带暗牛腿-变摩擦耗能的自复位预制混凝土梁柱节点装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种带暗牛腿‑变摩擦耗能的自复位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变摩擦耗能器，预制混凝土柱上设置有牛腿，预制混凝土梁的下侧设有与牛腿相对应的缺口，变摩擦耗能器包括带有起伏面的中摩擦钢板、带起伏面的外摩擦钢板、连接在预制混凝土梁上的上部内摩擦钢板。本发明专利技术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，避免预制梁柱等主体结构构件出现明显的塑性变形。

Self reposition precast concrete beam column joint device with dark corbel and variable friction energy dissipation

The invention discloses a self-resetting precast concrete beam-column joint device with hidden corbel and variable friction energy dissipation, which comprises precast concrete column, precast concrete beam located on one side of precast concrete column, variable friction energy dissipator connecting precast concrete column and precast concrete beam as a whole. The precast concrete column is provided with cattle. The lower side of the precast concrete beam is provided with a notch corresponding to the corbel. The variable friction damper includes a medium friction plate with a undulating surface, an external friction plate with a undulating surface, and an upper internal friction plate connected to the precast concrete beam. The invention can consume energy under earthquake action, eliminate or reduce residual deformation of prefabricated reinforced concrete structures under earthquake action, and avoid obvious plastic deformation of main structural components such as prefabricated beams and columns.

【技术实现步骤摘要】
带暗牛腿-变摩擦耗能的自复位预制混凝土梁柱节点装置
本专利技术属于土木工程领域，涉及一种带暗牛腿-变摩擦耗能的自复位预制混凝土梁柱节点装置。
技术介绍
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。近年来，可恢复功能的自复位预制预应力混凝土框架结构由于其不仅能够在地震发生时保护人员的生命财产，而且在震后残余位移小，利于修复，逐渐发展为基于性能地震工程研究的一种新型框架结构。目前，自复位预制混凝土框架节点所采用耗能器主要有屈服耗能器和摩擦耗能器两类。虽然该类结构整体初始抗侧刚度较大，但其都只存在单一启动力，一旦耗能器屈服或摩擦启动，梁柱节点间隙张开，结构抗侧刚度主要靠预应力筋刚度提供，结构刚度明显降低。在强震作用下，层间刚度的较大削弱，易导致自复位预制混凝土结构产生较明显的高阶模态效应，结构变形易于集中，局部楼层位移角较大，非结构构件损伤增加，结构的震后复位能力亦受到影响。另一方面，层间位移角过大容易导致预应力松弛损失，对于主要依靠梁柱界面预应力摩擦抗剪的自复位预制混凝土节点，其抗剪承载力会受到较大影响；如采用角钢连接抗剪，则由于角钢屈服会导致自复位预制混凝土节点抗剪能力的大幅降低。而且，对于跨度较大的自复位预制混凝土框架，仅靠梁柱连接界面的摩擦力不足以抵抗梁端剪力及竖向重力荷载。同时在施工阶段，预制混凝土梁由于缺少临时的竖向支撑也会影响现场装配效率。
