装配式自复位转动约束型混凝土梁柱节点连接结构及拼装方法

技术领域

本发明涉及一种装配式自复位转动约束型混凝土梁柱节点连接结构及拼装方法，属于装配式混凝土建筑技术领域。

背景技术

装配式混凝土结构在发展过程中，为了达到“等同现浇”的效果，多采用梁柱预制，节点现浇或是二次浇筑的连接方式。相比于全现浇结构，尽管这种连接方式提高了施工效率，但现场仍需要大量的混凝土湿作业，无法满足装配式建筑绿色环保，高效节能的发展理念。近年来，以套筒灌浆连接、约束浆锚连接和后浇带连接等为代表的干式连接技术蓬勃兴起，逐渐成为装配式混凝土结构节点连接的主要方式。大量试验研究结果表明，此类连接方式能够有效保证节点连接区域的刚度和承载力，受力可靠，但耗能较差，在反复地震荷载作用下灌浆处容易发生脆性破坏。同时，各种灌浆方式相对复杂，受损后更换和修复困难。

因此，研究并开发出一种装配简单方便，耗能效果好，震后可修复，或是可恢复至初始状态的节点连接方式，对于推动装配式建筑产业在我国的持续发展及其在地震学科领域的深入研究都具有重要意义。

发明内容

本发明为了解决上述背景技术中提到的如何有效解决干式连接节点耗能不佳，且受损后更换和修复困难的问题，提出一种装配式自复位转动约束型混凝土梁柱节点连接结构及拼装方法，实现预制混凝土梁和预制混凝土柱间的连接，以满足实际设计与施工中的需要。

本发明提出一种装配式自复位转动约束型混凝土梁柱节点连接结构，包括两块柱内预埋钢板、梁端预埋钢套、两个纵向锚固钢板键、两个横向锚固钢板键、无粘结预应力筋和预应力筋锚具，两块柱内预埋钢板安装在预制混凝土柱的左右两侧，梁端预埋钢套安装在预制混凝土梁与预制混凝土柱连接侧，所述横向锚固钢板键安装在预制混凝土梁的端头上下侧，所述纵向锚固钢板键安装在柱内预埋钢板的上下部，纵向锚固钢板键与横向锚固钢板键在梁柱节点交界处通过转轴螺栓相连，二者间的扇形约束钢板和约束转轴间通过约束螺栓相连，对转轴螺栓和约束螺栓施加的预紧力能够有效保证节点的抗弯刚度，使节点在地震作用较小时保持弹性状态；

在中等地震作用下，根据受力方向的不同，预制混凝土梁能够以转轴螺栓为转动中心，以矩形约束钢板的长度为转动半径，在螺栓转动槽的长度范围内向上或向下转动，在此过程中，矩形约束件和扇形约束钢板的外侧板壁间发生摩擦并耗散能量，能够避免预制梁柱出现明显的塑性变形，起到第一阶段自复位的作用；

预制构件间传递的弯矩由无粘结预应力筋承担，通过对无粘结预应力筋施加预应力，将全部预制构件连接起来并产生预压力，在强震作用下，当预制混凝土梁达到可控的最大转动状态时，无粘结预应力筋开始承担第二阶段的自复位作用，以保证预制梁柱在震后恢复至原来的初始状态。

优选地，所述柱内预埋钢板包括矩形钢板、预应力筋孔Ⅰ和螺栓孔Ⅰ，所述矩形钢板上设置有若干预应力筋孔Ⅰ和螺栓孔Ⅰ，其中预应力筋孔Ⅰ的位置、个数和尺寸由穿过孔内的无粘结预应力筋的位置、根数和尺寸确定，螺栓孔Ⅰ的位置、个数和尺寸由穿过孔内的柱端固定螺栓的位置、根数和尺寸确定。

