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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109137973A(43)申请公布日2019.01.04(21)申请号201811005105.0(22)申请日2018.08.30(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人许紫刚许成顺韩润波蒋家卫杜修力(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人沈波(51)Int.Cl.E02D29/045(2006.01)E02D27/34(2006.01)E04B1/98(2006.01)E04H9/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种用于地下结构预制梁柱球铰连接装置(57)摘要本发明公开了一种用于地下结构预制梁柱球铰连接装置,该球铰连接装置通过剪力销钉和预埋高强螺栓安装于梁柱节点处,并通过在四周设置连接角钢和连接连接阻尼器形成可靠的整体;正常使用状态下,在四周连接角钢和连接阻尼器的作用下,柱端预埋钢球铰可稳定于梁中预埋凹槽钢垫层中。遭受地震作用时,柱端预埋钢球铰便可在梁中预埋凹槽钢垫层中自由转动,在一定程度上释放柱端约束。球铰装置的转动带动连接钢板和连接阻尼器进入工作状态。连接角钢和连接阻尼器可构成多道抗震防线,作为牺牲单元耗散地震能量,且震后可进行快速更换,从而保证了地震中地下结构关键构件中柱的安全性能,大大减轻地下结构在地震中可能出现的破坏。CN109137973ACN109137973A权利要求书1/1页1.一种用于地下结构预制梁柱球铰连接装置,其特征在于,该装置由柱(1)、梁(2)、柱端预埋钢球铰(3)和梁中预埋凹槽钢垫层(4)、带圆孔橡胶垫层(5)、连接角钢(6)和连接阻尼器(7)组成;所述柱(1)为正常设计的地下结构柱,并在两端设置所述柱端预埋钢球铰(3);所述柱端预埋钢球铰(3)竖向内侧面和底面设置剪力销钉(8);所述柱端预埋钢球铰(3)最顶部设置预埋高强螺栓(9),所述预埋高强螺栓(9)从所述柱(1)的表面穿出;所述梁中预埋凹槽钢垫层(4)的底部设置剪力销钉(9);所述梁中预埋凹槽钢垫层(4)最外围设置预埋高强螺栓(9),所述预埋高强螺栓(9)从所述梁(2)的表面穿出;所述柱端预埋钢球铰(3)和所述梁中预埋凹槽钢垫层(4)之间设置所述带圆孔橡胶垫层(5);所述连接角钢(6)分别与所述柱端预埋钢球铰(3)的外表面和所述梁中预埋凹槽钢垫层(4)外表面相连;所述连接阻尼器(7)两端设置自由转动铰(10);所述柱(1)中的预埋高强螺栓(9)将所述柱端预埋钢球铰(3)、所述连接角钢(6)和所述自由转动铰(10)整体锚固;所述梁(2)中的预埋高强螺栓(9)将所述梁中预埋凹槽钢垫层(4)、所述连接角钢(6)和所述自由转动铰(10)整体锚固。2.根据权利要求1所述的一种用于地下结构预制梁柱球铰连接装置,其特征在于:所述柱端预埋钢球铰(3)是由高强钢材制成的方形桶装结构,该桶装结构的底部凸出一个球型铰;所述柱端预埋钢球铰(3)通过所述剪力销钉(8)和所述预埋高强螺栓(9)整体锚固于所述柱(1)的端部。3.根据权利要求1所述的一种用于地下结构预制梁柱球铰连接装置,其特征在于:所述梁中预埋凹槽钢垫层(4)是由高强钢材制成的方形板,该方形板的中部凹出一个球型凹槽,所述梁中预埋凹槽钢垫层(4)通过所述剪力销钉(8)和所述预埋高强螺栓(9)整体锚固于所述梁(2)的表面。4.根据权利要求1所述的一种用于地下结构预制梁柱球铰连接装置,其特征在于:所述梁中预埋凹槽钢垫层(4)中的球形凹槽的半径与所述柱端预埋钢球铰(3)中的球型铰的半径一致,并且所述柱端预埋钢球铰(3)中的球型铰在所述梁中预埋凹槽钢垫层(4)中的球形凹槽中自由转动。5.根据权利要求1所述的一种用于地下结构预制梁柱球铰连接装置,其特征在于:所述梁中预埋凹槽钢垫层(4)中球形凹槽的外围和所述柱端预埋钢球铰(3)中球型铰的外围之间设置所述带圆孔橡胶垫层(5),所述带圆孔橡胶垫层(5)可避免转动过程中所述柱端预埋钢球铰(3)的角部直接与所述梁中预埋凹槽钢垫层(4)相互挤压。6.根据权利要求1所述的一种用于地下结构预制梁柱球铰连接装置,其特征在于:所述连接角钢(6)的外侧面进行粗糙处理,增大所述连接角钢(6)与所述柱端预埋钢球铰(3)和所述梁中预埋凹槽钢垫层(4)之间的接触摩擦力;球铰连接装置转动过程中,所述连接角钢(6)的摩擦滑移和屈曲变形均可以耗散部分地震能量。7.根据权利要求1所述的一种用于地下结构预制梁柱球铰连接装置,其特征在于:所述连接阻尼器(7)通过所述自由转动铰(10)进行安装;球铰连接装置转动过程中,所述自由转动铰(10)可以保证所述连接阻尼器(7)的两端自由转动。2CN109137973A说明书1/4