[发明专利]滑动摩擦耗能桁架、制作方法及建筑结构

说明书

本发明公开了一种滑动摩擦耗能桁架、制作方法及建筑结构。滑动摩擦耗能桁架，包括上弦杆、下弦杆、斜腹杆以及边柱，上弦杆和/或下弦杆为滑动摩擦耗能弦杆，滑动摩擦耗能弦杆包括与边柱连接的固定件、与固定件活动连接的活动件以及处于固定件与活动件之间的摩擦层，固定件两端分别与相对应的边柱连接，斜腹杆与滑动摩擦耗能弦杆的活动件连接，滑动摩擦耗能弦杆通过活动件与固定件之间沿轴向自适应的相对滑动实现摩擦耗能。通过对活动件滑移量的预设，实现结构侧移可控以及延性有效改善的目的，从而避免桁架结构单元中的某根斜腹杆提前出现屈曲或过大的非弹性变形而导致整体结构的层间连续倒塌。

技术领域

本发明涉及建筑结构抗震技术领域，特别地，涉及一种滑动摩擦耗能桁架。此外，本发明还涉及一种滑动摩擦耗能桁架的制作方法。此外，本发明还涉及一种包括上述滑动摩擦耗能桁架的建筑结构。

背景技术

交错桁架钢框架结构因不设中柱且桁架交错布置，能够获得“建筑宽度”ד两倍柱距”的大空间，便于建筑上的灵活布置；因结构构件主要承受轴力，能够充分发挥钢材的效能，用钢量少，经济性能好；因此，该结构体系被大量应用于中高层建筑。

在水平荷载作用下，交错桁架钢框架结构上层桁架承受的水平力通过楼板传递至相邻横向框架的下层桁架，绝大部分水平荷载由桁架的斜腹杆承受。在地震作用下，交错桁架钢框架结构的耗能部位仅出现在空腹节间的竖向腹杆，耗能能力差；桁架中的某根斜腹杆提前出现屈曲或过大的非弹性变形可能引起结构的层间连续倒塌，已有的研究成果表明传统交错桁架钢框架结构脆性破坏特征明显。

发明内容

本发明提供了一种滑动摩擦耗能桁架、制作方法及建筑结构，以解决交错桁架钢框架结构耗能能力不足、延性差的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种滑动摩擦耗能桁架，包括上弦杆、下弦杆、斜腹杆以及边柱，上弦杆和/或下弦杆为滑动摩擦耗能弦杆，滑动摩擦耗能弦杆包括与边柱连接的固定件、与固定件活动连接的活动件以及处于固定件与活动件之间的摩擦层，固定件两端分别与相对应的边柱连接，斜腹杆与滑动摩擦耗能弦杆的活动件连接，滑动摩擦耗能弦杆通过活动件与固定件之间沿轴向自适应的相对滑动实现摩擦耗能。

进一步地，活动件的轴向长度小于固定件的轴向长度；活动件端部与相对应的边柱之间留有便于活动件在固定件上沿轴向移动的活动间距。

进一步地，摩擦层采用处于固定件与活动件之间的贴合面上的板层；或者摩擦层采用全包覆于固定件和/或活动件外的全包覆层；或者摩擦层采用部分包覆于固定件和/或活动件外的半包覆层。

进一步地，固定件和/或活动件采用T形钢、U形钢、工字形钢、L形钢或平钢板。

进一步地，固定件、摩擦层和活动件沿着边柱的轴向叠合布设；或者固定件、摩擦层和活动件沿着垂直于边柱轴线的方向叠合布设；或者两个固定件分别通过摩擦层呈相对夹持的贴合在活动件上；或者两个活动件分别通过摩擦层呈相对夹持的贴合在固定件上。

进一步地，固定件和/或活动件上开设有沿滑动摩擦耗能弦杆轴向布设的长条形通孔，长条形通孔为腰形孔或长条形通槽；固定件、摩擦层和活动件三者通过贯穿长条形通孔的连接件连接为一体；长条形通孔沿滑动摩擦耗能弦杆的轴向排布有多个。

进一步地，活动件与边柱之间的最大间距大于或等于长条形通孔的长度方向尺寸。

进一步地，活动件的端部设有用于防止活动件在受力移动过程中直接与边柱撞击的缓冲层；和/或边柱上与活动件相对应的部位设有用于防止活动件在受力移动过程中直接与边柱撞击的缓冲层；和/或摩擦层伸入并包覆在长条形通孔内以构成活动件在受力移动过程中缓冲长条形通孔与连接件之间相互作用力的缓冲层；和/或长条形通孔的孔壁上设有用于缓冲连接件与孔壁之间相互作用力并调节活动件轴向活动范围的垫块。