预制结构摩擦耗能型梁柱节点的制作方法

本发明涉及建筑结构抗震及减震控制技术领域，特别是涉及一种用于预制结构的摩擦耗能型梁柱节点。

背景技术：

预制装配式混凝土结构由于施工速度快、构件质量高、绿色环保等优势，近年来在国内外都得到了广泛运用。但是地震作用下，与传统现浇混凝土结构相比，预制混凝土结构的构件连接节点是其薄弱环节。预制结构的节点延性差，耗能能力低，在大震作用下往往最先发生破坏，进而导致结构倒塌。这些缺点限制了预制混凝土结构在地震区的使用和发展。

预制结构的节点不仅要有内力传递能力，还应有足够的变形能力及延性。近年来对于预制结构的研究表明，将被动控制技术用于预制装配式混凝土结构，可以有效提高结构的耗能能力，减小结构的地震反应，减轻结构在大震作用下的损害。被动控制技术主要有两类方法：一是安装基于摩擦、金属屈服、粘滞和粘弹性材料变形的耗能装置；二是安装附加减震器(TMD、TLD等)。其中，摩擦型耗能装置由于构造简单、耗能效果好及造价低的优点，使用的非常广泛。目前，被动控制技术已经被广泛应用于传统的现浇混凝土结构和钢结构中，但是其在预制结构中的应用仍然十分有限。

技术实现要素：

根据上述提出的技术问题，而提供一种预制结构摩擦耗能型梁柱节点。本发明采用的技术手段如下：

一种预制结构摩擦耗能型梁柱节点，包括位于铰接梁柱节点区域内的附加摩擦耗能装置，其特征在于，所述附加摩擦耗能装置包括开槽传动杆Ⅰ，开槽传动杆Ⅱ，传动杆Ⅰ、传动杆Ⅱ和位于铰接梁柱节点处的预埋钢板Ⅰ，所述预埋钢板Ⅰ的两侧分别与所述开槽传动杆Ⅰ和所述开槽传动杆Ⅱ的一端铰接，所述开槽传动杆Ⅰ和所述开槽传动杆Ⅱ的另一端与所述传动杆Ⅰ的一端铰接，所述传动杆Ⅰ的一端位于所述开槽传动杆Ⅰ和所述开槽传动杆Ⅱ之间，所述传动杆Ⅰ另一端位于两个预埋钢板Ⅱ之间，并通过两个所述预埋钢板Ⅱ与柱铰接，所述传动杆Ⅱ的一端位于两个预埋钢板Ⅲ之间，并通过两个所述预埋钢板Ⅲ与梁铰接，开槽传动杆Ⅰ的下半段设有沿所述开槽传动杆Ⅰ的长度方向延伸的条形通槽Ⅰ，所述开槽传动杆Ⅱ上设有与所述条形通槽Ⅰ相对应的条形通槽Ⅱ，所述传动杆Ⅱ的另一端位于所述开槽传动杆Ⅰ和所述开槽传动杆Ⅱ之间，并分别与所述条形通槽Ⅰ和所述条形通槽Ⅱ铰接；

所述开槽传动杆Ⅰ与所述预埋钢板Ⅰ之间，所述开槽传动杆Ⅱ与所述预埋钢板Ⅰ之间，所述开槽传动杆Ⅰ与所述传动杆Ⅰ之间，所述开槽传动杆Ⅱ与所述传动杆Ⅰ之间均设有钢垫片；

所述开槽传动杆Ⅰ与所述传动杆Ⅱ之间，所述开槽传动杆Ⅱ与所述传动杆Ⅱ之间均设有摩擦片。

所述传动杆Ⅱ上且与所述预埋钢板Ⅲ铰接的铰接点与所述传动杆Ⅰ上且与所述开槽传动杆Ⅰ和所述开槽传动杆Ⅱ铰接的铰接点位于同一竖直直线上。所述竖直直线与柱平行并垂直于梁。

所述开槽传动杆Ⅰ，所述开槽传动杆Ⅱ和所述预埋钢板Ⅰ之间通过高强螺栓Ⅰ铰接，即所述高强螺栓Ⅰ与所述开槽传动杆Ⅰ，所述开槽传动杆Ⅱ，所述预埋钢板Ⅰ及它们之间的钢垫片旋转连接；

所述传动杆Ⅰ与两个所述预埋钢板Ⅱ之间通过高强螺栓Ⅱ铰接；

所述传动杆Ⅱ与两个所述预埋钢板Ⅲ之间通过高强螺栓Ⅲ铰接；

所述开槽传动杆Ⅰ，所述开槽传动杆Ⅱ和所述传动杆Ⅰ之间通过高强螺栓Ⅳ铰接，即所述高强螺栓Ⅳ与所述开槽传动杆Ⅰ，所述开槽传动杆Ⅱ，所述传动杆Ⅰ及它们之间的钢垫片旋转连接；

所述传动杆Ⅱ与所述条形通槽Ⅰ和所述条形通槽Ⅱ之间通过高强螺栓Ⅴ铰接，即所述高强螺栓Ⅴ与所述传动杆Ⅱ，所述条形通槽Ⅰ，所述条形通槽Ⅱ及它们之间的摩擦片旋转连接。

所述开槽传动杆Ⅰ和所述开槽传动杆Ⅱ的长度均为所述传动杆Ⅱ的长度范围为所述传动杆Ⅱ的长度由所述传动杆Ⅱ的初始位置(即所述传动杆Ⅱ上且与所述条形通槽Ⅰ和所述条形通槽Ⅱ铰接的铰接点位置)决定，其中，a为所述传动杆Ⅰ的长度。所述传动杆Ⅰ与柱垂直。

