装配式混凝土框架梁柱自复位摩擦节点连接结构及拼装方法

技术领域

本发明涉及一种装配式混凝土框架梁柱自复位摩擦节点连接结构及拼装方法，属于装配式混凝土建筑技术领域。

背景技术

装配式混凝土结构以其节能环保，施工方便，工业化程度高等优点，成为21世纪建筑结构领域发展的重要方向之一，在我国的建筑行业也得到了快速推广。目前，在这一研究领域，学界和工程界重点关注的问题即如何安全、高效、可靠的提高装配式结构节点连接部位的抗震性能，避免不必要的结构损伤和破坏。

传统的装配式混凝土结构，在梁柱预制的同时，为达到结构整体“等同现浇”的目的，通常采用节点现浇或二次浇筑的做法，以期实现与全现浇结构相近的力学性能。但在实际的施工现场，这种做法仍需要大量的混凝土湿作业，无法满足装配式建筑绿色环保，高效节能的发展理念。近年来，以套筒灌浆连接、约束浆锚连接和后浇带连接等方式为代表的干式连接技术逐渐兴起。大量试验研究结果表明，此类连接方式能够保证节点连接区域的刚度和承载力，受力可靠，但耗能较差，在反复地震荷载作用下灌浆处容易发生脆性破坏。因此，如何有效提高节点的耗能能力，最大限度的降低结构在地震作用下的损伤和破坏，对于加快装配式建筑在我国的推广，推动装配式建筑工业化和产业化发展都具有重要意义。

发明内容

本发明为了解决上述背景技术中提到的如何有效提高节点的耗能能力，最大限度的降低结构在地震作用下的损伤和破坏的技术问题，提出一种装配式混凝土框架梁柱自复位摩擦节点连接结构及拼装方法，实现预制混凝土梁和预制混凝土柱间的连接，以满足实际设计与施工中的需要。

本发明提出一种装配式混凝土框架梁柱自复位摩擦节点连接结构，包括两块柱内预埋钢板、梁端预埋钢套、两个纵向摩擦连接钢件、两个横向摩擦连接钢件、无粘结预应力筋和预应力筋锚具，两块柱内预埋钢板安装在预制混凝土柱的左右两侧，梁端预埋钢套安装在预制混凝土梁与预制混凝土柱连接侧，所述纵向摩擦连接钢件安装在柱内预埋钢板的上下部，所述横向摩擦连接钢件安装在预制混凝土梁的端头上下侧，其中纵向摩擦连接钢件与横向摩擦连接钢件在梁柱节点交界处通过转轴螺栓相连，二者间的弧形摩擦钢板Ⅰ和弧形摩擦钢板Ⅱ内外板壁沿弧形边界紧密接触，并通过滑动螺栓相连，对转轴螺栓和滑动螺栓施加的预紧力能够有效保证节点的抗弯刚度，使节点在地震作用较小时保持弹性状态，

当预制梁柱间发生较大的相对转动时，预制混凝土梁能够以转轴螺栓为转动中心，在滑动螺栓的约束下，沿弧形摩擦钢板Ⅰ和弧形摩擦钢板Ⅱ内外板壁接触区域向上或向下滑动，在此过程中，弧形摩擦钢板Ⅰ和弧形摩擦钢板Ⅱ的内外板壁间，矩形内摩擦件与弧形摩擦钢板Ⅰ的内侧板壁间，矩形外摩擦件与弧形摩擦钢板Ⅱ的外侧板壁间发生摩擦并耗散能量，防止结构变形过于集中，避免结构构件发生损伤破坏，所述无粘结预应力筋横向穿过预制混凝土柱与预制混凝土梁形成的整体，且在端部通过若干预应力筋锚具进行固定。

优选地，所述柱内预埋钢板包括矩形钢板、预应力筋孔Ⅰ和螺栓孔Ⅰ，所述矩形钢板上设置有若干预应力筋孔Ⅰ和螺栓孔Ⅰ，其中预应力筋孔Ⅰ的位置、个数和尺寸由穿过孔内的无粘结预应力筋的位置、根数和尺寸确定，螺栓孔Ⅰ的位置、个数和尺寸由穿过孔内的柱端固定螺栓的位置、根数和尺寸确定。