优选地，所述梁端预埋钢套包括槽形钢板、预应力筋孔Ⅱ和螺栓孔Ⅱ，所述槽型钢板的端面设置预应力筋孔Ⅱ，上下两侧设置螺栓孔Ⅱ，其中，预应力筋孔Ⅱ的位置、个数和尺寸由穿过孔内的无粘结预应力筋的位置、根数和尺寸确定，螺栓孔Ⅱ的位置、个数和尺寸由穿过孔内的梁端固定螺栓的位置、根数和尺寸确定。

优选地，所述预制混凝土柱包括若干柱纵向受力钢筋、若干柱箍筋、金属波纹管Ⅰ和预应力筋孔道Ⅰ，若干柱纵向受力钢筋和若干柱箍筋相互垂直围成纵向钢筋笼，在纵向钢筋笼中部区域绑扎若干根金属波纹管Ⅰ，金属波纹管Ⅰ的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅰ，用以穿过无粘结预应力筋。

优选地，所述预制混凝土梁包括若干梁负弯矩筋、若干梁正弯矩筋、梁箍筋、若干定位钢筋、若干金属波纹管Ⅱ和预应力筋孔道Ⅱ；若干梁负弯矩筋和若干梁正弯矩筋相互垂直围成横向钢筋笼，横向钢筋笼中部通过定位钢筋横向固定若干金属波纹管Ⅱ，金属波纹管Ⅱ的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅱ，用以穿过无粘结预应力筋。

优选地，所述纵向锚固钢板键包括纵向约束钢板、扇形约束钢板、转轴Ⅰ、螺栓孔Ⅲ、螺栓转动槽和转轴螺栓孔Ⅰ，所述纵向约束钢板的左右区域板壁两侧设置螺栓孔Ⅲ，螺栓孔Ⅲ的位置、个数和尺寸由穿过孔内的柱端固定螺栓的位置、根数和尺寸确定；所述纵向约束钢板的板壁一侧左右区域分别设置扇形约束钢板，扇形约束钢板间的内侧板壁净间距与约束转轴沿轴线方向的长度相同，扇形约束钢板的中间区域设置螺栓转动槽，其宽度等于穿过槽内的约束螺栓的螺杆外径，所述纵向约束钢板底边分别设置转轴Ⅰ，转轴Ⅰ沿轴线方向通过钻孔的方式设置转轴螺栓孔Ⅰ，转轴螺栓孔Ⅰ的直径与转轴螺栓的螺杆外径相同。

优选地，所述横向锚固钢板键包括横向约束钢板、转轴Ⅱ、矩形约束钢板、约束转轴、螺栓孔Ⅳ、转轴螺栓孔Ⅱ和约束螺栓孔Ⅰ，所述横向约束钢板的左右区域板壁两侧设置螺栓孔Ⅳ，所述螺栓孔Ⅳ的位置、个数和尺寸由穿过孔内的梁端固定螺栓的位置、根数和尺寸确定，所述横向约束钢板与纵向锚固钢板键的连接处设置转轴Ⅱ，转轴Ⅱ的直径与转轴Ⅰ的直径相同，长度与转轴Ⅰ沿轴线方向的长度相同，转轴Ⅱ沿轴线方向通过钻孔的方式设置转轴螺栓孔Ⅱ，转轴螺栓孔Ⅱ的直径与转轴螺栓的螺杆外径相同，转轴Ⅱ与横向约束钢板靠近的一侧设置矩形约束钢板，矩形约束钢板与横向约束钢板间的水平夹角根据螺栓转动槽的长度确定，矩形约束钢板的长度根据螺栓转动槽的位置确定，宽度不超过扇形约束钢板间的内侧板壁净间距；矩形约束钢板的上侧板端设置约束转轴，约束转轴沿轴线方向通过钻孔的方式设置约束螺栓孔Ⅰ，约束螺栓孔Ⅰ的直径与约束螺栓的螺杆外径相同。

优选地，所述矩形约束件包括约束垫片和约束螺栓孔Ⅱ，所述约束垫片中心设置有约束螺栓孔Ⅱ，约束螺栓穿过约束螺栓孔Ⅱ，所述约束垫片为铜制材料，与扇形约束钢板接触的一侧进行粗糙处理以增加摩擦阻力。

