[發(fā)明專利]一種帶SMA桿的翼緣摩擦型裝配式端板自復(fù)位邊柱節(jié)點(diǎn)

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• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111593817A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張航;王社良;鄒亞蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: E04B1/24
• 分類號: E04B1/24;E04B1/58;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發(fā)明公開了一種帶SMA桿的翼緣摩擦型裝配式端板自復(fù)位邊柱節(jié)點(diǎn)，端板連接件包括第一鋼板以及固定于第一鋼板上的槽鋼，其中，第一鋼板與方鋼管柱的側(cè)壁相連接，槽鋼位于H型鋼鋼梁的兩個(gè)翼緣之間，H型鋼鋼梁中翼緣的外側(cè)設(shè)置有摩擦片及第二鋼板，其中，螺栓依次穿過第二鋼板、摩擦片、H型鋼鋼梁的翼緣及槽鋼的翼緣將第二鋼板、摩擦片、H型鋼鋼梁的翼緣及槽鋼的翼緣相連接，H型鋼鋼梁的翼緣上固定有連接角鋼，形狀記憶合金桿依次穿過方鋼管柱、第一鋼板及連接角鋼將方鋼管柱、第一鋼板及連接角鋼相連接，該節(jié)點(diǎn)基于形狀記憶合金及摩擦耗能技術(shù)設(shè)計(jì)而成，具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)延性及耗能能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種帶SMA桿的翼緣摩擦型裝配式端板自復(fù)位邊柱節(jié)點(diǎn)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)主要通過焊接形成剛性節(jié)點(diǎn)，而震后節(jié)點(diǎn)容易發(fā)生脆性破壞，且結(jié)構(gòu)延性和耗能能力較差，殘余變形較大，使得震后修復(fù)困難且成本較高。隨著基于性能抗震設(shè)計(jì)理念的發(fā)展，通過控制結(jié)構(gòu)的震后殘余變形，提高結(jié)構(gòu)可恢復(fù)性的功能需求逐漸被國內(nèi)外學(xué)者所關(guān)注。目前，自復(fù)位抗震結(jié)構(gòu)體系主要通過在梁柱節(jié)點(diǎn)中引入后張預(yù)應(yīng)力技術(shù)或形狀記憶合金材料，將梁、柱構(gòu)件裝配成整體，為結(jié)構(gòu)提供可恢復(fù)功能。然而，相比傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力筋和鋼絞線，形狀記憶合金(SMA)具有優(yōu)越的超彈性和一定的耗能能力，大直徑的SMA桿已逐漸被應(yīng)用于自復(fù)位梁柱節(jié)點(diǎn)。由于SMA材料性能受溫度、加載條件、熱處理方式等因素的影響，同時(shí)大直徑SMA桿的加工難度和材料成本較高，自復(fù)位梁柱節(jié)點(diǎn)通常引入耗能裝置，以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的高耗能。由于碳纖維摩擦材料具有摩擦系數(shù)較高，抗熱衰退性能好，工作壽命長，且更加的環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，碳纖維摩擦片、鋼板、高強(qiáng)螺栓組成的摩擦耗能器具有穩(wěn)定耗能的特點(diǎn)，可應(yīng)用于自復(fù)位結(jié)構(gòu)體系，然而在邊柱節(jié)點(diǎn)中尚未得到應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種帶SMA桿的翼緣摩擦型裝配式端板自復(fù)位邊柱節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)基于形狀記憶合金及摩擦耗能技術(shù)設(shè)計(jì)而成，具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)延性及耗能能力。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的帶SMA桿的翼緣摩擦型裝配式端板自復(fù)位邊柱節(jié)點(diǎn)包括H型鋼鋼梁、方鋼管柱、端板連接件、螺栓及形狀記憶合金桿；

端板連接件包括第一鋼板以及固定于第一鋼板上的槽鋼，其中，第一鋼板與方鋼管柱的側(cè)壁相連接，槽鋼位于H型鋼鋼梁的兩個(gè)翼緣之間，H型鋼鋼梁中翼緣的外側(cè)設(shè)置有摩擦片及第二鋼板，其中，螺栓依次穿過第二鋼板、摩擦片、H型鋼鋼梁的翼緣及槽鋼的翼緣將第二鋼板、摩擦片、H型鋼鋼梁的翼緣及槽鋼的翼緣相連接，H型鋼鋼梁的翼緣上固定有連接角鋼，形狀記憶合金桿依次穿過方鋼管柱、第一鋼板及連接角鋼將方鋼管柱、第一鋼板及連接角鋼相連接。

穿心螺栓螺桿穿過方鋼管柱及第一鋼板將第一鋼板與方鋼管柱相連接。

連接角鋼上設(shè)置有加勁肋。

穿心螺栓螺桿及螺栓上均設(shè)置有螺帽。

槽鋼與第一鋼板相焊接。

連接角鋼位于H型鋼鋼梁翼緣的內(nèi)側(cè)。

形狀記憶合金桿的端部套接有調(diào)節(jié)螺母。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所述的帶SMA桿的翼緣摩擦型裝配式端板自復(fù)位邊柱節(jié)點(diǎn)在具體操作時(shí)，H型鋼鋼梁中翼緣的外側(cè)設(shè)置有摩擦片及第二鋼板，同時(shí)螺栓依次穿過第二鋼板、摩擦片、H型鋼鋼梁的翼緣及槽鋼的翼緣將第二鋼板、摩擦片、H型鋼鋼梁的翼緣及槽鋼的翼緣相連接，通過摩擦片與第二鋼板及H型鋼鋼梁的翼緣摩擦，以實(shí)現(xiàn)摩擦耗能，同時(shí)H型鋼鋼梁的翼緣上設(shè)置有連接角鋼，形狀記憶合金桿依次穿過方鋼管柱、第一鋼板及連接角鋼將方鋼管柱、第一鋼板及連接角鋼相連接，通過形狀記憶合金桿和摩擦片共同吸收大部分地震能量，主要構(gòu)件無明顯非彈性變形，可減少結(jié)構(gòu)震后修復(fù)成本，利用形狀記憶合金桿的塑性變形可實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)自復(fù)位，整個(gè)節(jié)點(diǎn)具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)延性及耗能能力。另外，本發(fā)明采用裝配式結(jié)構(gòu)，施工方便，安全性較高。