一种抗震加固的建筑梁柱连接结构

技术领域

本发明属于梁柱连接结构领域，具体涉及一种抗震加固的建筑梁柱连接结构。

背景技术

装配式建筑结构因具有施工工期短，制作速度快，环保性能好，质量优良等优点在国内外被广泛运用。装配式结构因其具备生产效率高、构件质量好、建筑垃圾少、节约资源和能源、实现了四节一环保的绿色发展要求等优点被国内外广泛应用。预制装配式结构主要由预制构件和连接结构构成，其中结构连接作为装配式结构中重要的传力构件，要求其性能良好、传力明确，在地震作用下不发生破坏，以保证结构整体的稳定性。

在现有技术中，如专利号CN201910851896.7的一种装配式梁柱抗震结构，其包括包括预制梁和预制柱，所述预制梁端部和所述预制柱一侧固定连接；所述预制梁的两侧方对称设置有第一阻尼器和第二阻尼器，所述第一阻尼器和所述第二阻尼器的方向与所述预制梁轴向方向一致，且所述第一阻尼器和所述第二阻尼器位于同一水平面；其通过第一阻尼器和第二阻尼器，通过第一阻尼器和第二阻尼器的耗能能力，提高了抗震效果，同时有效提高了梁柱节点的自复位能力。

在上述技术方案中，第一阻尼器和第二阻尼器平行于横梁设置，只能对横梁长度方向的作用力进行缓冲和消耗，虽然具备一定的抗震效果，但是地震力的作用方向是非固定的，只对横梁的一个方向进行加固和抗震设计，即此种设置方式，梁柱连接部位的抗震能力和抗震效果有限，难以满足建筑抗震需求的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抗震加固的建筑梁柱连接结构，用以克服现有技术中的抗震结构设置，只能在横梁的一个方向上具备抗震和加固效果，难以满足建筑梁柱连接部位的抗震需求的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一种抗震加固的建筑梁柱连接结构，设置于立柱和横梁的连接部位上，所述立柱的侧面上设有支承墩，所述支承墩上设有至少一组梁柱连接结构，所述梁柱连接结构包括固定于支承墩上的U型安装架，所述U型安装架内设有若干滚轴，所述滚轴的两端转动连接于U型安装架上，所述滚轴的两端上均设有横向耗能弹簧，所述横向耗能弹簧的套接于滚轴上，所述横向耗能弹簧的一端固定于U型安装架的侧面上，所述横向耗能弹簧的另一端设有限位环，所述限位环滑动套接于滚轴上，且限位环的一侧面与横向耗能弹簧固定连接，所述梁柱连接结构靠近立柱的一侧面上设有立板，所述立板贴合于立柱表面设置，所述立板上设有若干纵向耗能弹簧，所述纵向耗能弹簧的一端固定于立板上，所述纵向耗能弹簧的另一端与横梁位于滚轴上的一端固定连接。

进一步，所述梁柱连接结构的U型安装架靠近立柱的一端中部设有限位柱，所述限位柱的一端竖向固定于U型安装架上，所述U型安装架的另一端上设有限位板，所述限位板的一端与立板固定连接，所述限位板的另一端套接固定于限位柱上，所述限位柱上设有连接板，所述连接板的一端上设有矩形槽，所述连接板设置矩形槽的一端套接于限位柱上，所述连接板的另一端与横梁的端部固定连接，所述限位柱位于矩形槽的中部，且矩形槽的内侧面和限位柱的内侧面之间均设有安装间距。

进一步，所述梁柱连接结构设有两组，两组所述梁柱连接结构在竖直方向上对称设置，且所述横梁位于两组梁柱连接结构之间，两组所述梁柱连接结构的U型安装架固定连接。

进一步，所述U型安装架的外侧设有若干组U型夹板，所述U型夹板套接与两组所述梁柱连接结构的U型安装架外侧，且U型夹板的开口端通过紧固螺栓固定于支承墩上。

进一步，所述滚轴上套接设有滚动橡胶柱。

进一步，所述限位柱上套接设有挤压橡胶柱。

进一步，一组所述梁柱连接结构的U型安装架靠近立柱设置的端部上设有横向L型限位装配块，另一组所述梁柱连接结构的U型安装架靠近立柱设置的端部上设有竖向L型限位装配块，所述横向L型限位装配块和竖向L型限位装配块限位卡接。

本发明的有益效果在于：

(1)当受到横向地震作用时，横梁会在滚轴上左右晃动，晃动的同时挤压横向耗能弹簧实现对地震能量的耗散和缓冲，进而降低横梁受到的地震作用；当横梁受到纵向地震作用时，横梁会在滚轴上滑动，进而降低了地震时，梁柱的相互作用力影响，进而降低了地震时梁柱受到的外部作用力，同时横梁在滚轴上滑移时，会拉升或者压缩纵向耗能弹簧，即纵向耗能弹簧会对纵向的地震作用力进行耗散和缓冲，同时还能避免梁柱刚性接触，造成损坏的问题；