优选地，所述约束螺栓的螺杆长度不小于扇形约束钢板间的外侧板壁净间距和螺母的厚度之和。

一种装配式自复位转动约束型混凝土梁柱节点连接结构的拼装方法，具体包括以下步骤：

(1)将纵向锚固钢板键的外壁紧贴预制混凝土柱外表面柱内预埋钢板的上下区域，确保螺栓孔Ⅲ和柱预留螺栓孔对齐，然后将柱端固定螺栓沿螺栓孔Ⅲ和柱预留螺栓孔贯通插入，并穿过纵向锚固钢板键和预制混凝土柱，柱端固定螺栓在预制混凝土柱另一侧外表面伸出的螺杆部分，通过柱端固定螺母拧紧固定；

(2)将横向锚固钢板键的外壁紧贴预制混凝土梁的上下外表面，确保螺栓孔Ⅳ和梁预留螺栓孔对齐，然后将梁端固定螺栓沿螺栓孔Ⅳ和梁预留螺栓孔由下至上贯通插入并穿过横向锚固钢板键和预制混凝土梁，梁端固定螺栓在横向锚固钢板键上方伸出的螺杆部分，通过梁端固定螺母拧紧固定；

(3)将预制混凝土柱和预制混凝土梁吊装至预定位置，缓慢移动预制混凝土梁，使横向锚固钢板键的约束转轴和矩形约束钢板插入到纵向锚固钢板键的扇形约束钢板的内侧板壁中间区域，确保转轴Ⅱ和转轴Ⅰ的边界区域，以及约束螺栓孔Ⅰ和螺栓转动槽在宽度方向上彼此对齐，在这一过程中，还应确保预制混凝土梁和预制混凝土柱的接触界面紧贴对齐，预应力筋孔Ⅰ和预应力筋孔Ⅱ的孔位彼此对齐，然后将转轴螺栓穿过转轴螺栓孔Ⅰ和转轴螺栓孔Ⅱ，并用扭矩扳手拧紧转轴螺母；

(4)引导无粘结预应力筋穿过全部预制构件，然后在预制混凝土梁的一侧对无粘结预应力筋进行张拉，同时在预制混凝土柱的一侧采用预应力筋锚具固定无粘结预应力筋；

(5)待无粘结预应力筋张拉并锚固完毕后，在螺栓转动槽的两侧放置矩形约束件，确保约束螺栓孔Ⅱ与螺栓转动槽在宽度方向上对齐；然后将约束螺栓穿过约束螺栓孔Ⅱ、螺栓转动槽和约束螺栓孔Ⅰ，并用扭矩扳手拧紧螺母。

本发明所述的装配式自复位转动约束型混凝土梁柱节点连接结构及拼装方法的有益效果为：

1、本发明在预制混凝土柱和预制混凝土梁内通过设置柱内预埋钢板和梁端预埋钢套，能有效防止在地震作用较大时，预制构件的接触面处因相对转动可能产生的混凝土压碎剥落现象，增强了结构的整体性。

2、本发明用以连接预制混凝土柱和预制混凝土梁间的纵向锚固钢板键和横向锚固钢板键通过转轴螺栓和约束螺栓拧紧连接，对螺栓施加的预紧力能够有效保证节点的抗弯刚度，使节点在地震作用较小时保持弹性状态。

3、本发明中预制混凝土梁在中等地震作用下，根据受力方向的不同，能够以转轴螺栓为转动中心，以矩形约束钢板的长度为转动半径，在螺栓转动槽的长度范围内向上或向下转动。在此过程中，矩形约束件和扇形约束钢板的外侧板壁间发生摩擦并耗散能量，可避免预制梁柱出现明显的塑性变形，起到第一阶段自复位的作用。相比于传统的角钢与螺栓连接的梁柱节点，由于彼此分开，纵向锚固钢板键和横向锚固钢板键的塑性铰主要在靠近转轴的区域发展，而不会出现在螺栓孔区域，从而避免了钢板沿螺栓孔边缘处过度拉伸变形甚至断裂的情况。同时，根据实际情况，在修复过程中仅需拆除并更换受损的钢板键，修复效率更高。此外，转轴螺栓、约束螺栓和矩形约束件可根据实际需求进行更换，操作快捷方便。

