[發明專利]滑動摩擦耗能桁架、制作方法及建筑結構

在審

• 申請號: 201910023443.5
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109629674A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 周期石;孫培芳;周志斌;周緒紅;甘丹
• 申請（專利權）人: 中南大學;重慶大學
• 主分類號: E04B1/19
• 分類號: E04B1/19;E04B1/98;E04C3/08;E04H9/02
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 劉宏

本發明公開了一種滑動摩擦耗能桁架、制作方法及建筑結構。滑動摩擦耗能桁架，包括上弦桿、下弦桿、斜腹桿以及邊柱，上弦桿和/或下弦桿為滑動摩擦耗能弦桿，滑動摩擦耗能弦桿包括與邊柱連接的固定件、與固定件活動連接的活動件以及處于固定件與活動件之間的摩擦層，固定件兩端分別與相對應的邊柱連接，斜腹桿與滑動摩擦耗能弦桿的活動件連接，滑動摩擦耗能弦桿通過活動件與固定件之間沿軸向自適應的相對滑動實現摩擦耗能。通過對活動件滑移量的預設，實現結構側移可控以及延性有效改善的目的，從而避免桁架結構單元中的某根斜腹桿提前出現屈曲或過大的非彈性變形而導致整體結構的層間連續倒塌。

技術領域

本發明涉及建筑結構抗震技術領域，特別地，涉及一種滑動摩擦耗能桁架。此外，本發明還涉及一種滑動摩擦耗能桁架的制作方法。此外，本發明還涉及一種包括上述滑動摩擦耗能桁架的建筑結構。

背景技術

交錯桁架鋼框架結構因不設中柱且桁架交錯布置，能夠獲得“建筑寬度”ד兩倍柱距”的大空間，便于建筑上的靈活布置；因結構構件主要承受軸力，能夠充分發揮鋼材的效能，用鋼量少，經濟性能好；因此，該結構體系被大量應用于中高層建筑。

在水平荷載作用下，交錯桁架鋼框架結構上層桁架承受的水平力通過樓板傳遞至相鄰橫向框架的下層桁架，絕大部分水平荷載由桁架的斜腹桿承受。在地震作用下，交錯桁架鋼框架結構的耗能部位僅出現在空腹節間的豎向腹桿，耗能能力差；桁架中的某根斜腹桿提前出現屈曲或過大的非彈性變形可能引起結構的層間連續倒塌，已有的研究成果表明傳統交錯桁架鋼框架結構脆性破壞特征明顯。

發明內容

本發明提供了一種滑動摩擦耗能桁架、制作方法及建筑結構，以解決交錯桁架鋼框架結構耗能能力不足、延性差的技術問題。

根據本發明的一個方面，提供一種滑動摩擦耗能桁架，包括上弦桿、下弦桿、斜腹桿以及邊柱，上弦桿和/或下弦桿為滑動摩擦耗能弦桿，滑動摩擦耗能弦桿包括與邊柱連接的固定件、與固定件活動連接的活動件以及處于固定件與活動件之間的摩擦層，固定件兩端分別與相對應的邊柱連接，斜腹桿與滑動摩擦耗能弦桿的活動件連接，滑動摩擦耗能弦桿通過活動件與固定件之間沿軸向自適應的相對滑動實現摩擦耗能。

進一步地，活動件的軸向長度小于固定件的軸向長度；活動件端部與相對應的邊柱之間留有便于活動件在固定件上沿軸向移動的活動間距。

進一步地，摩擦層采用處于固定件與活動件之間的貼合面上的板層；或者摩擦層采用全包覆于固定件和/或活動件外的全包覆層；或者摩擦層采用部分包覆于固定件和/或活動件外的半包覆層。

進一步地，固定件和/或活動件采用T形鋼、U形鋼、工字形鋼、L形鋼或平鋼板。

進一步地，固定件、摩擦層和活動件沿著邊柱的軸向疊合布設；或者固定件、摩擦層和活動件沿著垂直于邊柱軸線的方向疊合布設；或者兩個固定件分別通過摩擦層呈相對夾持的貼合在活動件上；或者兩個活動件分別通過摩擦層呈相對夾持的貼合在固定件上。

進一步地，固定件和/或活動件上開設有沿滑動摩擦耗能弦桿軸向布設的長條形通孔，長條形通孔為腰形孔或長條形通槽；固定件、摩擦層和活動件三者通過貫穿長條形通孔的連接件連接為一體；長條形通孔沿滑動摩擦耗能弦桿的軸向排布有多個。

進一步地，活動件與邊柱之間的最大間距大于或等于長條形通孔的長度方向尺寸。

進一步地，活動件的端部設有用于防止活動件在受力移動過程中直接與邊柱撞擊的緩沖層；和/或邊柱上與活動件相對應的部位設有用于防止活動件在受力移動過程中直接與邊柱撞擊的緩沖層；和/或摩擦層伸入并包覆在長條形通孔內以構成活動件在受力移動過程中緩沖長條形通孔與連接件之間相互作用力的緩沖層；和/或長條形通孔的孔壁上設有用于緩沖連接件與孔壁之間相互作用力并調節活動件軸向活動范圍的墊塊。