优选地，所述梁端预埋钢套包括槽形钢板、预应力筋孔Ⅱ和螺栓孔Ⅱ，所述槽型钢板的端面设置预应力筋孔Ⅱ，上下两侧设置螺栓孔Ⅱ，其中，预应力筋孔Ⅱ的位置、个数和尺寸由穿过孔内的无粘结预应力筋的位置、根数和尺寸确定，螺栓孔Ⅱ的位置、个数和尺寸由穿过孔内的梁端固定螺栓的位置、根数和尺寸确定。

优选地，所述预制混凝土柱包括若干柱纵向受力钢筋、若干柱箍筋、金属波纹管Ⅰ和预应力筋孔道Ⅰ，若干柱纵向受力钢筋和若干柱箍筋相互垂直围成纵向钢筋笼，在纵向钢筋笼中部区域绑扎若干根金属波纹管Ⅰ，金属波纹管Ⅰ的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅰ，用以穿过无粘结预应力筋。

优选地，所述预制混凝土梁包括若干梁负弯矩筋、若干梁正弯矩筋、梁箍筋、若干定位钢筋、若干金属波纹管Ⅱ和预应力筋孔道Ⅱ；若干梁负弯矩筋和若干梁正弯矩筋相互垂直围成横向钢筋笼，横向钢筋笼中部通过定位钢筋横向固定若干金属波纹管Ⅱ，金属波纹管Ⅱ16的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅱ，用以穿过无粘结预应力筋。

优选地，所述纵向摩擦连接钢件包括纵向连接钢板、弧形摩擦钢板Ⅰ、转轴Ⅰ、螺栓孔Ⅲ、螺栓滑动槽和转轴螺栓孔Ⅰ，所述纵向连接钢板的左右区域板壁两侧设置螺栓孔Ⅲ，螺栓孔Ⅲ的位置、个数和尺寸由穿过孔内的柱端固定螺栓的位置、根数和尺寸确定；纵向连接钢板的板壁一侧设置弧形摩擦钢板Ⅰ，弧形摩擦钢板Ⅰ内外侧板壁的弧度与弧形摩擦钢板Ⅱ内外侧板壁的弧度相同，弧形摩擦钢板Ⅰ的板壁两侧设置螺栓滑动槽，其宽度等于穿过槽内的滑动螺栓的螺杆外径；纵向连接钢板底部设置转轴Ⅰ，转轴Ⅰ沿轴线方向通过钻孔的方式设置转轴螺栓孔Ⅰ，转轴螺栓孔Ⅰ的直径与转轴螺栓的螺杆外径相同。

优选地，所述横向摩擦连接钢件包括横向连接钢板、弧形摩擦钢板Ⅱ、转轴Ⅱ、螺栓孔Ⅳ、螺栓滑动孔和转轴螺栓孔Ⅱ，所述横向连接钢板的左右区域板壁两侧设置螺栓孔Ⅳ，所述螺栓孔Ⅳ的位置、个数和尺寸由穿过孔内的梁端固定螺栓的位置、根数和尺寸确定，所述横向连接钢板的板壁一侧设置弧形摩擦钢板Ⅱ，弧形摩擦钢板Ⅱ的板壁两侧设置螺栓滑动孔，横向连接钢板沿连接处侧边设置转轴Ⅱ，转轴Ⅱ的直径与转轴Ⅰ的直径相同，长度与转轴Ⅰ沿轴线方向的长度相同，转轴Ⅱ沿轴线方向设置转轴螺栓孔Ⅱ，转轴螺栓孔Ⅱ的直径与转轴螺栓的螺杆外径相同。

优选地，所述矩形内摩擦件包括摩擦垫片Ⅰ和滑动螺栓孔Ⅰ，所述摩擦垫片Ⅰ为铜制材料，与弧形摩擦钢板Ⅰ接触的一侧向外突出一定的弧度，并进行粗糙处理以增加摩擦阻力。

优选地，所述矩形外摩擦件包括摩擦垫片Ⅱ和滑动螺栓孔Ⅱ，所述摩擦垫片Ⅱ为铜制材料，与弧形摩擦钢板Ⅱ接触的一侧向内凹进一定的弧度，并进行粗糙处理以增加摩擦阻力。

一种所述的装配式混凝土框架梁柱自复位摩擦节点连接结构的拼接方法，具体包括以下步骤：

(1)将纵向摩擦连接钢件的外壁紧贴预制混凝土柱外表面柱内预埋钢板的上下区域，确保螺栓孔Ⅲ和柱预留螺栓孔对齐，然后将柱端固定螺栓沿螺栓孔Ⅲ和柱预留螺栓孔贯通插入，并穿过纵向摩擦连接钢件和预制混凝土柱，柱端固定螺栓在预制混凝土柱另一侧外表面伸出的螺杆部分，通过柱端固定螺母拧紧固定；