4、本发明预制构件间传递的弯矩由无粘结预应力筋承担。在强震作用下，当预制混凝土梁相对于预制混凝土柱达到可控的最大转动状态时，无粘结预应力筋开始承担第二阶段的自复位作用，以保证预制梁柱在震后恢复至原来的初始状态。

5、本发明制作要求较高的部分，包括预制混凝土柱、预制混凝土梁、纵向锚固钢板键以及横向锚固钢板键的制作，均可在工厂完成，运输到现场后按顺序拼装，安装和拆卸过程简单明了，对工人的学习要求较低，且施工现场无混凝土湿作业，符合装配式建筑绿色环保，高效节能的发展理念。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1是柱内预埋钢板的三维图；

图2是预制混凝土柱内的钢筋布置三维图；

图3是预制混凝土柱的三维图；

图4是梁端预埋钢套的三维图；

图5是预制混凝土梁内的钢筋布置三维图；

图6是预制混凝土梁的三维图；

图7是纵向锚固钢板键的三维图；

图8是柱端固定螺栓的三维图；

图9是柱端固定螺母的三维图；

图10是横向锚固钢板键的三维图；

图11是梁端固定螺栓的三维图；

图12是梁端固定螺母的三维图；

图13是转轴螺栓的三维图；

图14是转轴螺母的三维图；

图15是矩形约束件的三维图；

图16是约束螺栓的三维图；

图17是螺母的三维图；

图18是预应力筋的三维图；

图19是预应力筋锚具的三维图；

图20是纵向锚固钢板键与预制混凝土柱组装完成的三维图；

图21是横向锚固钢板键与预制混凝土梁组装完成的三维图；

图22是将转轴螺栓与纵向锚固钢板键和横向锚固钢板键组装完成的三维图；

图23是无粘结预应力筋穿过预制混凝土构件后的三维图；

图24是无粘结预应力筋张拉完毕，用预应力筋锚具固定后的三维图；

图25是将矩形约束件通过约束螺栓固定在纵向锚固钢板键和横向锚固钢板键上的三维图。

图中，1-矩形钢板；2-预应力筋孔Ⅰ；3-螺栓孔Ⅰ；4-柱纵向受力钢筋；5-柱箍筋；6-金属波纹管Ⅰ；7-预应力筋孔道Ⅰ；8-柱预留螺栓孔；9-槽形钢板；10-预应力筋孔Ⅱ；11-螺栓孔Ⅱ；12-梁负弯矩筋；13-梁正弯矩筋；14-梁箍筋；15-定位钢筋；16-金属波纹管Ⅱ；17-预应力筋孔道Ⅱ；18-梁预留螺栓孔；19-纵向约束钢板；20-扇形约束钢板；21-转轴Ⅰ；22-螺栓孔Ⅲ；23-螺栓转动槽；24-转轴螺栓孔Ⅰ；25-柱端固定螺栓；26-柱端固定螺母；27-横向约束钢板；28-转轴Ⅱ；29-矩形约束钢板；30-约束转轴；31-螺栓孔Ⅳ；32-转轴螺栓孔Ⅱ；33-约束螺栓孔Ⅰ；34-梁端固定螺栓；35-梁端固定螺母；36-转轴螺栓；37-转轴螺母；38-约束垫片；39-约束螺栓孔Ⅱ；40-约束螺栓；41-螺母；42-无粘结预应力筋；43-预应力筋锚具。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