(2)限位柱和连接板的设置，可对横梁在地震作用下的位移进行限制，即进一步的避免了落梁的问题，同时矩形槽的设置，以及矩形槽和限位柱之间的安装间距的设置，使横梁在受到地震力时，能在安装间距内进行横向或者纵向的滑移或者偏转，进而挤压横向耗能弹簧和纵向耗能弹簧实现对地震能量的耗损和缓冲，此种设置方式，保证能进行能量消耗的情况下，还能避免落梁损害，对梁柱连接部位起到加固的作用；

(3)安装之后的横向L型限位装配块和竖向L型限位装配块会实现挤压接触时的限位，即避免了两个U型安装板之间在横梁安装方向上的滑动，即保证了装配和连接的稳定性，进而只需要对U型安装板的竖向移动进行限位可，简化了两个U型安装板之间的固定元件的结构；

(4)滚动橡胶柱在受到横梁竖向移动趋势的作用力时，还能对横梁在竖向的作用力进行消耗和缓冲，进一步提升对横梁的保护效果，进而在横向耗能弹簧和纵向耗能弹簧的协同作用下，能对横梁实现水平面内(横向和纵向)和竖直面内(竖向)的三个方向的能量进行耗散和保护，同时地震后在横向耗能弹簧和纵向耗能弹簧的作用下，还能对横梁的自复位起到一定的效果。

本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明梁柱连接结构设置于立柱侧面的立体示意图；

图2为本发明梁柱连接结构与横梁安装连接的立体示意图；

图3为本发明梁柱连接结构将横梁连接于立柱上的立体示意图；

图4为本发明梁柱连接结构设置两组时，与横梁安装时的爆炸图示意图；

图5为本发明梁柱连接结构设置两组时，与横梁安装时另一个视角的爆炸图示意图；

图6为本发明梁柱连接结构设置两组时，与横梁安装时的正视图剖视图示意图；

图7为本发明梁柱连接结构设置两组时，与横梁安装时的俯视图剖视图示意图。

附图中标记如下：

立柱1、横梁2、支承墩3、U型安装架4、滚轴5、横向耗能弹簧6、限位环7、滚动橡胶柱8、连接板9、纵向耗能弹簧10、限位柱11、挤压橡胶柱12、限位板13、立板14、横向L型限位装配块15、竖向L型限位装配块16、U型夹板17、紧固螺栓18、固定螺栓19。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种抗震加固的建筑梁柱连接结构，设置于立柱1和横梁2的连接部位上，立柱1的侧面上设有支承墩3(相当于现有技术中的牛腿)，支承墩3可通过钢筋混凝土的方式浇注与立的侧面上，在支承墩3上设有至少一组梁柱连接结构，梁柱连接结构包括固定于支承墩3上的U型安装架4，U型安装架4的封闭底面通过固定螺栓19固定于支承墩3上，同时在U型安装架4内设有若干滚轴5，滚轴5为圆柱形型的高强度钢柱，滚轴5的两端转动连接于U型安装架4上，滚轴5的两端上均设有横向耗能弹簧6，横向耗能弹簧6的套接于滚轴5上，横向耗能弹簧6的一端焊接固定于U型安装架4的侧面上，横向耗能弹簧6的另一端设有限位环7，限位环7滑动套接于滚轴5上，且限位环7的一侧面与横向耗能弹簧6焊接固定连接，梁柱连接结构靠近立柱1的一侧面上设有立板14，立板14贴合于立柱1表面设置，优选，立板14也通过固定螺栓19固定于立柱1的侧面上，在立板14上设有若干纵向耗能弹簧10，在本具体实施方式中，纵向耗能弹簧10的数量为2根，且滚轴5的数量为5根，纵向耗能弹簧10的一端焊接固定于立板14上，纵向耗能弹簧10的另一端与横梁2位于滚轴5上的一端固定连接，纵向耗能弹簧10可与横梁2端部预设的裸露钢筋焊接。