(2)将横向摩擦连接钢件的外壁紧贴预制混凝土梁的上下外表面，确保螺栓孔Ⅳ和梁预留螺栓孔对齐，然后将梁端固定螺栓沿螺栓孔Ⅳ和梁预留螺栓孔由下至上贯通插入并穿过横向摩擦连接钢件和预制混凝土梁，梁端固定螺栓在横向摩擦连接钢件上方伸出的螺杆部分，通过梁端固定螺母拧紧固定；

(3)将预制混凝土柱和预制混凝土梁吊装至预定位置，缓慢移动预制混凝土梁，使横向摩擦连接钢件的弧形摩擦钢板Ⅱ与纵向摩擦连接钢件的弧形摩擦钢板Ⅰ内外板壁紧密接触，确保弧形摩擦钢板Ⅱ和弧形摩擦钢板Ⅰ的弧形边界区域，转轴Ⅱ和转轴Ⅰ的边界区域，以及螺栓滑动孔和螺栓滑动槽在宽度方向上彼此对齐。在这一过程中，还应确保预制混凝土梁和预制混凝土柱的接触界面紧贴对齐，预应力筋孔Ⅰ和预应力筋孔Ⅱ的孔位彼此对齐。然后将转轴螺栓穿过转轴螺栓孔Ⅰ和转轴螺栓孔Ⅱ，并用扭矩扳手拧紧转轴螺母，扭矩扳手施加的预紧力由预制构件间传递的弯矩计算确定；

(4)引导无粘结预应力筋穿过全部预制构件，然后在预制混凝土梁的一侧对无粘结预应力筋进行张拉，同时在预制混凝土柱的一侧采用预应力筋锚具固定无粘结预应力筋；

(5)待无粘结预应力筋张拉并锚固完毕后，在螺栓滑动槽的一侧和螺栓滑动孔的一侧分别放置矩形内摩擦件和矩形外摩擦件，确保摩擦垫片Ⅰ向外凸出的一侧与弧形摩擦钢板Ⅰ的内侧板壁沿弧形边界区域彼此对齐；摩擦垫片Ⅱ向内凹进的一侧与弧形摩擦钢板Ⅱ的外侧板壁沿弧形边界区域彼此对齐；同时，还应确保滑动螺栓孔Ⅰ与螺栓滑动槽在宽度方向上对齐，滑动螺栓孔Ⅱ与螺栓滑动孔彼此对齐；然后将滑动螺栓穿过滑动螺栓孔Ⅱ、螺栓滑动孔和螺栓滑动槽和滑动螺栓孔Ⅰ，并用扭矩扳手拧紧螺母。

本发明所述的装配式混凝土框架梁柱自复位摩擦节点连接结构及拼装方法的有益效果为：

1、本发明在预制混凝土柱和预制混凝土梁内通过设置柱内预埋钢板和梁端预埋钢套，能有效防止在地震作用较大时，预制构件的接触面处因相对转动可能产生的混凝土压碎剥落现象，增强了结构的整体性。

2、本发明用以连接预制混凝土柱和预制混凝土梁间的纵向摩擦连接钢件和横向摩擦连接钢件通过转轴螺栓和滑动螺栓拧紧连接，对螺栓施加的预紧力能够有效保证节点的抗弯刚度，使节点在地震作用较小时保持弹性状态。

3、本发明中当预制梁柱间发生较大的相对转动时，预制混凝土梁能够以转轴螺栓为转动中心，在滑动螺栓的约束下，沿弧形摩擦钢板内外板壁接触区域向上或向下滑动。在此过程中，弧形摩擦钢板的内外板壁间，矩形内摩擦件与弧形摩擦钢板的内侧板壁间，矩形外摩擦件与弧形摩擦钢板的外侧板壁间发生摩擦并耗散能量，可防止结构变形过于集中，避免结构构件发生损伤破坏。相比于传统的角钢与螺栓连接的梁柱节点，由于彼此分开，纵向摩擦连接钢件和横向摩擦连接钢件的塑性铰主要在靠近转轴的区域发展，而不会出现在螺栓孔区域，从而避免了钢件沿螺栓孔边缘处过度拉伸变形甚至断裂的情况。同时，根据实际情况，在修复过程中仅需拆除并更换受损的钢件，修复效率更高。此外，转轴螺栓、滑动螺栓、矩形内摩擦件和矩形外摩擦件均可根据实际需求进行更换，操作简单方便。