所述摩擦片为环形黄铜摩擦片。

大震作用下，所述传动杆Ⅱ带动摩擦片沿所述条形通槽Ⅰ和所述条形通槽Ⅱ滑动，同时与所述开槽传动杆Ⅰ和所述开槽传动杆Ⅱ相对转动，实现滑动摩擦和转动摩擦耗能。同时，条形通槽的设置使得所述传动杆Ⅱ与所述开槽传动杆Ⅰ和所述开槽传动杆Ⅱ之间的相对转动，相比于梁柱转角有2倍以上的放大作用。

本发明的优点及有益效果是：通过附加摩擦耗能装置与铰接梁柱节点相结合，有效增强预制混凝土结构的节点延性及耗能能力，从而提高结构的抗震性能。

与现有技术相比本发明具有如下特点：

(1)大震作用下具有耗能能力。附加摩擦耗能装置通过滑动摩擦和转动摩擦耗能，耗散地震能量，减小结构损伤。

(2)正常使用时，附加摩擦耗能装置为节点提供刚度，实现内力传递，使铰接节点表现出与刚接节点相似的性能。

(3)耗能能力强。条形通槽的设置一方面可以对梁柱转角产生放大作用，增加转动摩擦耗散的能量，另一方面可以同时实现滑动摩擦耗能。

(4)塑性区控制在节点区域，损伤主要集中在附加耗能装置上，结构构件基本保持弹性。

(5)附加摩擦耗能装置可靠性高，性能稳定，不容易产生疲劳破坏。

(6)附加摩擦耗能装置构造简单，方便安装和震后更换，且材料、加工及安装成本低，经济性好。

基于上述理由本发明可在建筑结构抗震及减震控制等技术领域广泛推广。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的具体实施方式中附加摩擦耗能装置与梁柱装配示意图。

图2是本发明的具体实施方式中附加摩擦耗能装置的爆炸图。

具体实施方式

如图1-图2所示，一种预制结构摩擦耗能型梁柱节点，包括位于铰接梁柱节点区域内的附加摩擦耗能装置，所述附加摩擦耗能装置包括开槽传动杆Ⅰ1，开槽传动杆Ⅱ2，传动杆Ⅰ3、传动杆Ⅱ4和位于铰接梁柱节点处的预埋钢板Ⅰ5，所述预埋钢板Ⅰ5的两侧分别与所述开槽传动杆Ⅰ1和所述开槽传动杆Ⅱ2的一端铰接，所述开槽传动杆Ⅰ1和所述开槽传动杆Ⅱ2的另一端与所述传动杆Ⅰ3的一端铰接，所述传动杆Ⅰ3的一端位于所述开槽传动杆Ⅰ1和所述开槽传动杆Ⅱ2之间，所述传动杆Ⅰ3另一端位于两个预埋钢板Ⅱ6之间，并通过两个所述预埋钢板Ⅱ6与柱7铰接，所述传动杆Ⅱ4的一端位于两个预埋钢板Ⅲ8之间，并通过两个所述预埋钢板Ⅲ8与梁9铰接，所述开槽传动杆Ⅰ1的下半段设有沿所述开槽传动杆Ⅰ1的长度方向延伸的条形通槽Ⅰ10，所述开槽传动杆Ⅱ2上设有与所述条形通槽Ⅰ10相对应的条形通槽Ⅱ11，所述传动杆Ⅱ4的另一端位于所述开槽传动杆Ⅰ1和所述开槽传动杆Ⅱ2之间，并分别与所述条形通槽Ⅰ10和所述条形通槽Ⅰ11铰接；

所述开槽传动杆Ⅰ1与所述预埋钢板Ⅰ5之间，所述开槽传动杆Ⅱ2与所述预埋钢板Ⅰ5之间，所述开槽传动杆Ⅰ1与所述传动杆Ⅰ3之间，所述开槽传动杆Ⅱ2与所述传动杆Ⅰ3之间均设有钢垫片12；

所述开槽传动杆Ⅰ1与所述传动杆Ⅱ4之间，所述开槽传动杆Ⅱ2与所述传动杆Ⅱ4之间均设有摩擦片13。

所述传动杆Ⅱ4上且与所述预埋钢板Ⅲ8铰接的铰接点与所述传动杆Ⅰ3上且与所述开槽传动杆Ⅰ1和所述开槽传动杆Ⅱ2铰接的铰接点位于同一竖直直线上。

所述开槽传动杆Ⅰ1，所述开槽传动杆Ⅱ2和所述预埋钢板Ⅰ5之间通过高强螺栓Ⅰ14铰接；

所述传动杆Ⅰ3与两个所述预埋钢板Ⅱ6之间通过高强螺栓Ⅱ15铰接；

所述传动杆Ⅱ4与两个所述预埋钢板Ⅲ8之间通过高强螺栓Ⅲ16铰接；

所述开槽传动杆Ⅰ1，所述开槽传动杆Ⅱ2和所述传动杆Ⅰ3之间通过高强螺栓Ⅳ17铰接；

所述传动杆Ⅱ4与所述条形通槽Ⅰ10和所述条形通槽Ⅱ11之间通过高强螺栓Ⅴ18铰接。

所述开槽传动杆Ⅰ1和所述开槽传动杆Ⅱ2的长度均为所述传动杆Ⅱ4的长度范围为本实施例中所述传动杆Ⅱ4的长度为其中，a为所述传动杆Ⅰ3的长度。

所述摩擦片13为环形黄铜摩擦片。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。