摩擦耗能型外墙连接节点

技术领域

本发明涉及装配式建筑外围护领域，尤其是摩擦耗能型外墙连接节点。

背景技术

目前，外挂外墙板一般采用四个连接节点与主体结构连接，其中，两个节点作为承担竖向荷载的承重节点，承重节点也承担水平向荷载(风荷载、地震荷载)，一般采用铰接节点，另外两个节点为不承担竖向荷载的非承重节点，仅承担面外的水平荷载，一般采用平行于墙板面可滑动的节点。装配式外墙板采用该类连接方式，外墙板仅承担自身重力荷载、风荷载、地震荷载和温度荷载，不分担主体结构的荷载，包括地震作用。外墙板采用滑动连接节点，滑动节点在长期的使用过程中有可能滑动失效，发生地震时外墙板与主体结构共同承载地震作用而导致外墙板和连接节点发生破坏。另外，钢结构在地震作用下的变形比较大，采用滑动支座的外墙板通常位移也比较大，为了避免外墙板在地震作用下发生碰撞，墙板与墙板之间需要设置比较宽的缝，既影响建筑立面外观，又造成外围护板缝封堵困难，继而影响外围护的建筑性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摩擦耗能型外墙连接节点，以解决现有滑动连接节点在长期使用过程可能滑动失效而造成地震下外挂墙板和节点破坏的问题，同时解决使用目前的连接节点需要外挂墙板之间设置较大拼缝而影响建筑外围护美观及性能的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种摩擦耗能型外墙连接节点，包括：多个连接件和紧固件；

多个连接件之间依次连接形成一连接单元，所述连接单元的两端分别与墙板和钢梁连接；

所述连接件上设置有螺栓孔，所述紧固件穿设于所述螺栓孔，以实现连接；

其中，所述连接件具有摩擦面，所述摩擦面包括固定连接摩擦面和可滑移摩擦面；所述可滑移摩擦面在两个所述连接件相连接时相互贴靠，用于在地震作用下发生滑动摩擦，以降低能量；所述固定连接摩擦面在两个所述连接件相连接时相互贴靠，不发生滑移并实现连接。

可选的，所述连接件为L形连接件，所述连接件具有相互垂直的第一面和第二面，所述第一面和所述第二面为所述连接件的外表面。

可选的，所述第一面为所述摩擦面或连接面，所述第二面为所述摩擦面或所述连接面，所述摩擦面为粗糙面。

可选的，所述连接件包括第一L形连接件，所述第一L形连接件的第一面为连接面，所述第一L形连接件的第二面为所述固定连接摩擦面，所述连接面用于与所述墙板相贴靠，所述固定连接摩擦面用于与其他所述连接件连接。

可选的，所述墙板上内置有螺纹套筒，所述紧固件穿设于所述螺栓孔，并伸出所述螺栓孔以插入所述螺纹套筒，并连接所述第一L形连接件和所述墙板。

可选的，所述连接件包括第二L形连接件，所述第二L形连接件的第一面为固定连接摩擦面，所述第二面为可滑移摩擦面，所述固定连接摩擦面和所述可滑移摩擦面分别与其他所述连接件连接。可选的，所述紧固件穿设于所述螺栓孔，以分别连接所述第二L形连接件和其他连接件。

可选的，所述连接件包括第三L形连接件，所述第三L形连接件的第一面为所述可滑移摩擦面，所述第三L形连接件的第二面为连接面，所述连接面用于与所述钢梁连接，所述可滑移摩擦面用于与其他所述连接件连接。

可选的，所述紧固件穿设于所述螺栓孔，以连接所述第三L形连接件和其他连接件。

可选的，所述螺栓孔包括第一螺栓孔和第二螺栓孔，所述第一螺栓孔为圆孔，所述第二螺栓孔为槽孔；

所述第一螺栓孔设置于所述第二L形连接件的第一面和第二面，所述第二螺栓孔设置于所述第一L形连接件的第一面和第二面以及所述第三L形连接件的第一面；

所述第二螺栓孔用于适应沿自身延伸方向的施工误差。

综上，在本发明提出的摩擦耗能型外墙连接节点中，包括：多个连接件和紧固件；多个连接件之间依次连接形成一连接单元，连接单元的两端分别与墙板和钢梁连接；连接件上设置有螺栓孔，紧固件穿设于螺栓孔，以实现连接；其中，连接件具有摩擦面，摩擦面包括固定连接摩擦面和可滑移摩擦面；可滑移摩擦面在两个连接件相连接时相互贴靠，用于在地震作用下发生滑动摩擦，以降低能量；固定连接摩擦面在两个连接件相连接时相互贴靠，不发生滑移并实现连接。与现有的连接节点相比，本申请具有以下优点：