4、本发明预制构件间传递的弯矩由无粘结预应力筋承担。通过对无粘结预应力筋施加预应力，将全部预制构件连接起来并产生预压力。在强震作用下，当预制混凝土梁达到可控的最大滑动位置时，由于无粘结预应力筋始终保持弹性状态，此时开始发挥自复位作用，使预制梁柱在震后恢复到原来的初始状态。

5、本发明制作要求较高的部分，包括预制混凝土柱、预制混凝土梁、纵向摩擦连接钢件以及横向摩擦连接钢件的制作，均可在工厂完成，运输到现场后按顺序拼装，安装和拆卸步骤简单，安装过程安全可靠，且施工现场无混凝土湿作业，符合装配式建筑绿色环保，高效节能的发展理念。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1是柱内预埋钢板的三维图；

图2是预制混凝土柱内的钢筋布置三维图；

图3是预制混凝土柱的三维图；

图4是梁端预埋钢套的三维图；

图5是预制混凝土梁内的钢筋布置三维图；

图6是预制混凝土梁的三维图；

图7是纵向摩擦连接钢件的三维图；

图8是柱端固定螺栓的三维图；

图9是柱端固定螺母的三维图；

图10是横向摩擦连接钢件的三维图；

图11是梁端固定螺栓的三维图；

图12是梁端固定螺母的三维图；

图13是转轴螺栓的三维图；

图14是转轴螺母的三维图；

图15是矩形内摩擦件的三维图；

图16是矩形外摩擦件的三维图；

图17是滑动螺栓的三维图；

图18是螺母的三维图；

图19是预应力筋的三维图；

图20是预应力筋锚具的三维图；

图21是纵向摩擦连接钢件与预制混凝土柱组装完成的三维图；

图22是横向摩擦连接钢件与预制混凝土梁组装完成的三维图；

图23是将转轴螺栓与纵向摩擦连接钢件和横向摩擦连接钢件组装完成的三维图；

图24是无粘结预应力筋穿过预制混凝土构件后的三维图；

图25是无粘结预应力筋张拉完毕，用预应力筋锚具固定后的三维图；

图26是将矩形内摩擦件和矩形外摩擦件通过滑动螺栓固定在纵向摩擦连接钢件和横向摩擦连接钢件上的三维图。

其中，1-矩形钢板；2-预应力筋孔Ⅰ；3-螺栓孔Ⅰ；4-柱纵向受力钢筋；5-柱箍筋；6-金属波纹管Ⅰ；7-预应力筋孔道Ⅰ；8-柱预留螺栓孔；9-槽形钢板；10-预应力筋孔Ⅱ；11-螺栓孔Ⅱ；12-梁负弯矩筋；13-梁正弯矩筋；14-梁箍筋；15-定位钢筋；16-金属波纹管Ⅱ；17-预应力筋孔道Ⅱ；18-梁预留螺栓孔；19-纵向连接钢板；20-弧形摩擦钢板Ⅰ；21-转轴Ⅰ；22-螺栓孔Ⅲ；23-螺栓滑动槽；24-转轴螺栓孔Ⅰ；25-柱端固定螺栓；26-柱端固定螺母；27-横向连接钢板；28-弧形摩擦钢板Ⅱ；29-转轴Ⅱ；30-螺栓孔Ⅳ；31-螺栓滑动孔；32-转轴螺栓孔Ⅱ；33-梁端固定螺栓；34-梁端固定螺母；35-转轴螺栓；36-转轴螺母；37-摩擦垫片Ⅰ；38-滑动螺栓孔Ⅰ；39-摩擦垫片Ⅱ；40-滑动螺栓孔Ⅱ；41-滑动螺栓；42-螺母；43-无粘结预应力筋；44-预应力筋锚具。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

