支模拆模施工工序，适应装配化施工的要求。

[0066] PEC柱1为H型钢，在腹板处浇筑再生混凝土，可有效抑制H型钢柱局部受压失稳发生破坏，进而提高柱的承载能力，利用再生混凝土通过对废弃建筑材料和混凝土进行再利用、再加工制成，可以有效减轻建筑废弃物对环境的污染，有助于保护生态环境；同时再生混凝土原材料成本较低，制备简单，能够节约制造成本。

[0067] 在半圆形节点钢板孔洞处内各放一个截面由7根7束每根直径为0.885mm的SMA线缆，SMA线缆从断开梁的左侧钢板布置于断开梁的右侧钢板处；半圆形节点梁翼缘上方和下方狗骨式连接板均采用低屈服点钢；半圆形节点上下狗骨式连接板均采用高强螺栓9连接；PEC柱1内混凝土和叠合楼板内混凝土均采用再生混凝土，且板与梁之间栓钉3段周围填充柔性材料(3mm厚的橡胶垫置于梁与板之间以允许梁板间的相对变形)。

[0068] 所述梁柱节点传力机制明确，在地震作用下，通过节点产生一定的转动变形、狗骨式连接板屈服和SMA线缆拉伸变形三种机制共同耗散能量，节点处采用半圆形连接板和半圆形凹槽5，避免节点发生转动时节点处应力集中，充分利用SMA线缆的材料特性使节点具有一定的自复位能力，减少结构的损伤降低震后的残余位移以及震后的修复成本。

[0069] 一种带压型组合楼板的装配式韧性PEC再生混凝土梁柱节点使用方法，包括以下步骤：

[0070] PEC柱1与H型钢梁12采用焊接的方法进行连接，断开的梁左右两侧腹板处分别焊接一个矩形端板7，半圆形节点用直径为45mm的高强螺栓9进行连接。此节点上部采用半圆形凹槽5进行对接，此节点上部和下部均采用低屈服点狗骨式连接板进行连接，叠合楼板与H型钢梁12采用栓钉3进行连接，并在板与梁之间填充柔性材料。

[0071] PEC柱1与半圆形节点左侧的H型钢梁12通过焊接连接，左侧上下翼缘伸出的半圆形凹槽5和右侧上下翼缘伸出的半圆形凸起对接板11，伸出的半圆形凹槽5与半圆形凹起正好嵌合；在上翼缘下部利用高强螺栓9连接两个狗骨式连接板；左右H型钢梁12腹板处分别焊接一个矩形端板7，左侧矩形端板7上布置3个半圆形接头8，两个间隔距离为右侧两个半圆形接头8板的厚度、右侧矩形端板7上布置2个半圆形接头8间距为左侧中部半圆形接头8板的厚度；半圆形接头8板与矩形端板7、矩形端板7与梁腹板在工厂焊接连接，在5个半圆形接头8中部贯通设置一螺栓孔，后期利用高强螺栓9连接；在左右两侧矩形端板7中部分别开有4个孔洞，4股SMA线缆通过孔洞利用锚具锚固于端板外侧；在H型钢梁12翼缘下部利用高强螺栓9连接一个中部开矩形槽的狗骨式连接板；在H型钢梁12上翼缘预留螺栓孔洞施工现场通过高强螺栓9使波形钢楼板与H型钢梁12栓接；利用压型钢板4作为上部再生混凝土楼板2的底模板浇筑再生混凝土形成再生混凝土楼板2。

[0072] 一种带压型组合楼板的装配式韧性PEC再生混凝土梁柱节点中各个钢构件都通过工厂预制、现场装配；压型组合楼板上层的再生混凝土采用现场浇筑；半圆形节点中的矩形端板7和半圆形连接板根据给定尺寸在工厂制作加工焊接成整体。

[0073] 在小震作用下，通过各个半圆形节点的转动耗散能量，半圆形的设计避免转动过程中接触部位的应力集中提前发生损坏；在中震作用下，各个半圆形节点转动耗能退出工作，利用4根SMA线缆拉伸变形耗散能量；在大震作用下，4根SMA线缆拉伸变形进入硬化阶段耗能能力提高和上下狗骨式连接板进入屈服状态产生塑性变形两者共同耗散能量，在耗能过程中一根或者几根SMA线缆拉伸失效后，线缆仍能继续工作耗散能量，采用SMA线缆使节点具有一定自复位能力降低结构的残余位移，在大震作用下使损伤集中于狗骨式连接板后期通过更换狗骨式连接板使结构尽快恢复使用功能。

[0074] SMA线缆截面为7根7束每束0.885mm的SMA线缆构造形式，每根线缆由7根SMA束构成，中间一根SMA核心束，其余六根SMA束以核心束为中心，围绕核心束成右手螺旋方向缠绕从而形成SMA线缆，SMA束的缠绕角度为15°向上螺旋缠绕。将SMA线缆插入锚腔，使得端部SMA线缆伸出足够长度，将套头放置于SMA线缆端部，通过机械增压压紧套头约束SMA线缆，将带有压紧套头的SMA线缆放入锚腔内部，置于搭载平台上，放入压紧螺钉，采用六角扳手压紧螺钉，使得压紧螺钉顶紧套头，防止套头松动。此步骤均可在工厂提前完成。