上述梁柱连接结构的工作原理如下：

将横梁2的一端放置于若干滚轴5上，使限位环7于横梁2的侧面紧密接触，同时将纵向耗能弹簧10的端部固定于横梁2的端部上，即完成了横梁2与立柱1之间的连接；在地震时，梁柱连接节点会受到地震横波和纵波的影响，即立柱1和横梁2之间会受到水平面内横向和纵向的地震能量作用，当受到横向地震作用时，横梁2会在U型安装架4上进行左右晃动，晃动的同时挤压横向耗能弹簧6实现对地震能量的耗散和缓冲，进而降低横梁2受到的地震作用；当横梁2受到纵向地震作用时，横梁2会在滚轴5上滑动，将现有技术中的静摩擦转换为滑动摩擦，即降低了梁柱连接部位的摩擦力，即降低了梁柱连接部位对地震能量的传递效果(力通过摩擦力传递)，进而降低了地震时，梁柱的相互作用力影响，进而降低了地震时梁柱受到的外部作用力，同时横梁2在滚轴5上滑移时，会拉升或者压缩纵向耗能弹簧10，即纵向耗能弹簧10会对纵向的地震作用力进行耗散和缓冲，同时还能避免梁柱刚性接触，造成损坏的问题，同时纵向耗能弹簧10还能起到一定的限位作用，避免横梁2脱离支承墩3的问题。

如图2所示，在一种可实施的方式中，梁柱连接结构的U型安装架4靠近立柱1的一端中部设有限位柱11，限位柱11的一端竖向焊接固定于U型安装架4上，U型安装架4的另一端上设有限位板13，限位板13的一端与立板14焊接固定连接，限位板13的另一端套接固定于限位柱11上，限位柱11上设有连接板9，连接板9的一端上设有矩形槽，连接板9设置矩形槽的一端套接于限位柱11上，连接板的另一端与横梁2的端部固定连接，限位柱11位于矩形槽的中部，且矩形槽的内侧面和限位柱11的内侧面之间均设有安装间距。

限位柱11和连接板9的设置，可对横梁2在地震作用下的位移进行限制，即进一步的避免了落梁的问题，同时矩形槽的设置，以及矩形槽和限位柱11之间的安装间距的设置，使横梁2在受到地震力时，能在安装间距内进行横向或者纵向的滑移或者偏转，进而挤压横向耗能弹簧6和纵向耗能弹簧10实现对地震能量的耗损和缓冲，此种设置方式，保证能进行能量消耗的情况下，还能避免落梁损害。

如图3-图7所示，在一种可实施的方式中，梁柱连接结构设有两组，两组梁柱连接结构在竖直方向上对称设置，且横梁2位于两组梁柱连接结构之间，两组梁柱连接结构的U型安装架4固定连接。

两组梁柱连接结构的设置，可将横梁2夹持于中间，即上下设置的限位环7能将横梁2的端部实现矩形限位和夹持，进而保证了限位效果，同时还提升了对地震能量的消耗能力，不仅如此，此种设置方式，还对横梁2的翻转进行限位，避免了横梁2翻转导致与限位环7脱离接触的问题。

在一种可实施的方式中，U型安装架4的外侧设有若干组U型夹板17，U型夹板17套接与两组梁柱连接结构的U型安装架4外侧，且U型夹板17的开口端通过紧固螺栓18固定于支承墩3上。

在一种可实施的方式中，滚轴5上套接设有滚动橡胶柱8，限位柱11上套接设有挤压橡胶柱12，滚动橡胶柱8和挤压橡胶柱12均可进一步实现耗能和降低刚性接触时的磨损效果，需要特别说明的是，滚动橡胶柱8在受到横梁2竖向移动趋势的作用力时，还能对横梁2在竖向的作用力进行消耗和缓冲，进一步提升对横梁2的保护效果，进而在横向耗能弹簧6和纵向耗能弹簧10的协同作用下，能对横梁2实现水平面内和竖直面内的三个方向的能量进行耗散和保护。

在一种可实施的方式中，一组梁柱连接结构的U型安装架4靠近立柱1设置的端部上设有横向L型限位转配块15，另一组梁柱连接结构的U型安装架4靠近立柱1设置的端部上设有竖向L型限位转配块16，横向L型限位转配块15和竖向L型限位转配块16限位卡接，此种设置方式，在安装时，如图4和图7所示，安装之后的横向L型限位转配块15和竖向L型限位转配块16会实现挤压接触时的限位，即避免了两个U型安装板之间在横梁2安装方向上的滑动，即保证了装配和连接的稳定性，进而只需要对U型安装板的竖向移动进行限位可，还简化了两个U型安装板之间的固定元件的结构。

不难理解的是，本技术方案中，横向和纵向指的都是水平面内，具体纵向指的是与横梁2平行的方向，横向指的是与横梁2垂直的方向，竖向指的是垂直于水平面的方向；在常态下时，在横向耗能弹簧6、纵向耗能弹簧10的作用下，能将横梁2稳固的固定于支承墩3上，使梁和柱实现稳固的连接，进而实现承载和传力效果，同时，在地震时，在地震能量的作用下，使横梁2在一定的范围内摇摆耗能和缓冲，进而减少结构的破坏，减少结构震后的残余变形。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。