[發明專利]一種基于形狀記憶合金的自復位摩擦耗能鋼框架節點

有效

• 申請號: 202011049129.3
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112095831B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 池沛;晁貝貝;方必紀;呂志鵬;田牛;高明;湯蓉
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;E04B1/24;E04B1/58
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 沈志海

本發明涉及一種基于形狀記憶合金的自復位摩擦耗能鋼框架節點，H型鋼柱和H型鋼梁之間留有空隙；H型鋼柱和H型鋼梁形成的梁柱節點區的兩側均焊接有鋼套板，鋼套板靠近H型鋼柱側的中間部位設有鋼套板孔槽，鋼套板孔槽為橢圓形；H型鋼梁靠近H型鋼柱側的H型鋼梁腹板中間部位設有梁圓孔，并在H型鋼梁上翼緣上設有第三形狀記憶合金筋孔道，H型鋼梁下翼緣上設有第四形狀記憶合金筋孔道；梁圓孔兩側均焊接有加強板，加強板與H型鋼梁的腹板等高，加強板上設有加強板圓孔，加強板圓孔與梁圓孔對應；通過本發明，有效地解決了鋼框架在地震作用下的殘余變形、脆性破壞及耗能不足等問題。

技術領域

本發明涉及一種基于形狀記憶合金的自復位摩擦耗能鋼框架節點，屬于工程減震設備領域。

背景技術

鋼框架結構是鋼結構的主要結構形式之一，在遭受較強的地震時，其節點區域往往率先發生低周疲勞破壞，并產生不同程度的殘余變形，是鋼框架結構的受力薄弱部位。發生于節點區域的殘余變形一方面會威脅結構安全，另一方面更給結構震后修復帶來極大的困難，并造成巨大的經濟損失和時間成本。

為解決節點區域殘余變形過大的問題，近年來，一些具有自復位功能的節點形式開始出現。該類節點一般具有較好的耗能能力，同時通過采用不同的技術措施使得節點在震后稍加修復甚至無需修復就可恢復初始設計狀態。

形狀記憶合金是一類具有超彈性效應的智能材料，在一定溫度條件下，一旦撤除應力，就可自發地恢復到初始狀態，并且宏觀上變形完全消失，同時還具有一定的耗能能力，將其應用于自復位節點具有較好的適配性。

因此，本發明旨在提供一種基于形狀記憶合金的自復位摩擦耗能鋼框架節點，利用形狀記憶合金的超彈性效應實現節點在地震后的自復位功能，同時輔以摩擦耗能機制進一步增強節點的耗能能力，實現對鋼框架節點、乃至鋼框架結構的抗震保護，提高鋼框架結構的抗震韌性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于形狀記憶合金的自復位摩擦耗能鋼框架節點。

本發明的目的是這樣實現的，一種基于形狀記憶合金的自復位摩擦耗能鋼框架節點，包括H型鋼柱、上蓋板、下蓋板、H型鋼梁、鋼套板、形狀記憶合金筋、摩擦耗能系統；其特征在于：

所述H型鋼柱和H型鋼梁之間留有空隙；H型鋼柱和H型鋼梁形成的梁柱節點區兩側均焊接有鋼套板，鋼套板靠近H型鋼柱側的中間部位設有鋼套板孔槽，鋼套板孔槽為橢圓形；

所述H型鋼梁靠近H型鋼柱側的H型鋼梁腹板中間部位設有梁圓孔，并在H型鋼梁上翼緣上設有第三形狀記憶合金筋孔道，H型鋼梁下翼緣上設有第四形狀記憶合金筋孔道；

所述梁圓孔兩側均焊接有加強板，加強板與H型鋼梁的腹板等高，加強板上設有加強板圓孔，加強板圓孔與梁圓孔對應；

還設有第一螺桿，第一螺桿依次穿過鋼套板孔槽、加強板圓孔和梁圓孔，并用第一螺母旋緊固定于第一螺桿上，從而將鋼套板、加強板和H型鋼梁相連，形成梁柱連接節點；

所述上蓋板放置在位于H型鋼梁一側鋼套板的上側，上蓋板的寬度大于兩塊鋼套板之間的距離，上蓋板上設有第一形狀記憶合金筋孔道；所述下蓋板放置在位于H型鋼梁一側鋼套板的下側，并且下蓋板的寬度大于兩塊鋼套板之間的距離，下蓋板上設有第二形狀記憶合金筋孔道；

所述形狀記憶合金筋依次穿過上蓋板的第一形狀記憶合金筋孔道、H型鋼梁上的第三形狀記憶合金筋孔道、第四形狀記憶合金筋孔道、下蓋板的第二形狀記憶合金筋孔道，然后用錨具從上蓋板和下蓋板的外側將形狀記憶合金筋錨固；

所述摩擦耗能系統包括兩塊L形鋼板、摩擦板與兩塊摩擦片，所述摩擦板設有若干個摩擦板螺栓孔，焊接在下蓋板下側中部；所述摩擦片上設有若干個摩擦片螺栓孔；L形鋼板包括第一鋼板、第二鋼板，第一鋼板與第二鋼板相互垂直固定形成L形鋼板；L形鋼板的第一鋼板上設有長條形槽孔，L形鋼板的第二鋼板上設有U形槽孔；