[发明专利]一种基于超弹性形状记忆合金的自复位连梁

说明书

一种基于超弹性形状记忆合金的自复位连梁，安装在两墙肢之间，包括两钢筋混凝土连梁段(2)，以及连接该两钢筋混凝土连梁段(2)的自复位连梁段(1)；两钢筋混凝土连梁段(2)分别浇筑或预制装配在所述两墙肢上；自复位连梁段(1)由超弹性形状记忆合金制成；钢筋混凝土连梁段(2)的屈服承载力要大于自复位连梁段(1)的屈服承载力。本发明的自复位连梁在地震作用中不但会起到消耗能量的作用，而且震后没有或存在很小的残余变形，实现结构自复位的效果。本发明构造简单，设计灵活，实用性强，且施工方便，其自复位能力可以有效减少结构修复或加固的费用，能有效快速地整体提升结构震后的可恢复能力，在建筑结构领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及抗震设备领域，尤其涉及一种基于超弹性形状记忆合金的自复位连梁。

背景技术

当前实际工程中，钢筋混凝土剪力墙是高层及超高层结构主要的抗侧力体系之一。人们认识到合理的剪力墙结构体系的屈服机制是在地震作用下，连梁大量屈服并承担主要的耗能，而墙肢屈服应尽量推迟，并且大部分应控制在结构的底部。连梁作为剪力墙结构体系中的第一道抗震防线，在抗震设防中具有重要的作用。

通常提高钢筋混凝土连梁抗震性能的措施主要有配置交叉斜向配筋、开缝双连梁、型钢组合连梁和钢连梁等。然而在地震作用下，连梁虽然能够通过自身的塑性变形达到了耗能和增加结构延性的目的，实现了结构预期的抗震设防目标，但是其自身损伤破坏严重，不但造成其本身修复困难，而且使得震后的结构存在较大的残余变形，整体结构的加固修复难度较大，修复的经济成本和时间成本较高，结构使用功能难以较快地恢复。针对震后连梁自身加固修复困难的问题，近年来相关研究者提出了“可更换连梁”的思想，将连梁的损伤主要集中在可更换梁段，可更换连梁虽然在设计时考虑了连梁更换的便捷性，但是由于地震中可更换梁段明显的耗能作用，使得震后结构仍然存在明显的残余变形，导致震后连梁更换困难，难以实现整体结构残余变形以及使用功能的快速恢复。如何快速地实现结构在震后使用功能的恢复，是当前抗震研究的重要发展方向。研究人员就此提出了一种自复位连梁，其采用预应力筋提供恢复力，并采用附加角钢或摩擦装置提供耗能能力，但是这种组合式的自复位连梁构造相对复杂。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出了一种基于超弹性形状记忆合金的自复位连梁。

本发明提出的技术方案如下：

本发明提出了一种基于超弹性形状记忆合金的自复位连梁，安装在两墙肢之间，包括两钢筋混凝土连梁段，以及连接该两钢筋混凝土连梁段的自复位连梁段；两钢筋混凝土连梁段分别浇筑或预制装配在所述两墙肢上；自复位连梁段由超弹性形状记忆合金制成；钢筋混凝土连梁段的屈服承载力要大于自复位连梁段的屈服承载力。

本发明上述的自复位连梁中，钢筋混凝土连梁段内预埋有工字形型钢，自复位连梁段通过高强螺栓与工字形型钢固定连接；自复位连梁段和工字形型钢之间垫设有端板。

本发明上述的自复位连梁中，工字形型钢与端板焊接在一起。

本发明上述的自复位连梁中，自复位连梁段呈O形状，其两侧壁与两端板分别通过高强螺栓锚固在一起。

本发明上述的自复位连梁中，自复位连梁段呈U形状，其两侧壁与两端板分别通过高强螺栓锚固在一起。

本发明上述的自复位连梁中，工字形型钢与钢筋混凝土连梁段还通过抗剪栓钉固定。

本发明上述的自复位连梁中，工字形型钢的上下翼缘和腹板上均设置有抗剪栓钉。

本发明上述的自复位连梁中，形状记忆合金为Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、Ni-Al、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb或Fe-Mn-Si。