滑动摩擦耗能桁架、制作方法及建筑结构技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
滑动摩擦耗能桁架、制作方法及建筑结构
本专利技术涉及建筑结构抗震
，特别地，涉及一种滑动摩擦耗能桁架。此外，本专利技术还涉及一种滑动摩擦耗能桁架的制作方法。此外，本专利技术还涉及一种包括上述滑动摩擦耗能桁架的建筑结构。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。根据本专利技术的一个方面，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。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种滑动摩擦耗能桁架的制作方法，包括以下步骤：根据两边柱内侧面之间的间距确定固定件与摩擦层的下料长度；活动件的下料长度小于两边柱内侧面之间的间距与活动件的两倍预设滑移量之差；对活动件、摩擦层和固定件三者对应进行中心划线定位并开通孔，对活动件和固定件两者中的至少一个开长条形通孔，长条形通孔的长度为活动件的两倍预设滑移量；吊装装配滑动摩擦耗能弦杆，确保活动件、摩擦层和固定件三者的通孔中心位置对齐，然后采用高强螺栓从通孔中心位置依次贯穿活动件、摩擦层和固定件并进行初拧和终拧固定；装配连接桁架的其他构件，组装成滑动摩擦耗能桁架。根据本专利技术的另一方面，还提供了建筑结构，包括上述滑动摩擦耗能桁架。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术滑动摩擦耗能桁架，在现有桁架结构基础上进行改进，利用上弦杆、下弦杆以及斜腹杆组合构成桁架结构单元，将桁架结构单元整榀吊装并与边柱连接，以组合构成交错桁架钢框架结构，结构拼装简单、施工方便。根据结构需求将桁架结构单元的上弦杆和/或下弦杆设置为滑动摩擦耗能弦杆，滑动摩擦耗能弦杆的固定件与边柱连接，滑动摩擦耗能弦杆的活动件与斜腹杆连接。在地震或风荷载作用下，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的滑动摩擦耗能弦杆上，滑动摩擦耗能弦杆内的水平剪力使固定件和活动件之间产生轴向自适应的相对滑动，活动件与摩擦层之间和/或固定件与摩擦层之间整面的滑动摩擦耗能，有效地提高结构的耗能能力；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。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的上弦杆为滑动摩擦耗能弦杆的滑动摩擦耗能桁架的结构示意图；图2是本专利技术优选实施例的T形钢与两个L形钢组合的滑动摩擦耗能弦杆的结构示意图；图3是图2的主视示意图；图4是图2的剖面示意图；图5是图2所示滑动摩擦耗能弦杆作为上弦杆的结构示意图；图6是本专利技术优选实施例的下弦杆为滑动摩擦耗能弦杆的滑动摩擦耗能桁架的结构示意图；图7是本专利技术优选实施例的工字形钢与T形钢组合的滑动摩擦耗能弦杆的结构示意图；图8是图7所示滑动摩擦耗能弦杆作为下弦杆的结构示意图。图例说明：1、上弦杆；2、下弦杆；3、边柱；4、斜腹杆；5、滑动摩擦耗能弦杆；501、固定件；502、活动件；503、摩擦层；6、长条形通孔；7、连接件；8、竖腹杆。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。图1是本专利技术优选实施例的上弦杆为滑动摩擦耗能弦杆的滑动摩擦耗能桁架的结构示意图；图2是本专利技术优选实施例的T形钢与两个L形钢组合的滑动摩擦耗能弦杆的结构示意图；图3是图2的主视示意图；图4是图2的剖面示意图；图5是图2所示滑动摩擦耗能弦杆作为上弦杆的结构示意图；图6是本专利技术优选实施例的下弦杆为滑动摩擦耗能弦杆的滑动摩擦耗能桁架的结构示意图；图7是本专利技术优选实施例的工字形钢与T形钢组合的滑动摩擦耗能弦杆的结构示意图；图8是图7所示滑动摩擦耗能弦杆作为下弦杆的结构示意图。