本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)抗震及減震控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于預制結(jié)構(gòu)的摩擦耗能型梁柱節(jié)點。

背景技術(shù)：

預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)由于施工速度快、構(gòu)件質(zhì)量高、綠色環(huán)保等優(yōu)勢，近年來在國內(nèi)外都得到了廣泛運用。但是地震作用下，與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相比，預制混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件連接節(jié)點是其薄弱環(huán)節(jié)。預制結(jié)構(gòu)的節(jié)點延性差，耗能能力低，在大震作用下往往最先發(fā)生破壞，進而導致結(jié)構(gòu)倒塌。這些缺點限制了預制混凝土結(jié)構(gòu)在地震區(qū)的使用和發(fā)展。

預制結(jié)構(gòu)的節(jié)點不僅要有內(nèi)力傳遞能力，還應有足夠的變形能力及延性。近年來對于預制結(jié)構(gòu)的研究表明，將被動控制技術(shù)用于預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，可以有效提高結(jié)構(gòu)的耗能能力，減小結(jié)構(gòu)的地震反應，減輕結(jié)構(gòu)在大震作用下的損害。被動控制技術(shù)主要有兩類方法：一是安裝基于摩擦、金屬屈服、粘滯和粘彈性材料變形的耗能裝置；二是安裝附加減震器(TMD、TLD等)。其中，摩擦型耗能裝置由于構(gòu)造簡單、耗能效果好及造價低的優(yōu)點，使用的非常廣泛。目前，被動控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)中，但是其在預制結(jié)構(gòu)中的應用仍然十分有限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種預制結(jié)構(gòu)摩擦耗能型梁柱節(jié)點。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種預制結(jié)構(gòu)摩擦耗能型梁柱節(jié)點，包括位于鉸接梁柱節(jié)點區(qū)域內(nèi)的附加摩擦耗能裝置，其特征在于，所述附加摩擦耗能裝置包括開槽傳動桿Ⅰ，開槽傳動桿Ⅱ，傳動桿Ⅰ、傳動桿Ⅱ和位于鉸接梁柱節(jié)點處的預埋鋼板Ⅰ，所述預埋鋼板Ⅰ的兩側(cè)分別與所述開槽傳動桿Ⅰ和所述開槽傳動桿Ⅱ的一端鉸接，所述開槽傳動桿Ⅰ和所述開槽傳動桿Ⅱ的另一端與所述傳動桿Ⅰ的一端鉸接，所述傳動桿Ⅰ的一端位于所述開槽傳動桿Ⅰ和所述開槽傳動桿Ⅱ之間，所述傳動桿Ⅰ另一端位于兩個預埋鋼板Ⅱ之間，并通過兩個所述預埋鋼板Ⅱ與柱鉸接，所述傳動桿Ⅱ的一端位于兩個預埋鋼板Ⅲ之間，并通過兩個所述預埋鋼板Ⅲ與梁鉸接，開槽傳動桿Ⅰ的下半段設(shè)有沿所述開槽傳動桿Ⅰ的長度方向延伸的條形通槽Ⅰ，所述開槽傳動桿Ⅱ上設(shè)有與所述條形通槽Ⅰ相對應的條形通槽Ⅱ，所述傳動桿Ⅱ的另一端位于所述開槽傳動桿Ⅰ和所述開槽傳動桿Ⅱ之間，并分別與所述條形通槽Ⅰ和所述條形通槽Ⅱ鉸接；

所述開槽傳動桿Ⅰ與所述預埋鋼板Ⅰ之間，所述開槽傳動桿Ⅱ與所述預埋鋼板Ⅰ之間，所述開槽傳動桿Ⅰ與所述傳動桿Ⅰ之間，所述開槽傳動桿Ⅱ與所述傳動桿Ⅰ之間均設(shè)有鋼墊片；

所述開槽傳動桿Ⅰ與所述傳動桿Ⅱ之間，所述開槽傳動桿Ⅱ與所述傳動桿Ⅱ之間均設(shè)有摩擦片。

所述傳動桿Ⅱ上且與所述預埋鋼板Ⅲ鉸接的鉸接點與所述傳動桿Ⅰ上且與所述開槽傳動桿Ⅰ和所述開槽傳動桿Ⅱ鉸接的鉸接點位于同一豎直直線上。所述豎直直線與柱平行并垂直于梁。

