[發明專利]一種基于形狀記憶合金螺栓的木框架梁柱自復位節點

在審

• 申請號: 201711407647.6
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108222263A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 李征;方成;羅晶
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04B1/26
• 分類號: E04B1/26;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

本發明涉及一種基于形狀記憶合金螺栓的木框架梁柱自復位節點，包括木柱、木梁與連接角鋼，木柱與木梁垂直設置，連接角鋼設有兩個，分別設置在木梁的上下兩側，且連接角鋼的兩側分別與木柱和木梁緊貼，該節點還包括形狀記憶合金自復位螺栓及內嵌鋼板，形狀記憶合金自復位螺栓貫穿木柱，將木柱與連接角鋼的一側連接，連接角鋼的另一側與木梁之間通過自攻螺釘連接，木柱內部開設有木柱槽口，木梁內部開設有木梁槽口，內嵌鋼板一部分嵌設在木柱槽口內，另一部分嵌設在木梁槽口內，內嵌鋼板與木柱之間通過木柱連接螺栓連接，內嵌鋼板與木梁之間通過木梁連接螺栓連接。與現有技術相比，本發明節點集抗側力、自復位、耗能等重要抗震功能于一體。

技術領域

本發明屬于結構工程抗震與減震技術領域，尤其是涉及一種基于形狀記憶合金螺栓的木框架梁柱自復位節點。

背景技術

重型木框架體系是一種在世界各國廣泛使用的結構形式，采用間距較大且橫截面也較大的木構件組成。該結構體系可以將建筑功能和木材美感進行有效結合，適用于居住和公共建筑。重型木框架體系具有如下結構優勢：設計靈活、建造簡便快捷、抗風性能好、耐久性好、節能環保、舒適美觀，在我國具有廣闊的應用前景。重型木框架的梁和柱目前主要采用螺栓-鋼填板連接，雖然安裝簡便，但在使用過程中發現如下一些問題：

1)在地震作用下，重型木框架梁柱節點的破壞模式往往具有不可預測性，當木材進入塑性后難以修復，結構產生較大殘余變形且耗能性能差，雖然能在一定程度上保證使用者的安全，但是地震之后結構往往無法再次使用，造成很大經濟損失。

2)螺栓-鋼填板節點剛度較小，在設計中按鉸接節點設計，節點剛度的不足是重型木框架結構的一個制約因素，尤其是對多層重型木框架結構需要設置大量支撐，從一定程度上影響了結構的美觀，也使得其建筑使用性能大打折扣。

3)節點如果永久變形過大，則會可能喪失修復的可行性，從而使得整個結構在震后被迫拆除。

中國專利CN205242643U公布了一種重型木框架自復位節點，包括木梁、木柱、梁端耗能型鋼、節點區柱加強鋼板和預應力筋，木梁與木柱直接采用型鋼和普通螺栓連接，預應力筋貫穿木梁縱向，并貫穿木柱，在木柱背對木梁的一端通過錨具、碟形彈簧和錨墊板固定。該結構具有較高抗彎能力和耗能能力，能滿足小震下，梁柱節點與固接節點相同，中震或大震下，梁端一側壓應力消失，梁端發生張開，梁端耗能型鋼傳遞剪力并提供轉動剛度，結構出現大變形但不破壞，預應力筋始終處于彈性狀態，地震過后，木梁和木柱沒有破壞和殘余變形，在預應力筋作用下，梁端回到初始狀態，達到小震下結構穩定，大震下結構出現大變形但不破壞，震后結構自復位的理想效果。該重型木框架自復位節點的工作原理是由預應力筋將木梁梁端回到初始狀態，將結構損傷位置控制在梁端耗能型鋼中。

發明內容

為克服現有重型木框架梁柱節點的上述缺陷，本發明的目的在于提出一種基于形狀記憶合金螺栓的木框架梁柱自復位節點。本發明能夠在地震時提供耗能、震后自復位，用于預制裝配式木框架結構。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于形狀記憶合金螺栓的木框架梁柱自復位節點，包括木柱、木梁與連接角鋼，所述木柱與木梁垂直設置，所述連接角鋼設有兩個，分別設置在木梁的上下兩側，且所述連接角鋼的兩側分別與木柱和木梁緊貼，木框架梁柱自復位節點還包括形狀記憶合金自復位螺栓及內嵌鋼板，所述形狀記憶合金自復位螺栓貫穿木柱，將木柱與連接角鋼的一側連接，所述連接角鋼的另一側與木梁之間通過自攻螺釘連接，所述木柱內部開設有木柱槽口，所述木梁內部開設有木梁槽口，所述內嵌鋼板一部分嵌設在木柱槽口內，另一部分嵌設在木梁槽口內，所述內嵌鋼板與木柱之間通過木柱連接螺栓連接，所述內嵌鋼板與木梁之間通過木梁連接螺栓連接。

進一步地，所述形狀記憶合金自復位螺栓外套設有螺栓套筒。

進一步地，所述木柱開設有貫通的木柱自復位螺栓孔，所述螺栓套筒位于木柱自復位螺栓孔內。