技术实现思路
技术问题：本专利技术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，避免预制梁柱等主体结构构件出现明显的塑性变形的带暗牛腿-变摩擦耗能的自复位预制混凝土梁柱节点装置，该节点装置可有效解决上述自复位预制混凝土框架进一步推广应用中的瓶颈问题。技术方案：本专利技术的带暗牛腿-变摩擦耗能的自复位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变摩擦耗能器，所述预制混凝土柱上设置有牛腿，所述预制混凝土梁的下侧设有与牛腿相对应的缺口，所述变摩擦耗能器包括上部变摩擦耗能器和下部变摩擦耗能器，所述上部变摩擦耗能器包括两个连接在预制混凝土柱侧面的上部中摩擦固定板、将所述两个上部中摩擦固定板连接为一体的上部中摩擦连接板、连接在所述中部外摩擦连接板上开有摩擦螺栓孔的两个上部中摩擦钢板、连接在所述上部中摩擦连接板上开有摩擦螺栓孔的两个上部中摩擦钢板、连接在预制混凝土梁上预留有摩擦螺栓孔的两个上部内摩擦钢板和两个预留摩擦螺栓孔的上部外摩擦钢板、将所述两个上部内摩擦钢板连接为一体的上部内摩擦端板，两个上部内摩擦钢板对称设置在预制混凝土梁顶部两侧，两个上部外摩擦钢板分别设置在上部内摩擦钢板外侧，上部内摩擦钢板和上部外摩擦钢板之间的部分区域设置有垫板，并通过第一承压型高强螺栓将上部内摩擦钢板、上部外摩擦钢板、垫板和预制混凝土梁连成一整体，上部中摩擦钢板设置在上部外摩擦钢板和上部内摩擦钢板之间的其余区域，并通过摩擦型高强螺栓将上部外摩擦钢板、上部中摩擦钢板、上部内摩擦钢板和预制混凝土梁连成一整体，上部内摩擦端板与上部中摩擦连接板相邻，上部外摩擦钢板和上部中摩擦钢板相对的侧面均设置成起伏面，二者的起伏面相互交错嵌合。下部变摩擦耗能器包括两个固定在牛腿侧面的开有螺栓孔的下部中摩擦钢板、将所述两个下部中摩擦钢板连接为一体的下部中摩擦连接板、两个开有摩擦螺栓孔的下部内摩擦钢板、将所述两个下部内摩擦钢板连接为一体的下部内摩擦端板、预留有摩擦螺栓孔的两个下部外摩擦钢板，两个下部内摩擦钢板对称设置在预制混凝土梁底部两侧，两个下部外摩擦钢板分别设置在下部内摩擦钢板外侧，下部外摩擦钢板和下部内摩擦钢板之间的部分区域设置有垫板，并通过第四承压型高强螺栓将下部外摩擦钢板、下部内摩擦钢板、垫板和预制混凝土梁连成一整体，下部中摩擦钢板设置在下部外摩擦钢板和下部内摩擦钢板之间的其余区域，并通过摩擦型高强螺栓将下部外摩擦钢板、下部中摩擦钢板、下部内摩擦钢板和预制混凝土梁连成一整体，下部内摩擦端板与下部中摩擦连接板相邻，下部外摩擦钢板和下部中摩擦钢板相对的侧面均设置成起伏面，二者的起伏面相互交错嵌合。预制混凝土柱和预制混凝土梁中设置有贯穿二者的上下两排横向的预应力筋，其中位于下排的预应力筋穿过牛腿。进一步的，本专利技术装置中，所述上部变摩擦耗能器中，上部中摩擦钢板与上部内摩擦钢板之间均嵌入上摩擦片，下部变摩擦耗能器中，下部中摩擦钢板与下部内摩擦钢板之间均嵌入下摩擦片。进一步的，本专利技术装置中，预制混凝土柱的牛腿和预制混凝土梁的缺口上，在二者的接触部位均设置有通过抗剪栓钉固定的预埋钢板。进一步的，本专利技术装置中，梁上部预留的第一摩擦螺栓孔、上部内摩擦钢板上的第二摩擦螺栓孔与上部外摩擦钢板上的第四摩擦螺栓孔的孔径相同，且小于上部中摩擦钢板上的第三摩擦螺栓孔孔径，梁下部预留的第五摩擦螺栓孔、下部内摩擦钢板上的第六摩擦螺栓孔与下部外摩擦钢板上的第八摩擦螺栓孔的孔径相同，且小于下部中摩擦钢板上的第七摩擦螺栓孔孔径。进一步的，本专利技术装置中，上部中摩擦固定板通过第二承压型高强螺栓固定在预制混凝土柱上，下部中摩擦钢板通过第三承压型高强螺栓固定在牛腿上。进一步的，本专利技术装置中，预应力筋布置在预制混凝土柱和预制混凝土梁上预留的横向穿筋孔中。