具体实施方式一：参见图1-26说明本实施方式。本实施方式所述的装配式混凝土框架梁柱自复位摩擦节点连接结构，包括两块柱内预埋钢板、梁端预埋钢套、两个纵向摩擦连接钢件、两个横向摩擦连接钢件、无粘结预应力筋43和预应力筋锚具44，两块柱内预埋钢板安装在预制混凝土柱的左右两侧，梁端预埋钢套安装在预制混凝土梁与预制混凝土柱连接侧，所述纵向摩擦连接钢件安装在柱内预埋钢板的上下部，所述横向摩擦连接钢件安装在预制混凝土梁的端头上下侧，其中纵向摩擦连接钢件与横向摩擦连接钢件在梁柱节点交界处通过转轴螺栓35相连，二者间的弧形摩擦钢板Ⅰ20和弧形摩擦钢板Ⅱ28内外板壁沿弧形边界紧密接触，并通过滑动螺栓41相连，对转轴螺栓35和滑动螺栓41施加的预紧力能够有效保证节点的抗弯刚度，使节点在地震作用较小时保持弹性状态，

当预制梁柱间发生较大的相对转动时，预制混凝土梁能够以转轴螺栓35为转动中心，在滑动螺栓41的约束下，沿弧形摩擦钢板Ⅰ20和弧形摩擦钢板Ⅱ28内外板壁接触区域向上或向下滑动，在此过程中，弧形摩擦钢板Ⅰ20和弧形摩擦钢板Ⅱ28的内外板壁间，矩形内摩擦件与弧形摩擦钢板Ⅰ20的内侧板壁间，矩形外摩擦件与弧形摩擦钢板Ⅱ28的外侧板壁间发生摩擦并耗散能量，防止结构变形过于集中，避免结构构件发生损伤破坏，所述无粘结预应力筋43横向穿过预制混凝土柱与预制混凝土梁形成的整体，且在端部通过若干预应力筋锚具44进行固定。

(1)如图1所示，柱内预埋钢板的具体结构及制作过程如下：

柱内预埋钢板(图1)由矩形钢板1、预应力筋孔Ⅰ2和螺栓孔Ⅰ3组成。

矩形钢板1的板壁两侧通过双面贯通钻孔的方式设置预应力筋孔Ⅰ2和螺栓孔Ⅰ3，预应力筋孔Ⅰ2的位置、个数和尺寸由穿过孔内的无粘结预应力筋43的位置、根数和尺寸确定，螺栓孔Ⅰ3的位置、个数和尺寸由穿过孔内的柱端固定螺栓25的位置、根数和尺寸确定。矩形钢板1的厚度由预制梁柱间的相对转动刚度确定，其余尺寸由预制钢筋混凝土柱(图3)的尺寸确定。

(2)如图2-图3所示，预制混凝土柱的具体结构和制作过程如下：

柱内的钢筋由柱纵向受力钢筋4和柱箍筋5组成。钢筋绑扎完毕后，根据设计需求，在钢筋骨架的中部区域绑扎若干根金属波纹管Ⅰ6(图2)，金属波纹管Ⅰ6的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅰ7，用以穿过无粘结预应力筋43。

在柱内的钢筋骨架外支撑模板，并将柱内预埋钢板(图1)通过模板固定在钢筋骨架的两侧，保证预应力筋孔Ⅰ2与预应力筋孔道Ⅰ7对齐。在浇筑混凝土的过程中，可通过钢筋骨架两侧柱内预埋钢板(图1)的螺栓孔Ⅰ3插入若干根钢棒，贯通穿过整个钢筋骨架。混凝土在模板内的保护层浇筑厚度不低于柱内预埋钢板(图1)的厚度，二者的两侧外表面沿竖向彼此平齐。待混凝土凝固后，拔出钢棒，形成柱预留螺栓孔8，然后拆除模板，完成预制钢筋混凝土柱(图3)的制作。

(3)如图4所示，梁端预埋钢套的具体结构及制作过程如下：

梁端预埋钢套(图4)由槽型钢板9、预应力筋孔Ⅱ10和螺栓孔Ⅱ11组成。

槽型钢板9的竖向板壁左右两侧和水平板壁上下两侧通过双面贯通钻孔的方式分别设置预应力筋孔Ⅱ10和螺栓孔Ⅱ11，预应力筋孔Ⅱ10的位置、个数和尺寸由穿过孔内的无粘结预应力筋43的位置、根数和尺寸确定。螺栓孔Ⅱ11的位置、个数和尺寸由穿过孔内的梁端固定螺栓33的位置、根数和尺寸确定。槽型钢板9的厚度由预制梁柱间的相对转动刚度确定，其余尺寸由预制钢筋混凝土梁(图6)的尺寸确定。