所述開槽傳動桿Ⅰ，所述開槽傳動桿Ⅱ和所述預埋鋼板Ⅰ之間通過高強螺栓Ⅰ鉸接，即所述高強螺栓Ⅰ與所述開槽傳動桿Ⅰ，所述開槽傳動桿Ⅱ，所述預埋鋼板Ⅰ及它們之間的鋼墊片旋轉(zhuǎn)連接；

所述傳動桿Ⅰ與兩個所述預埋鋼板Ⅱ之間通過高強螺栓Ⅱ鉸接；

所述傳動桿Ⅱ與兩個所述預埋鋼板Ⅲ之間通過高強螺栓Ⅲ鉸接；

所述開槽傳動桿Ⅰ，所述開槽傳動桿Ⅱ和所述傳動桿Ⅰ之間通過高強螺栓Ⅳ鉸接，即所述高強螺栓Ⅳ與所述開槽傳動桿Ⅰ，所述開槽傳動桿Ⅱ，所述傳動桿Ⅰ及它們之間的鋼墊片旋轉(zhuǎn)連接；

所述傳動桿Ⅱ與所述條形通槽Ⅰ和所述條形通槽Ⅱ之間通過高強螺栓Ⅴ鉸接，即所述高強螺栓Ⅴ與所述傳動桿Ⅱ，所述條形通槽Ⅰ，所述條形通槽Ⅱ及它們之間的摩擦片旋轉(zhuǎn)連接。

所述開槽傳動桿Ⅰ和所述開槽傳動桿Ⅱ的長度均為所述傳動桿Ⅱ的長度范圍為所述傳動桿Ⅱ的長度由所述傳動桿Ⅱ的初始位置(即所述傳動桿Ⅱ上且與所述條形通槽Ⅰ和所述條形通槽Ⅱ鉸接的鉸接點位置)決定，其中，a為所述傳動桿Ⅰ的長度。所述傳動桿Ⅰ與柱垂直。

所述摩擦片為環(huán)形黃銅摩擦片。

大震作用下，所述傳動桿Ⅱ帶動摩擦片沿所述條形通槽Ⅰ和所述條形通槽Ⅱ滑動，同時與所述開槽傳動桿Ⅰ和所述開槽傳動桿Ⅱ相對轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)滑動摩擦和轉(zhuǎn)動摩擦耗能。同時，條形通槽的設(shè)置使得所述傳動桿Ⅱ與所述開槽傳動桿Ⅰ和所述開槽傳動桿Ⅱ之間的相對轉(zhuǎn)動，相比于梁柱轉(zhuǎn)角有2倍以上的放大作用。

本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是：通過附加摩擦耗能裝置與鉸接梁柱節(jié)點相結(jié)合，有效增強預制混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點延性及耗能能力，從而提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有如下特點：

(1)大震作用下具有耗能能力。附加摩擦耗能裝置通過滑動摩擦和轉(zhuǎn)動摩擦耗能，耗散地震能量，減小結(jié)構(gòu)損傷。

(2)正常使用時，附加摩擦耗能裝置為節(jié)點提供剛度，實現(xiàn)內(nèi)力傳遞，使鉸接節(jié)點表現(xiàn)出與剛接節(jié)點相似的性能。

(3)耗能能力強。條形通槽的設(shè)置一方面可以對梁柱轉(zhuǎn)角產(chǎn)生放大作用，增加轉(zhuǎn)動摩擦耗散的能量，另一方面可以同時實現(xiàn)滑動摩擦耗能。

(4)塑性區(qū)控制在節(jié)點區(qū)域，損傷主要集中在附加耗能裝置上，結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本保持彈性。

(5)附加摩擦耗能裝置可靠性高，性能穩(wěn)定，不容易產(chǎn)生疲勞破壞。

(6)附加摩擦耗能裝置構(gòu)造簡單，方便安裝和震后更換，且材料、加工及安裝成本低，經(jīng)濟性好。

基于上述理由本發(fā)明可在建筑結(jié)構(gòu)抗震及減震控制等技術(shù)領(lǐng)域廣泛推廣。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1是本發(fā)明的具體實施方式中附加摩擦耗能裝置與梁柱裝配示意圖。

