[发明专利]一种顶底带摩擦耗能器的自定心预制混凝土梁柱节点装置

说明书

本发明公开了一种顶底带摩擦耗能器的自定心预制混凝土梁柱节点装置，包括预制混凝土柱、位于预制混凝土柱一侧的预制混凝土梁、将预制混凝土柱和预制混凝土梁连接为一体的两个摩擦耗能器，所述两个摩擦耗能器分别布置在预制混凝土梁的上部和下部，每个摩擦耗能器包括两个外摩擦固定板、与两个外摩擦固定板连接为一体的外摩擦连接板、连接在上部外摩擦连接板上的两个外摩擦钢板、两个预留有第一摩擦螺栓孔的内摩擦钢板、将两个内摩擦钢板连接为一体的内摩擦端板，两个内摩擦钢板对称设置并浇筑在预制混凝土梁两侧面，两个外摩擦钢板分别设置在内摩擦钢板的外侧，并通过摩擦型高强螺栓将内摩擦钢板、外摩擦钢板和预制混凝土梁连成一整体。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种顶底带摩擦耗能器的自定心预制混凝土梁柱节点装置。

背景技术

地震给人类带来极其严重的灾难。传统的抗震设计采用的是延性设计方法，即在地震作用下，结构部分构件提前屈服和破坏，但整体不至于丧失功能，依靠构件屈服后的塑性变形来耗散大部分的地震能量，从而达到保证主体结构安全的目的。这种传统的基于承载力的设计方法虽然能在避免建筑出现损伤乃至倒塌造成人员伤亡的破坏方面有一定的可靠性，但在中等强度地震或强烈地震中，却不能有效地控制地震造成的经济损失，大多数大地震过后，结构虽然未倒塌，但不可修复或继续使用，只能推倒重建。

自定心预制混凝土框架是一种通过张拉预应力筋为结构提供侧向刚度和自定心力，并通过安装各种类型的耗能构件来消耗地震能量的结构形式。装配式钢筋混凝土框架具有生产速度快、质量稳定、节约模板等优点，但传统装配式结构的节点连接可靠性较差，因此在地震区的应用受到限制。梁柱连接部位作为预制装配式混凝土结构框架设计中最关键的设计环节，现有的连接形式多借鉴钢框架的节点构造形式，但是混凝土结构本身不具有钢结构轻质高强的优点。同时，自定心预制混凝土框架结构的可修复性关键技术在于高性能摩擦耗能器与预应力技术的有效结合。目前这类结构在梁柱节点处多采用的附属耗能构件(如屈服角钢、低碳钢耗能筋)在多次往复循环荷载下屈服后耗能能力和节点刚度显著降低。

发明内容

技术问题：本发明提供一种能够消耗地震作用下的能量，消除或降低预制装配式钢筋混凝土结构在地震作用下的残余变形，可以有效避免预制混凝土梁柱等主体结构构件出现明显的塑性变形以及附属耗能构件屈服后节点耗能能力和刚度降低的顶底带摩擦耗能器的自定心预制混凝土梁柱节点装置，明显降低了结构震后的修复费用和难度，在设计过程中更加灵活地独立调控结构的强度、刚度和延性。

技术方案：本发明的顶底带摩擦耗能器的自定心预制混凝土梁柱节点装置，包括预制混凝土柱、位于所述预制混凝土柱一侧的预制混凝土梁、将所述预制混凝土柱和预制混凝土梁连接为一体的两个摩擦耗能器，所述两个摩擦耗能器分别布置在预制混凝土梁的上部和下部，每个摩擦耗能器包括连接在预制混凝土柱侧面的两个外摩擦固定板、与所述两个外摩擦固定板连接为一体的外摩擦连接板、连接在所述上部外摩擦连接板上预留有第三摩擦螺栓孔的两个外摩擦钢板、两个预留有第一摩擦螺栓孔的内摩擦钢板、将所述两个内摩擦钢板连接为一体的内摩擦端板，两个内摩擦钢板对称设置并浇筑在预制混凝土梁两侧面，两个外摩擦钢板分别设置在内摩擦钢板的外侧，并通过摩擦型高强螺栓将内摩擦钢板、外摩擦钢板和预制混凝土梁连成一整体，内摩擦端板与外摩擦连接板相邻。预制混凝土柱和预制混凝土梁中设置有贯穿二者的横向预应力筋。

进一步的，本发明装置中，外摩擦钢板与内摩擦钢板之间嵌入有摩擦片。

进一步的，本发明装置中，两个内摩擦钢板内侧设置有深入预制混凝土梁内部的抗剪栓钉。

进一步的，本发明装置中，外摩擦固定板通过承压型高强螺栓固定在预制混凝土柱侧面。

进一步的，本发明装置中，内摩擦钢板上的第一摩擦螺栓孔洞和预制混凝凝土梁上预留的第二摩擦螺栓孔洞孔径相等，且大于外摩擦钢板上的第三摩擦螺栓孔洞的直径。