具体实施方式一：参见图1-25说明本实施方式。本实施方式所述的装配式自复位转动约束型混凝土梁柱节点连接结构，包括两块柱内预埋钢板、梁端预埋钢套、两个纵向锚固钢板键、两个横向锚固钢板键、无粘结预应力筋42和预应力筋锚具43，两块柱内预埋钢板安装在预制混凝土柱的左右两侧，梁端预埋钢套安装在预制混凝土梁与预制混凝土柱连接侧，所述横向锚固钢板键安装在预制混凝土梁的端头上下侧，所述纵向锚固钢板键安装在柱内预埋钢板的上下部，纵向锚固钢板键与横向锚固钢板键在梁柱节点交界处通过转轴螺栓36相连，二者间的扇形约束钢板20和约束转轴30间通过约束螺栓40相连，对转轴螺栓36和约束螺栓40施加的预紧力能够有效保证节点的抗弯刚度，使节点在地震作用较小时保持弹性状态；

在中等地震作用下，根据受力方向的不同，预制混凝土梁能够以转轴螺栓36为转动中心，以矩形约束钢板29的长度为转动半径，在螺栓转动槽23的长度范围内向上或向下转动，在此过程中，矩形约束件和扇形约束钢板20的外侧板壁间发生摩擦并耗散能量，能够避免预制梁柱出现明显的塑性变形，起到第一阶段自复位的作用；

所述无粘结预应力筋42横向穿过预制混凝土柱与预制混凝土梁形成的整体，且在端部通过若干预应力筋锚具43进行固定，预制构件间传递的弯矩由无粘结预应力筋42承担，通过对无粘结预应力筋42施加预应力，将全部预制构件连接起来并产生预压力，在强震作用下，当预制混凝土梁达到可控的最大转动状态时，无粘结预应力筋42开始承担第二阶段的自复位作用，以保证预制梁柱在震后恢复至原来的初始状态。

(1)如图1所示，柱内预埋钢板的具体结构及制作过程如下：

柱内预埋钢板(图1)由矩形钢板1、预应力筋孔Ⅰ2和螺栓孔Ⅰ3组成。

矩形钢板1的板壁两侧通过双面贯通钻孔的方式设置预应力筋孔Ⅰ2和螺栓孔Ⅰ3，预应力筋孔Ⅰ2的位置、个数和尺寸由穿过孔内的无粘结预应力筋42的位置、根数和尺寸确定，螺栓孔Ⅰ3的位置、个数和尺寸由穿过孔内的柱端固定螺栓25的位置、根数和尺寸确定。矩形钢板1的厚度由预制梁柱间的相对转动刚度确定，其余尺寸由预制钢筋混凝土柱(图3)的尺寸确定。

(2)如图2-图3所示，预制混凝土柱的具体结构和制作过程如下：

柱内的钢筋由柱纵向受力钢筋4和柱箍筋5组成。钢筋绑扎完毕后，根据设计需求，在钢筋骨架的中部区域绑扎若干根金属波纹管Ⅰ6(图2)，金属波纹管Ⅰ6的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅰ7，用以穿过无粘结预应力筋42。

在柱内的钢筋骨架外支撑模板，并将柱内预埋钢板(图1)通过模板固定在钢筋骨架的两侧，保证预应力筋孔Ⅰ2与预应力筋孔道Ⅰ7对齐。在浇筑混凝土的过程中，可通过钢筋骨架两侧柱内预埋钢板(图1)的螺栓孔Ⅰ3插入若干根钢棒，贯通穿过整个钢筋骨架。混凝土在模板内的保护层浇筑厚度不低于柱内预埋钢板(图1)的厚度，二者的两侧外表面沿竖向彼此平齐。待混凝土凝固后，拔出钢棒，形成柱预留螺栓孔8，然后拆除模板，完成预制钢筋混凝土柱(图3)的制作。