圖2是本發(fā)明的具體實施方式中附加摩擦耗能裝置的爆炸圖。

具體實施方式

如圖1-圖2所示，一種預制結(jié)構(gòu)摩擦耗能型梁柱節(jié)點，包括位于鉸接梁柱節(jié)點區(qū)域內(nèi)的附加摩擦耗能裝置，所述附加摩擦耗能裝置包括開槽傳動桿Ⅰ1，開槽傳動桿Ⅱ2，傳動桿Ⅰ3、傳動桿Ⅱ4和位于鉸接梁柱節(jié)點處的預埋鋼板Ⅰ5，所述預埋鋼板Ⅰ5的兩側(cè)分別與所述開槽傳動桿Ⅰ1和所述開槽傳動桿Ⅱ2的一端鉸接，所述開槽傳動桿Ⅰ1和所述開槽傳動桿Ⅱ2的另一端與所述傳動桿Ⅰ3的一端鉸接，所述傳動桿Ⅰ3的一端位于所述開槽傳動桿Ⅰ1和所述開槽傳動桿Ⅱ2之間，所述傳動桿Ⅰ3另一端位于兩個預埋鋼板Ⅱ6之間，并通過兩個所述預埋鋼板Ⅱ6與柱7鉸接，所述傳動桿Ⅱ4的一端位于兩個預埋鋼板Ⅲ8之間，并通過兩個所述預埋鋼板Ⅲ8與梁9鉸接，所述開槽傳動桿Ⅰ1的下半段設(shè)有沿所述開槽傳動桿Ⅰ1的長度方向延伸的條形通槽Ⅰ10，所述開槽傳動桿Ⅱ2上設(shè)有與所述條形通槽Ⅰ10相對應的條形通槽Ⅱ11，所述傳動桿Ⅱ4的另一端位于所述開槽傳動桿Ⅰ1和所述開槽傳動桿Ⅱ2之間，并分別與所述條形通槽Ⅰ10和所述條形通槽Ⅰ11鉸接；

所述開槽傳動桿Ⅰ1與所述預埋鋼板Ⅰ5之間，所述開槽傳動桿Ⅱ2與所述預埋鋼板Ⅰ5之間，所述開槽傳動桿Ⅰ1與所述傳動桿Ⅰ3之間，所述開槽傳動桿Ⅱ2與所述傳動桿Ⅰ3之間均設(shè)有鋼墊片12；

所述開槽傳動桿Ⅰ1與所述傳動桿Ⅱ4之間，所述開槽傳動桿Ⅱ2與所述傳動桿Ⅱ4之間均設(shè)有摩擦片13。

所述傳動桿Ⅱ4上且與所述預埋鋼板Ⅲ8鉸接的鉸接點與所述傳動桿Ⅰ3上且與所述開槽傳動桿Ⅰ1和所述開槽傳動桿Ⅱ2鉸接的鉸接點位于同一豎直直線上。

所述開槽傳動桿Ⅰ1，所述開槽傳動桿Ⅱ2和所述預埋鋼板Ⅰ5之間通過高強螺栓Ⅰ14鉸接；

所述傳動桿Ⅰ3與兩個所述預埋鋼板Ⅱ6之間通過高強螺栓Ⅱ15鉸接；

所述傳動桿Ⅱ4與兩個所述預埋鋼板Ⅲ8之間通過高強螺栓Ⅲ16鉸接；

所述開槽傳動桿Ⅰ1，所述開槽傳動桿Ⅱ2和所述傳動桿Ⅰ3之間通過高強螺栓Ⅳ17鉸接；

所述傳動桿Ⅱ4與所述條形通槽Ⅰ10和所述條形通槽Ⅱ11之間通過高強螺栓Ⅴ18鉸接。

所述開槽傳動桿Ⅰ1和所述開槽傳動桿Ⅱ2的長度均為所述傳動桿Ⅱ4的長度范圍為本實施例中所述傳動桿Ⅱ4的長度為其中，a為所述傳動桿Ⅰ3的長度。

所述摩擦片13為環(huán)形黃銅摩擦片。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。