本专利技术节点装置基于“变摩擦耗能”、“预应力复位”与“暗牛腿抗剪”的紧密融合，其基本原理在于：变摩擦耗能器利用摩擦预紧力的改变实现两阶段启动、启动后变刚度，通过第二次启动后刚度控制高阶模态效应，通过变摩擦增加耗能能力，从而减小自复位预应力混凝土框架结构层间位移角和加速度；暗牛腿为节点提供足够的竖向抗剪能力，并可在施工阶段搁置预制梁，提高结构的装配效率；同时，变摩擦耗能器通过预埋件和螺栓与梁柱可靠连接于梁侧面的顶底位置，不影响楼板布置，并使摩擦耗能的效率最大化。本专利技术通过将一种新型带有暗牛腿的预制混凝土梁柱节点与变摩擦耗能器组合在一起，以共同抵抗地震作用，消耗地震能量。结构包含预制混凝土柱，预制混凝土梁，上部变摩擦耗能器，下部变摩擦耗能器，梁柱端部预埋钢板。预制混凝土柱和预制混凝土梁连接所形成的暗牛腿用来确保结构在施工及使用过程中结构的有效承重，有效提高地震作用下梁柱节点处的抗剪能力。节点转动过程中柱端预埋钢板不与柱分离，是在柱端预埋钢板上焊接抗剪栓钉。内外摩擦装置产生相对滑动耗散地震能量，贯穿于预制混凝土柱和预制混凝土梁的预应力筋提供自复位力使梁柱恢复到变形前位置。节点转动过程中梁端预埋钢板不与梁分离，是在梁端预埋钢板上焊接抗剪栓钉。本专利技术中，预制混凝土柱上设置的牛腿和预制梁的缺口处有足够的强度，确保结构在施工及使用过程中结构的有效承重，有效提高地震作用下梁柱节点处的抗剪能力。内摩擦钢板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带暗牛腿‑变摩擦耗能的自复位预制混凝土梁柱节点装置，其特征在于，该节点装置包括预制混凝土柱(1)、位于所述预制混凝土柱(1)一侧的预制混凝土梁(2)、将所述预制混凝土柱(1)和预制混凝土梁(2)连接为一体的变摩擦耗能器，所述预制混凝土柱(1)上设置有牛腿，所述预制混凝土梁(2)的下侧设有与暗牛腿相对应的缺口，所述变摩擦耗能器包括上部变摩擦耗能器和下部变摩擦耗能器，所述上部变摩擦耗能器包括两个连接在预制混凝土柱(1)侧面的上部中摩擦固定板(5)、将所述两个上部中摩擦固定板(5)连接为一体的上部中摩擦连接板(4)、连接在所述上部中摩擦连接板(4)上开有摩擦螺栓孔的两个上部中摩擦钢板(3)、连接在预制混凝土梁(2)上预留有摩擦螺栓孔的两个上部内摩擦钢板(6)和两个预留摩擦螺栓孔的上部外摩擦钢板(8)、将所述两个上部内摩擦钢板(6)连接为一体的上部内摩擦端板(7)，两个上部内摩擦钢板(6)对称设置在预制混凝土梁(2)顶部两侧，两个上部外摩擦钢板(8)分别设置在上部内摩擦钢板(6)外侧，上部内摩擦钢板(6)和上部外摩擦钢板(8)之间的部分区域设置有垫板(32)，并通过第一承压型高强螺栓(17)将上部内摩擦钢板(6)、上部外摩擦钢板(8)、垫板(32)和预制混凝土梁(2)连成一整体，上部中摩擦钢板(3)设置在上部外摩擦钢板(8)和上部内摩擦钢板(6)之间的其余区域，并通过摩擦型高强螺栓(16)将上部外摩擦钢板(8)、上部中摩擦钢板(3)、上部内摩擦钢板(6)和预制混凝土梁(2)连成一整体，上部内摩擦端板(7)与上部中摩擦连接板(4)相邻，上部外摩擦钢板(8)和上部中摩擦钢板(3)相对的侧面均设置成起伏面，二者的起伏面相互交错嵌合；所述下部变摩擦耗能器包括两个固定在牛腿侧面的开有螺栓孔的下部中摩擦钢板(10)、将所述两个下部中摩擦钢板(10)连接为一体的下部中摩擦连接板(11)、两个开有摩擦螺栓孔的下部内摩擦钢板(12)、将所述两个下部内摩擦钢板(12)连接为一体的下部内摩擦端板(13)、预留有摩擦螺栓孔的两个下部外摩擦钢板(14)，两个下部内摩擦钢板(12)对称设置在预制混凝土梁(2)底部两侧，两个下部外摩擦钢板(14)分别设置在下部内摩擦钢板(12)外侧，下部外摩擦钢板(14)和下部内摩擦钢板(12)之间的部分区域设置有垫板(32)，并通过第四承压型高强螺栓(34)将下部外摩擦钢板(14)、下部内摩擦钢板(12)、垫板(32)和预制混凝土梁(2)连成一整体，下部中摩擦钢板(10)设置在下部外摩擦钢板(14)和下部内摩擦钢板(12)之间的其余区域，并通过摩擦型高强螺栓(16)将下部外摩擦钢板(14)、下部中摩擦钢板(10)、下部内摩擦钢板(12)和预制混凝土梁(2)连成一整体，下部内摩擦端板(13)与下部中摩擦连接板(11)相邻，下部外摩擦钢板(14)和下部中摩擦钢板(10)相对的侧面均设置成起伏面，二者的起伏面相互交错嵌合；所述预制混凝土柱(1)和预制混凝土梁(2)中设置有贯穿二者的上下两排横向的预应力筋(20)，其中位于下排的预应力筋(20)穿过牛腿。...