(3)如图4所示，梁端预埋钢套的具体结构及制作过程如下：

梁端预埋钢套(图4)由槽型钢板9、预应力筋孔Ⅱ10和螺栓孔Ⅱ11组成。

槽型钢板9的竖向板壁左右两侧和水平板壁上下两侧通过双面贯通钻孔的方式分别设置预应力筋孔Ⅱ10和螺栓孔Ⅱ11，预应力筋孔Ⅱ10的位置、个数和尺寸由穿过孔内的无粘结预应力筋42的位置、根数和尺寸确定。螺栓孔Ⅱ11的位置、个数和尺寸由穿过孔内的梁端固定螺栓34的位置、根数和尺寸确定。槽型钢板9的厚度由预制梁柱间的相对转动刚度确定，其余尺寸由预制钢筋混凝土梁(图6)的尺寸确定。

(4)如图5-图6所示，预制混凝土梁的具体结构和制作过程如下：

梁内的钢筋由梁负弯矩筋12、梁正弯矩筋13、梁箍筋14和定位钢筋15组成。定位钢筋15的作用在于固定金属波纹管Ⅱ16，其位置可灵活调整。钢筋绑扎完毕后，根据预制钢筋混凝土柱(图3)内金属波纹管Ⅰ6的位置和根数，在钢筋骨架内绑扎相同数量的金属波纹管Ⅱ16。金属波纹管Ⅱ16的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅱ17，用以穿过无粘结预应力筋42。

在梁内的钢筋骨架外支撑模板，并将梁端预埋钢套(图4)通过模板固定在钢筋骨架的一端，保证预应力筋孔Ⅱ10与预应力筋孔道Ⅱ17对齐。在浇筑混凝土的过程中，可通过梁端预埋钢套(图4)上下两侧的螺栓孔Ⅱ11插入若干根钢棒，贯通穿过整个钢筋骨架。混凝土在模板内的保护层浇筑厚度不低于梁端预埋钢套(图4)的厚度，二者的上下两侧外表面沿横向彼此平齐。待混凝土凝固后，拔出钢棒，形成梁预留螺栓孔18，然后拆除模板，完成预制钢筋混凝土梁(图6)的制作。

(5)如图7所示，纵向锚固钢板键的具体结构及制作过程如下：

纵向锚固钢板键(图7)由纵向约束钢板19、扇形约束钢板20、转轴Ⅰ21、螺栓孔Ⅲ22、螺栓转动槽23和转轴螺栓孔Ⅰ24组成。

纵向约束钢板19的左右区域板壁两侧通过双面贯通钻孔的方式设置螺栓孔Ⅲ22，螺栓孔Ⅲ22的位置、个数和尺寸由穿过孔内的柱端固定螺栓25的位置、根数和尺寸确定。

纵向约束钢板19的板壁一侧左右区域分别设置扇形约束钢板20，扇形约束钢板20间的内侧板壁净间距与约束转轴30沿轴线方向的长度相同。扇形约束钢板20的中间区域采用车槽或铣床加工的方式设置螺栓转动槽23，螺栓转动槽23的中心位置和长度根据设计需求确定，宽度等于穿过槽内的约束螺栓40的螺杆外径。

纵向约束钢板19沿长边方向的板端一侧左右三分之一区域分别设置转轴Ⅰ21，转轴Ⅰ21的直径根据设计需求确定。转轴Ⅰ21沿轴线方向通过钻孔的方式设置转轴螺栓孔Ⅰ24，转轴螺栓孔Ⅰ24的直径与转轴螺栓36的螺杆外径相同。