(4)如图5-图6所示，预制混凝土梁的具体结构和制作过程如下：

梁内的钢筋由梁负弯矩筋12、梁正弯矩筋13、梁箍筋14和定位钢筋15组成。定位钢筋15的作用在于固定金属波纹管Ⅱ16，其位置可灵活调整。钢筋绑扎完毕后，根据预制钢筋混凝土柱(图3)内金属波纹管Ⅰ6的位置和根数，在钢筋骨架内绑扎相同数量的金属波纹管Ⅱ16。金属波纹管Ⅱ16的内部空心区域作为预应力筋孔道Ⅱ17，用以穿过无粘结预应力筋43。

在梁内的钢筋骨架外支撑模板，并将梁端预埋钢套(图4)通过模板固定在钢筋骨架的一端，保证预应力筋孔Ⅱ10与预应力筋孔道Ⅱ17对齐。在浇筑混凝土的过程中，可通过梁端预埋钢套(图4)上下两侧的螺栓孔Ⅱ11插入若干根钢棒，贯通穿过整个钢筋骨架。混凝土在模板内的保护层浇筑厚度不低于梁端预埋钢套(图4)的厚度，二者的上下两侧外表面沿横向彼此平齐。待混凝土凝固后，拔出钢棒，形成梁预留螺栓孔18，然后拆除模板，完成预制钢筋混凝土梁(图6)的制作。

(5)如图7所示，纵向摩擦连接钢件的具体结构及制作过程如下：

纵向摩擦连接钢件(图7)由纵向连接钢板19、弧形摩擦钢板Ⅰ20、转轴Ⅰ21、螺栓孔Ⅲ22、螺栓滑动槽23和转轴螺栓孔Ⅰ24组成。

纵向连接钢板19的左右区域板壁两侧通过双面贯通钻孔的方式设置螺栓孔Ⅲ22，螺栓孔Ⅲ22的位置、个数和尺寸由穿过孔内的柱端固定螺栓25的位置、根数和尺寸确定。

纵向连接钢板19的板壁一侧设置弧形摩擦钢板Ⅰ20，弧形摩擦钢板Ⅰ20内外侧板壁的弧度与弧形摩擦钢板Ⅱ28内外侧板壁的弧度相同。弧形摩擦钢板Ⅰ20的板壁两侧采用车槽或铣床加工的方式设置螺栓滑动槽23，螺栓滑动槽23的个数，位置和长度根据设计需求确定，宽度等于穿过槽内的滑动螺栓41的螺杆外径。

纵向连接钢板19沿长边方向的板端一侧左右三分之一区域分别设置转轴Ⅰ21，转轴Ⅰ21的直径根据设计需求确定。转轴Ⅰ21沿轴线方向通过钻孔的方式设置转轴螺栓孔Ⅰ24，转轴螺栓孔Ⅰ24的直径与转轴螺栓35的螺杆外径相同。

纵向连接钢板19和弧形摩擦钢板Ⅰ20的板壁厚度由预制构件间传递的弯矩和剪力计算确定。

(6)如图8-图9所示，柱端固定螺栓和柱端固定螺母的具体结构及制作过程如下：

柱端固定螺栓25的根数和尺寸可根据实际设计需求确定。

柱端固定螺母26的数量和尺寸由柱端固定螺栓25的根数和尺寸确定。

(7)如图10所示，横向摩擦连接钢件的具体结构及制作过程如下：

横向摩擦连接钢件(图10)由横向连接钢板27、弧形摩擦钢板Ⅱ28、转轴Ⅱ29、螺栓孔Ⅳ30、螺栓滑动孔31和转轴螺栓孔Ⅱ32组成。

横向连接钢板27的左右区域板壁两侧通过双面贯通钻孔的方式设置螺栓孔Ⅳ30，螺栓孔Ⅳ30的位置、个数和尺寸由穿过孔内的梁端固定螺栓33的位置、根数和尺寸确定。

横向连接钢板27的板壁一侧设置弧形摩擦钢板Ⅱ28。弧形摩擦钢板Ⅱ28的板壁两侧通过双面贯通钻孔的方式设置螺栓滑动孔31，螺栓滑动孔31的尺寸由穿过孔内的滑动螺栓41的尺寸确定，位置则根据设计需求，由弧形摩擦钢板Ⅰ20内螺栓滑动槽23的位置以及弧形摩擦钢板Ⅰ20与弧形摩擦钢板Ⅱ28间预留的相对滑动空隙大小确定。