如图1和图6所示，本实施例的滑动摩擦耗能桁架，包括上弦杆1、下弦杆2、斜腹杆4以及边柱3，上弦杆1和/或下弦杆2为滑动摩擦耗能弦杆5，滑动摩擦耗能弦杆5包括与边柱3连接的固定件501、与固定件501活动连接的活动件502以及处于固定件501与活动件502之间的摩擦层503，固定件501两端分别与相对应的边柱3连接，斜腹杆4分别与滑动摩擦耗能弦杆5的活动件502连接，滑动摩擦耗能弦杆5通过活动件502与固定件501之间沿轴向自适应的相对滑动实现摩擦耗能。本专利技术滑动摩擦耗能桁架，在现有桁架结构基础上进行改进，利用上弦杆1、下弦杆2、斜腹杆4组合构成桁架结构单元，将桁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑动摩擦耗能桁架，包括上弦杆(1)、下弦杆(2)、斜腹杆(4)以及边柱(3)，其特征在于，所述上弦杆(1)和/或所述下弦杆(2)为滑动摩擦耗能弦杆(5)，所述滑动摩擦耗能弦杆(5)包括与所述边柱(3)连接的固定件(501)、与所述固定件(501)活动连接的活动件(502)以及处于所述固定件(501)与所述活动件(502)之间的摩擦层(503)，所述固定件(501)两端分别与相对应的所述边柱(3)连接，所述斜腹杆(4)与所述滑动摩擦耗能弦杆(5)的所述活动件(502)连接，所述滑动摩擦耗能弦杆(5)通过所述活动件(502)与所述固定件(501)之间沿轴向自适应的相对滑动实现摩擦耗能。

【技术特征摘要】
1.一种滑动摩擦耗能桁架，包括上弦杆(1)、下弦杆(2)、斜腹杆(4)以及边柱(3)，其特征在于，所述上弦杆(1)和/或所述下弦杆(2)为滑动摩擦耗能弦杆(5)，所述滑动摩擦耗能弦杆(5)包括与所述边柱(3)连接的固定件(501)、与所述固定件(501)活动连接的活动件(502)以及处于所述固定件(501)与所述活动件(502)之间的摩擦层(503)，所述固定件(501)两端分别与相对应的所述边柱(3)连接，所述斜腹杆(4)与所述滑动摩擦耗能弦杆(5)的所述活动件(502)连接，所述滑动摩擦耗能弦杆(5)通过所述活动件(502)与所述固定件(501)之间沿轴向自适应的相对滑动实现摩擦耗能。2.根据权利要求1所述的滑动摩擦耗能桁架，其特征在于，所述活动件(502)的轴向长度小于所述固定件(501)的轴向长度；所述活动件(502)端部与相对应的所述边柱(3)之间留有便于所述活动件(502)在所述固定件(501)上沿轴向移动的活动间距。3.根据权利要求2所述的滑动摩擦耗能桁架，其特征在于，所述摩擦层(503)采用处于所述固定件(501)与所述活动件(502)之间的贴合面上的板层；或者所述摩擦层(503)采用全包覆于所述固定件(501)和/或所述活动件(502)外的全包覆层；或者所述摩擦层(503)采用部分包覆于所述固定件(501)和/或所述活动件(502)外的半包覆层。4.根据权利要求2所述的滑动摩擦耗能桁架，其特征在于，所述固定件(501)和/或所述活动件(502)采用T形钢、U形钢、工字形钢、L形钢或平钢板。5.根据权利要求2所述的滑动摩擦耗能桁架，其特征在于，所述固定件(501)、所述摩擦层(503)和所述活动件(502)沿着所述边柱(3)的轴向叠合布设；或者所述固定件(501)、所述摩擦层(503)和所述活动件(502)沿着垂直于所述边柱(3)轴线的方向叠合布设；或者两个所述固定件(501)分别通过所述摩擦层(503)呈相对夹持的贴合在所述活动件(502)上；或者两个所述活动件(502)分别通过所述摩擦层(503)呈相对夹持的贴合在所述固定件(501)上。6.根据权利要求1至5中任一项所述的滑动摩擦耗能桁架，其特征在于，所述固定件(501)和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：周期石，孙培芳，周志斌，周绪红，甘丹，
申请(专利权)人：中南大学，重庆大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43