纵向约束钢板19和扇形约束钢板20的板壁厚度由预制构件间传递的弯矩和剪力计算确定。

(6)如图8-图9所示，柱端固定螺栓和柱端固定螺母的具体结构及制作过程如下：

柱端固定螺栓25的根数和尺寸可根据实际设计需求确定。

柱端固定螺母26的数量和尺寸由柱端固定螺栓25的根数和尺寸确定。

(7)如图10所示，横向锚固钢板键的具体结构及制作过程如下：

横向锚固钢板键(图10)由横向约束钢板27、转轴Ⅱ28、矩形约束钢板29、约束转轴30、螺栓孔Ⅳ31、转轴螺栓孔Ⅱ32和约束螺栓孔Ⅰ33组成。

横向约束钢板27的左右区域板壁两侧通过双面贯通钻孔的方式设置螺栓孔Ⅳ31，螺栓孔Ⅳ31的位置、个数和尺寸由穿过孔内的梁端固定螺栓34的位置、根数和尺寸确定。

横向约束钢板27沿长边方向的板端一侧中间三分之一区域设置转轴Ⅱ28，转轴Ⅱ28的直径与转轴Ⅰ21的直径相同，长度与转轴Ⅰ21沿轴线方向的长度相同。转轴Ⅱ28沿轴线方向通过钻孔的方式设置转轴螺栓孔Ⅱ32，转轴螺栓孔Ⅱ32的直径与转轴螺栓36的螺杆外径相同。

转轴Ⅱ28与横向约束钢板27靠近的一侧设置矩形约束钢板29，矩形约束钢板29与横向约束钢板27间的水平夹角根据螺栓转动槽23的长度确定。矩形约束钢板29的长度根据螺栓转动槽23的位置确定，宽度不超过扇形约束钢板20间的内侧板壁净间距。

矩形约束钢板29的上侧板端设置约束转轴30，约束转轴30沿轴线方向通过钻孔的方式设置约束螺栓孔Ⅰ33，约束螺栓孔Ⅰ33的直径与约束螺栓40的螺杆外径相同。

横向约束钢板27和矩形约束钢板29的板壁厚度由预制构件间传递的弯矩和剪力计算确定。

(8)如图11-图12所示，梁端固定螺栓和梁端固定螺母的具体结构及制作过程如下：

梁端固定螺栓34的根数和尺寸可根据实际设计需求确定。

梁端固定螺母35的数量和尺寸由梁端固定螺栓34的根数和尺寸确定。

(9)如图13-图14所示，转轴螺栓和转轴螺母的具体结构及制作过程如下：

转轴螺栓36的尺寸可根据实际设计需求确定。

转轴螺母37的尺寸由转轴螺栓36的尺寸确定。

(10)如图15所示，矩形约束件的具体结构及制作过程如下：

矩形约束件(图15)由约束垫片38和约束螺栓孔Ⅱ39组成。

约束垫片38优选铜制材料，与扇形约束钢板20接触的一侧可进行粗糙处理以增加摩擦阻力。

约束螺栓孔Ⅱ39的尺寸由约束螺栓40的螺杆外径确定。

(11)如图16-图17所示，约束螺栓和螺母的具体结构及制作过程如下：

约束螺栓40的螺杆长度不小于扇形约束钢板20间的外侧板壁净间距和螺母41的厚度之和。

约束螺栓40的螺杆外径由预制构件间传递的剪力计算确定。

螺母41的尺寸由约束螺栓40的螺杆外径确定。

(12)如图18-图19所示，无粘结预应力筋与锚头的具体结构及制作过程如下：

无粘结预应力筋42的材质、根数和尺寸可根据实际设计需求确定。

预应力筋锚具43可结合实际情况，选用夹片式锚具、支承式锚具或锥塞式锚具。

上述构件均可在工厂内预制完成或采购，然后运输到施工现场组装，具体组装过程如下：

(1)如图20所示，将纵向锚固钢板键(图7)的外壁紧贴预制混凝土柱(图3)外表面柱内预埋钢板(图1)的上下区域，确保螺栓孔Ⅲ22和柱预留螺栓孔8对齐，然后将柱端固定螺栓25沿螺栓孔Ⅲ22和柱预留螺栓孔8贯通插入并穿过纵向锚固钢板键(图7)和预制混凝土柱(图3)，柱端固定螺栓25在预制混凝土柱(图3)另一侧外表面伸出的螺杆部分，通过柱端固定螺母26拧紧固定。

(2)如图21所示，将横向锚固钢板键(图10)的外壁紧贴预制混凝土梁(图6)的上下外表面，确保螺栓孔Ⅳ31和梁预留螺栓孔18对齐，然后将梁端固定螺栓34沿螺栓孔Ⅳ31和梁预留螺栓孔18由下至上贯通插入并穿过横向锚固钢板键(图10)和预制混凝土梁(图6)，梁端固定螺栓34在横向锚固钢板键(图10)上方伸出的螺杆部分，通过梁端固定螺母35拧紧固定。