横向连接钢板27沿长边方向的板端一侧中间三分之一区域设置转轴Ⅱ29，转轴Ⅱ29的直径与转轴Ⅰ21的直径相同，长度与转轴Ⅰ21沿轴线方向的长度相同。转轴Ⅱ29沿轴线方向通过钻孔的方式设置转轴螺栓孔Ⅱ32，转轴螺栓孔Ⅱ32的直径与转轴螺栓35的螺杆外径相同。

横向连接钢板27和弧形摩擦钢板Ⅱ28的板壁厚度由预制构件间传递的弯矩和剪力计算确定。

(8)如图11-图12所示，梁端固定螺栓和梁端固定螺母的具体结构及制作过程如下：

梁端固定螺栓33的根数和尺寸可根据实际设计需求确定。

梁端固定螺母34的数量和尺寸由梁端固定螺栓33的根数和尺寸确定。

(9)如图13-图14所示，转轴螺栓和转轴螺母的具体结构及制作过程如下：

转轴螺栓35的尺寸可根据实际设计需求确定。

转轴螺母36的尺寸由转轴螺栓35的尺寸确定。

(10)如图15所示，矩形内摩擦件的具体结构及制作过程如下：

矩形内摩擦件(图15)由摩擦垫片Ⅰ37和滑动螺栓孔Ⅰ38组成。

摩擦垫片Ⅰ37优选铜制材料，与弧形摩擦钢板Ⅰ20接触的一侧向外突出一定的弧度，并进行粗糙处理以增加摩擦阻力。

滑动螺栓孔Ⅰ38的尺寸由滑动螺栓41的螺杆外径确定。

(11)如图16所示，矩形外摩擦件的具体结构及制作过程如下：

矩形外摩擦件(图16)由摩擦垫片Ⅱ39和滑动螺栓孔Ⅱ40组成。

摩擦垫片Ⅱ39优选铜制材料，与弧形摩擦钢板Ⅱ28接触的一侧向内凹进一定的弧度，并进行粗糙处理以增加摩擦阻力。

滑动螺栓孔Ⅱ40的尺寸由滑动螺栓41的螺杆外径确定。

(12)如图17-图18所示，滑动螺栓和螺母的具体结构及制作过程如下：

滑动螺栓41的螺杆长度不小于弧形摩擦钢板Ⅰ20的板壁厚度、弧形摩擦钢板Ⅱ28的板壁厚度和螺母42的厚度之和。

滑动螺栓41的螺杆外径由预制构件间传递的剪力计算确定。

螺母42的尺寸由滑动螺栓41的螺杆外径确定。

(13)如图19-图20所示，无粘结预应力筋与锚头的具体结构及制作过程如下：

无粘结预应力筋43的材质、根数和尺寸可根据实际设计需求确定。

预应力筋锚具44可结合实际情况，选用夹片式锚具、支承式锚具或锥塞式锚具。

上述构件均可在工厂内预制完成或采购，然后运输到施工现场组装，具体组装过程如下：

(1)如图21所示，将纵向摩擦连接钢件(图7)的外壁紧贴预制混凝土柱(图3)外表面柱内预埋钢板(图1)的上下区域，确保螺栓孔Ⅲ22和柱预留螺栓孔8对齐，然后将柱端固定螺栓25沿螺栓孔Ⅲ22和柱预留螺栓孔8贯通插入并穿过纵向摩擦连接钢件(图7)和预制混凝土柱(图3)，柱端固定螺栓25在预制混凝土柱(图3)另一侧外表面伸出的螺杆部分，通过柱端固定螺母26拧紧固定。

(2)如图22所示，将横向摩擦连接钢件(图10)的外壁紧贴预制混凝土梁(图6)的上下外表面，确保螺栓孔Ⅳ30和梁预留螺栓孔18对齐，然后将梁端固定螺栓33沿螺栓孔Ⅳ30和梁预留螺栓孔18由下至上贯通插入并穿过横向摩擦连接钢件(图10)和预制混凝土梁(图6)，梁端固定螺栓33在横向摩擦连接钢件(图10)上方伸出的螺杆部分，通过梁端固定螺母34拧紧固定。