(1)通过设置可滑移摩擦面，并在多个连接件依次连接形成连接单元时，可滑移摩擦面相互贴靠，能够在地震作用下实现相对滑动并产生摩擦，以消耗部分地震作用产生的能量，进而降低地震作用对主体结构的损伤，减少主体结构的位移变形，同时也减少了外墙板的地震位移，降低大尺寸外墙板的板缝宽度要求；

(2)通过设置槽孔的第二螺栓孔，使得在外墙板安装的过程中能够兼容主体结构的施工误差，即在存在施工误差的情况下，紧固件依然能够穿设于第二螺栓孔以实现连接。

附图说明

图1为本发明实施例提供的连接单元的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的外挂墙板连接节点的示意图；

图3为本发明实施例提供的外挂墙板连接节点的剖面图；

图4为本发明实施例提供的连接单元的拆解示意图；

图5为本发明实施例提供的第一L形连接件的示意图；

图6为本发明实施例提供的第二L形连接件的示意图；

图7为本发明实施例提供的第三L形连接件的示意图；

各附图标记的说明如下：

1-连接单元；11-第一L形连接件；12-第二L形连接件；13-第三L形连接件；14-连接面；15-固定连接摩擦面；16-可滑移摩擦面；

2-紧固件；

3-螺栓孔；31-第一螺栓孔；32-第二螺栓孔；

4-外挂墙板；5-钢梁；6-内置螺纹套筒；7-承重节点。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本说明书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本说明书中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。术语“上”、“下”、“顶”、“底”通常是按重力方向进行排布的相对位置关系；术语“竖向、竖直方向”通常是指沿重力方向，其一般垂直于地面，“水平向、水平面方向”通常是沿平行于地面的方向；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本说明书中的具体含义。

本发明的目的在于提供一种摩擦耗能型外墙连接节点，以解决现有滑动连接节点在长期使用过程可能滑动失效而造成地震下外挂墙板和节点破坏的问题，同时解决目前的连接节点需要外挂墙板之间设置较大拼缝而影响建筑外围护美观及性能的问题。

以下参考附图进行说明。

在现有的连接节点中，外挂墙板一般设置有四个连接节点与主体结构连接，其中两个作为承重节点，另外两个连接节点被配置为可滑动节点。滑动节点在长期的使用过程中有可能滑动失效，导致发生地震时外墙板与主体结构共同承担地震作用而发生破坏；同时，钢结构在地震作用下的变形比较大，采用滑动支座的外挂墙板通常位移也比较大，为了避免外挂墙板在地震作用下发生碰撞，墙板与墙板之间需设置较宽的变形缝，既影响建筑立面外观，又造成外围护板缝封堵困难，继而影响外围护的建筑性能。基于此，本申请提供一种摩擦耗能型外墙连接节点，通过设置摩擦面，在地震作用下产生相对位移而摩擦耗能，降低主体结构的位移变形。

具体而言，请参考图1至图4，本发明提供的摩擦耗能型外墙连接节点，包括：多个连接件和紧固件2；多个连接件之间依次连接形成一连接单元1，连接单元1的两端分别与外挂墙板4和钢梁5连接；连接件上设置有螺栓孔3，紧固紧固件2穿设于螺栓孔3，以实现连接；其中，连接件具有摩擦面，摩擦面包括固定连接摩擦面15和可滑移摩擦面16；可滑移摩擦面16在两个连接件相连接时相互贴靠，用于在地震作用下发生滑动摩擦，以降低能量；固定连接摩擦面15在两个连接件相连接时相互贴靠，不发生滑移并实现连接。需要说明的，在图1和图4示出的示范例中，连接单元1由三个L形连接件构成，L形连接件由横向板、纵向板和两块侧板组成，其中，横向板的一端和竖向板的一端连接，且相互垂直设置，侧板设置于横向板和竖向板的连接处，且垂直于横向板和竖向板所在的平面，横向板和竖向板为长方形板，侧板为三角形板。在另一些实施例中，连接单元1也可以由更多个连接件构成，连接件的形状也可以为折线形或其他不规则形状，本领域技术人员可根据实际情况对此进行配置。