【技术特征摘要】
1.一种带暗牛腿-变摩擦耗能的自复位预制混凝土梁柱节点装置，其特征在于，该节点装置包括预制混凝土柱(1)、位于所述预制混凝土柱(1)一侧的预制混凝土梁(2)、将所述预制混凝土柱(1)和预制混凝土梁(2)连接为一体的变摩擦耗能器，所述预制混凝土柱(1)上设置有牛腿，所述预制混凝土梁(2)的下侧设有与暗牛腿相对应的缺口，所述变摩擦耗能器包括上部变摩擦耗能器和下部变摩擦耗能器，所述上部变摩擦耗能器包括两个连接在预制混凝土柱(1)侧面的上部中摩擦固定板(5)、将所述两个上部中摩擦固定板(5)连接为一体的上部中摩擦连接板(4)、连接在所述上部中摩擦连接板(4)上开有摩擦螺栓孔的两个上部中摩擦钢板(3)、连接在预制混凝土梁(2)上预留有摩擦螺栓孔的两个上部内摩擦钢板(6)和两个预留摩擦螺栓孔的上部外摩擦钢板(8)、将所述两个上部内摩擦钢板(6)连接为一体的上部内摩擦端板(7)，两个上部内摩擦钢板(6)对称设置在预制混凝土梁(2)顶部两侧，两个上部外摩擦钢板(8)分别设置在上部内摩擦钢板(6)外侧，上部内摩擦钢板(6)和上部外摩擦钢板(8)之间的部分区域设置有垫板(32)，并通过第一承压型高强螺栓(17)将上部内摩擦钢板(6)、上部外摩擦钢板(8)、垫板(32)和预制混凝土梁(2)连成一整体，上部中摩擦钢板(3)设置在上部外摩擦钢板(8)和上部内摩擦钢板(6)之间的其余区域，并通过摩擦型高强螺栓(16)将上部外摩擦钢板(8)、上部中摩擦钢板(3)、上部内摩擦钢板(6)和预制混凝土梁(2)连成一整体，上部内摩擦端板(7)与上部中摩擦连接板(4)相邻，上部外摩擦钢板(8)和上部中摩擦钢板(3)相对的侧面均设置成起伏面，二者的起伏面相互交错嵌合；所述下部变摩擦耗能器包括两个固定在牛腿侧面的开有螺栓孔的下部中摩擦钢板(10)、将所述两个下部中摩擦钢板(10)连接为一体的下部中摩擦连接板(11)、两个开有摩擦螺栓孔的下部内摩擦钢板(12)、将所述两个下部内摩擦钢板(12)连接为一体的下部内摩擦端板(13)、预留有摩擦螺栓孔的两个下部外摩擦钢板(14)，两个下部内摩擦钢板(12)对称设置在预制混凝土梁(2)底部两侧，两个下部外摩擦钢板(14)分别设置在下部内摩擦钢板(12)外侧，下部外摩擦钢板(14)和下部内摩擦钢板(12)之间的部分区域设置有垫板(32)，并通过第四承压型高强螺栓(34)将下部外摩擦...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄林杰，周臻，田会文，司怡，刘濠，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32