(3)如图23所示，将预制混凝土柱(图3)和预制混凝土梁(图6)吊装至预定位置，缓慢移动预制混凝土梁(图6)，使横向摩擦连接钢件(图10)的弧形摩擦钢板Ⅱ28与纵向摩擦连接钢件(图7)的弧形摩擦钢板Ⅰ20内外板壁紧密接触，确保弧形摩擦钢板Ⅱ28和弧形摩擦钢板Ⅰ20的弧形边界区域，转轴Ⅱ29和转轴Ⅰ21的边界区域，以及螺栓滑动孔31和螺栓滑动槽23在宽度方向上彼此对齐。在这一过程中，还应确保预制混凝土梁(图6)和预制混凝土柱(图3)的接触界面紧贴对齐，预应力筋孔Ⅰ2和预应力筋孔Ⅱ10的孔位彼此对齐。然后将转轴螺栓35穿过转轴螺栓孔Ⅰ24和转轴螺栓孔Ⅱ32，并用扭矩扳手拧紧转轴螺母36，扭矩扳手施加的预紧力由预制构件间传递的弯矩计算确定。

(4)如图24-图25所示，引导无粘结预应力筋43穿过全部预制构件(图24)，然后在预制混凝土梁(图6)的一侧对无粘结预应力筋43进行张拉，同时在预制混凝土柱(图3)的一侧采用预应力筋锚具44固定无粘结预应力筋43(图25)。

(5)如图26所示，待无粘结预应力筋43张拉并锚固完毕后，在螺栓滑动槽23的一侧和螺栓滑动孔31的一侧分别放置矩形内摩擦件(图15)和矩形外摩擦件(图16)，确保摩擦垫片Ⅰ37向外凸出的一侧与弧形摩擦钢板Ⅰ20的内侧板壁沿弧形边界区域彼此对齐，摩擦垫片Ⅱ39向内凹进的一侧与弧形摩擦钢板Ⅱ28的外侧板壁沿弧形边界区域彼此对齐。同时，还应确保滑动螺栓孔Ⅰ38与螺栓滑动槽23在宽度方向上对齐，滑动螺栓孔Ⅱ40与螺栓滑动孔31彼此对齐。然后将滑动螺栓41穿过滑动螺栓孔Ⅱ40、螺栓滑动孔31和螺栓滑动槽23和滑动螺栓孔Ⅰ38，并用扭矩扳手拧紧螺母42，扭矩扳手施加的预紧力由预制构件间传递的剪力计算确定。

本实施例中，柱内预埋钢板(图1)和梁端预埋钢套(图4)能有效防止预制混凝土柱(图3)和预制混凝土梁(图6)在地震作用较大时，接触面处因相对转动可能产生的混凝土压碎剥落现象，增强了结构的整体性。

本实施例中，纵向摩擦连接钢件(图7)与横向摩擦连接钢件(图10)在梁柱节点交界处通过转轴螺栓35相连，二者间的弧形摩擦钢板Ⅰ20和弧形摩擦钢板Ⅱ28内外板壁沿弧形边界紧密接触，并通过滑动螺栓41相连。对转轴螺栓35和滑动螺栓41施加的预紧力能够有效保证节点的抗弯刚度，使节点在地震作用较小时保持弹性状态。

本实施例中，当预制梁柱间发生较大的相对转动时，预制混凝土梁(图6)能够以转轴螺栓35为转动中心，在滑动螺栓41的约束下，沿弧形摩擦钢板Ⅰ20和弧形摩擦钢板Ⅱ28内外板壁接触区域向上或向下滑动。在此过程中，弧形摩擦钢板Ⅰ20和弧形摩擦钢板Ⅱ28的内外板壁间，矩形内摩擦件(图15)与弧形摩擦钢板Ⅰ20的内侧板壁间，矩形外摩擦件(图16)与弧形摩擦钢板Ⅱ28的外侧板壁间发生摩擦并耗散能量，可防止结构变形过于集中，避免结构构件发生损伤破坏。

本实施例中，相比于传统的角钢与螺栓连接的梁柱节点，由于彼此分开，纵向摩擦连接钢件(图7)和横向摩擦连接钢件(图10)的塑性铰主要在靠近转轴的区域发展，而不会出现在螺栓孔区域，从而避免了钢件沿螺栓孔边缘处过度拉伸变形甚至断裂的情况。同时，根据实际情况，在修复过程中仅需拆除并更换受损的钢件，修复效率更高。

本实施例中，预制构件间传递的弯矩由无粘结预应力筋43承担。通过对无粘结预应力筋43施加预应力，将全部预制构件连接起来并产生预压力。在强震作用下，当预制混凝土梁(图6)达到可控的最大滑动位置时，由于无粘结预应力筋43始终保持弹性状态，此时开始发挥自复位作用，使预制梁柱在震后恢复到原来的初始状态。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。