请参考图2和图3，墙板4与主体结构采用四个连接节点相连，位于下方的两个承重节点7用于承担竖向荷载和水平向荷载(风荷载、地震荷载)，位于上方的两个摩擦耗能型连接节点仅承载面外的水平荷载(风荷载、地震荷载)，在本实施例中，外挂墙板4通过两个摩擦耗能型连接节点与一节钢梁5连接，在另一些实施例中，外挂墙板4也可以通过更多个连接节点与一节钢梁5连接，本领域技术人员可根据外挂墙板4的重量及厚度、长度等尺寸信息对连接节点的个数进行配置。

请参考图1至图4，本领域技术人员可以理解的，第二L形连接件12和第三L形连接件13通过紧固件2连接时，会向紧固件2施加预紧力，以使其紧密贴靠在一起，摩擦力为F＝μP，其中μ为可滑移摩擦面16的摩擦系数，P为施加的预紧力；当连接节点承担的水平剪力大于摩擦力时，第二L形连接件12和第三L形连接件13开始发生相对滑移而耗能；当连接节点承担的水平剪力小于或等于摩擦力时，第二L形连接件12和第三L形连接件13不发生相对滑动，本领域技术人员能够通过调整第二L形连接件12和第三L形连接件13的紧固件2直径和数量，和调整可滑移摩擦面16的摩擦系数，从而实现调整摩擦面的摩擦力，使摩擦耗能型连接节点在预定的抗震性能目标下实现耗能。在图2示出的示范例中，在安装过程中，摩擦耗能型连接节点能够沿上下、前后、左右三个方向调整相对位置，以适应安装过程中的竖向偏差；而当水平剪力大于摩擦力时，允许摩擦耗能型连接节点在水平方向上移动，以实现耗能。

如此配置，本申请通过设置可滑移摩擦面16，并在多个连接件依次连接形成连接单元1时，可滑移摩擦面16相互贴靠，能够在地震作用下实现相对滑动并产生摩擦，以消耗部分地震作用产生的能量，进而降低地震作用对主体结构的损伤，减少主体结构的位移变形，同时也减少了外挂墙板4在地震下的位移，降低大尺寸外墙板4的板缝宽度要求。

进一步的，连接件为L形连接件，连接件具有相互垂直的第一面和第二面，第一面和第二面为连接件的外表面。需要说明的，在图4示出的示范例中，第一面可以是横向板远离竖向板的水平面，也可以是竖向板远离横向板的竖向面；第二面可以是竖向板远离横向板的竖向面，也可以是横向板远离竖向板的水平面；本领域技术人员可根据实际情况对连接件的放置朝向进行配置，以改变第一面和第二面的位置关系。

更进一步的，第一面为摩擦面或连接面14，第二面为摩擦面或连接面14，摩擦面为粗糙面。需要说明的，在本实施例中，摩擦面可以是通过喷砂、喷硬质石英砂、钢丝刷清除浮锈等方式制成的粗糙面。当然在另一些实施例中，摩擦面也可以是预制成具有一定凸起的粗糙面，或者为采用其他工艺形成的粗糙面。

请参考图4和图5，连接件包括第一L形连接件11，第一L形连接件11的第一面为连接面14，第一L形连接件11的第二面为固定连接摩擦面15，连接面14用于与墙板4相贴靠，固定连接摩擦面15用于与其他连接件连接。进一步的，墙板4上内置有螺栓套筒，紧固件2穿设于螺栓孔3，并伸出螺栓孔3并插入螺栓套筒，以连接第一L形连接件11和墙板4。更进一步的，螺栓孔3包括第一螺栓螺栓孔31和第二螺栓螺栓孔32，其中，第一螺栓孔31为圆孔，第二螺栓孔32为槽孔，第一L形连接件11的第一面和第二面上均设置有第二螺栓孔32，位于第一面上的第二螺栓孔32能够在安装时适应主体结构的竖向施工误差和水平向施工误差，即在主体结构存在竖向施工误差和水平向施工误差的情况下，紧固件2也能够穿设于第二螺栓孔32并于外部结构连接。需要说明的，在图5示出的示范例中紧固件，墙板中内置有一组内置螺栓套筒6，通过将紧固件2拧入内置螺栓套筒6实现第一L形连接件11和外挂墙板4的连接；同时通过高强螺栓副实现第一L形连接件11和第二L形连接件12的连接。在另一些实施例中，第一L形连接件11和墙板4也可以采用其他连接方式，诸如卡合连接、焊接等。