(3)如图22所示，将预制混凝土柱(图3)和预制混凝土梁(图6)吊装至预定位置，缓慢移动预制混凝土梁(图6)，使横向锚固钢板键(图10)的约束转轴30和矩形约束钢板29插入到纵向锚固钢板键(图7)的扇形约束钢板20的内侧板壁中间区域，确保转轴Ⅱ28和转轴Ⅰ21的边界区域，以及约束螺栓孔Ⅰ33和螺栓转动槽23在宽度方向上彼此对齐。在这一过程中，还应确保预制混凝土梁(图6)和预制混凝土柱(图3)的接触界面紧贴对齐，预应力筋孔Ⅰ2和预应力筋孔Ⅱ10的孔位彼此对齐。然后将转轴螺栓36穿过转轴螺栓孔Ⅰ24和转轴螺栓孔Ⅱ32，并用扭矩扳手拧紧转轴螺母37，扭矩扳手施加的预紧力由预制构件间传递的弯矩计算确定。

(4)如图23-图24所示，引导无粘结预应力筋42穿过全部预制构件(图23)，然后在预制混凝土梁(图6)的一侧对无粘结预应力筋42进行张拉，同时在预制混凝土柱(图3)的一侧采用预应力筋锚具43固定无粘结预应力筋42(图24)。

(5)如图25所示，待无粘结预应力筋42张拉并锚固完毕后，在螺栓转动槽23的两侧放置矩形约束件(图15)，确保约束螺栓孔Ⅱ39与螺栓转动槽23在宽度方向上对齐。然后将约束螺栓40穿过约束螺栓孔Ⅱ39、螺栓转动槽23和约束螺栓孔Ⅰ33，并用扭矩扳手拧紧螺母41，扭矩扳手施加的预紧力由预制构件间传递的剪力计算确定。

本实施例中，柱内预埋钢板(图1)和梁端预埋钢套(图4)能有效防止预制混凝土柱(图3)和预制混凝土梁(图6)在地震作用较大时，接触面处因相对转动可能产生的混凝土压碎剥落现象，增强了结构的整体性。

本实施例中，纵向锚固钢板键(图7)与横向锚固钢板键(图10)在梁柱节点交界处通过转轴螺栓36相连，二者间的扇形约束钢板20和约束转轴30间通过约束螺栓40相连。对转轴螺栓36和约束螺栓40施加的预紧力能够有效保证节点的抗弯刚度，使节点在地震作用较小时保持弹性状态。

本实施例中，在中等地震作用下，根据受力方向的不同，预制混凝土梁(图6)能够以转轴螺栓36为转动中心，以矩形约束钢板29的长度为转动半径，在螺栓转动槽23的长度范围内向上或向下转动。在此过程中，矩形约束件(图15)和扇形约束钢板20的外侧板壁间发生摩擦并耗散能量，可避免预制梁柱出现明显的塑性变形，起到第一阶段自复位的作用。

本实施例中，相比于传统的角钢与螺栓连接的梁柱节点，由于彼此分开，纵向锚固钢板键(图7)和横向锚固钢板键(图10)的塑性铰主要在靠近转轴的区域发展，而不会出现在螺栓孔区域，从而避免了钢板沿螺栓孔边缘处过度拉伸变形甚至断裂的情况。同时，根据实际情况，在修复过程中仅需拆除并更换受损的钢板键，修复效率更高。

本实施例中，预制构件间传递的弯矩由无粘结预应力筋42承担。通过对无粘结预应力筋42施加预应力，将全部预制构件连接起来并产生预压力。在强震作用下，当预制混凝土梁(图6)达到可控的最大转动状态时，无粘结预应力筋42开始承担第二阶段的自复位作用，以保证预制梁柱在震后恢复至原来的初始状态。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。