请参考图4和图6，连接件包括第二L形连接件12，第二L形连接件12的第一面为固定连接摩擦面15，第二面为可滑移摩擦面16，固定连接摩擦面15和可滑移摩擦面16分别与其他连接件连接。进一步的，紧固件2穿设于螺栓孔3，以分别连接第二L形连接件12和其他连接件。更进一步的，螺栓孔3包括第一螺栓孔31和第二螺栓孔32，其中，第一螺栓孔31为圆孔，第二螺栓孔32为槽孔(在本实施例中为长条状孔)，第二L形连接件12的第一面和第二面上均设置有第一螺栓孔31，紧固件2通过穿设于第一螺栓孔31以实现与第一L形连接件11和第三L形连接件13的连接。需要说明的，在图6示出的示范例中，紧固件2为高强螺栓，第二L形连接件12的第一面为固定连接摩擦面15，第二L形连接件12的第二面为可滑移摩擦面16，其中，固定连接摩擦面15与第一L形连接件11、可滑移摩擦面16与第三L形连接件13分别通过高强螺栓连接。其中，通过调整紧固件2的数量和直径、摩擦面摩擦系数，固定连接摩擦面15的摩擦力足够大，在任何设计工况下均不会产生相对位移。

请参考图4和图7，连接件包括第三L形连接件13，第三L形连接件13的第一面为可滑移摩擦面16，第三L形连接件13的第二面为连接面14，连接面14用于与钢梁5连接，可滑移摩擦面16用于与其他连接件连接。进一步的，紧固件2穿设于螺栓孔3，以连接第三L形连接件13和其他连接件。如此配置，位于第二L形连接件12和第三L形连接件13上的两个可滑移摩擦面16相互贴靠，在地震作用下能够发生相对滑移以摩擦耗能，以消耗部分地震作用产生的能量，进而降低地震作用对主体结构的损伤，减少主体结构的位移变形，同时也减少了外墙板的地震变形，降低大尺寸外墙板的板缝宽度要求。

更进一步的，螺栓孔3包括第一螺栓孔31和第二螺栓孔32，其中，第一螺栓孔31为圆孔，第二螺栓孔32为槽孔，第三L形连接件13的第一面设置有第二螺栓孔32，第三L形连接件13的第二面由于与钢梁5焊接连接，因此不设置有螺栓孔3，位于第一面上的第二螺栓孔32能够在安装时适应主体结构的水平向施工误差，即在主体结构存在水平向施工误差的情况下，紧固件2也能够穿设于第二螺栓孔32并于外部结构连接。需要说明的，在图7示出的示范例中，紧固件2为高强螺栓，第三L形连接件13的连接面14与钢梁5的下翼缘焊接连接；在另一些实施例中，第三L形连接件13的连接面14也可以与钢梁5采用其他连接方式。

综上，在本发明实施例提供的摩擦耗能型连接节点中，包括：多个连接件和紧固件；多个连接件之间依次连接形成一连接单元，连接单元的两端分别与外挂墙板和钢梁连接；连接件上设置有螺栓孔，紧固件穿设于螺栓孔，以实现连接；其中，连接件具有摩擦面，摩擦面包括固定连接摩擦面和可滑移摩擦面；可滑移摩擦面在两个连接件相连接时相互贴靠，用于在地震作用下发生滑动摩擦，以降低能量；固定连接摩擦面在两个连接件相连接时相互贴靠，不发生滑移并实现连接。

如此配置，通过设置可滑移摩擦面，并在多个连接件依次连接形成连接单元时，可滑移摩擦面相互贴靠，能够在地震作用下实现相对滑动并产生摩擦，以消耗部分地震作用产生的能量，进而降低地震作用对主体结构的损伤，减少主体结构的位移变形，同时也减少了外墙板的地震位移，降低大尺寸外墙板的板缝宽度要求；

进一步的，通过设置槽孔的第二螺栓孔，使得在外墙板安装的过程中能够兼容主体结构的施工误差，即在存在施工误差的情况下，紧固件依然能够穿设于第二螺栓孔以实现连接。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。