[发明专利]翼缘摩擦型形状记忆合金杆自复位钢框架梁-边柱节点

说明书

本发明公开了一种翼缘摩擦型形状记忆合金杆自复位钢框架梁‑边柱节点，包括钢柱、位于钢柱一侧的钢梁、横穿过钢柱的形状记忆合金杆、位于钢梁翼缘内侧的L型支架、位于钢梁腹板中间位置的剪切板、位于钢梁翼缘外侧的摩擦耗能器；摩擦耗能器包括设置在钢梁翼缘外侧的钢板、填充于钢板和钢梁翼缘之间的耗能摩擦片、以及穿过钢梁翼缘并将所述钢板、耗能摩擦片、L型支架连接在一起的高强螺栓。本发明可以显著提升节点的稳定耗能能力，同时利用形状记忆合金的超弹性，以实现节点的自复位性能；通过合理设计节点构造，以提高节点处楼板布置的便利性和构件的可更换性，并加强钢梁翼缘抵抗局部屈曲变形的能力。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种翼缘摩擦型形状记忆合金杆自复位钢框架梁-边柱节点。

背景技术

地震给人类带来极其严重的灾难。传统的抗震设计采用的是延性设计方法，即在地震作用下，通过结构部分构件的提前屈服和破坏，但整体不丧失功能，依靠构件的塑性变形来耗散大部分的地震能量，从而达到主体结构安全的目的。

梁柱节点作为框架结构中重要的组成部分，对结构的可恢复功能具有很大的影响。随着基于性能抗震设计理念的发展，通过控制结构的震后残余变形，提高结构的可恢复性的功能需求，已逐渐被国内外学者所关注。目前，自复位梁柱节点主要通过在梁柱节点中引入后张预应力技术或形状记忆合金材料，将梁、柱构件装配成整体，为结构提供可恢复功能。相比后张预应力技术中用到的预应力筋和钢绞线，形状记忆合金具有优越的超弹性、耗能能力以及更大的变形能力。形状记忆合金杆自复位梁柱节点利用形状记忆合金杆提供的回复力，使结构在震后恢复到初始状态；同时，节点中设置耗能构件，以耗散地震对结构输入的能量；因此，主要结构构件在地震中发生弹性变形，而耗能构件和形状记忆合金杆发生非弹性变形；

然而，在现有的形状记忆合金杆自复位梁柱节点中，形状记忆合金杆常被设置于梁上下翼缘外侧，这对节点处的楼板布置造成不便，同时有可能使梁受压翼缘侧形状记忆合金杆受压屈曲，从而使节点性能退化；另外，耗能构件的选择和设置，对节点的耗能贡献以及节点性能的稳定性具有很大的影响。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提升节点的稳定耗能能力和自复位性能，克服因形状记忆合金杆布置在梁翼缘外侧造成的楼板布置不便，以及梁翼缘局部屈曲变形的不足；提供一种有效增强节点耗能能力和自复位性能，提高构件可更换性的翼缘摩擦型形状记忆合金杆自复位钢框架梁-边柱节点。

技术方案：本发明的翼缘摩擦型形状记忆合金杆自复位钢框架梁-边柱节点，包括钢柱、位于钢柱一侧的钢梁、横穿过钢柱的形状记忆合金杆、位于钢梁翼缘内侧的L型支架、位于钢梁翼缘外侧的摩擦耗能器；摩擦耗能器包括设置在钢梁翼缘外侧的钢板、填充于钢板和钢梁翼缘之间的耗能摩擦片、穿过钢梁翼缘将钢板、耗能摩擦片、L型支架连接在一起的高强螺栓，形状记忆合金杆的一端与L型支架连接，另一端在穿过钢柱后与之连接。

本发明的一种优选方案中，形状记忆合金杆通过设置在其端部的张拉螺母和固定螺母分别与L型支架和钢柱连接，调节L型支架通过调节两侧的张拉螺母和固定螺母实现与形状记忆合金杆的连接，并通过调节张拉螺母和固定螺母，对形状记忆合金杆施加初始预应变。

本发明的一种优选方案中，L型支架与钢梁翼缘内侧焊接，并在L型支架两侧分别设置一道与钢梁轴线平行的加劲肋，加劲肋同时与L型支架和梁翼缘焊接。

本发明的一种优选方案中，耗能摩擦片采用非石棉材料。

本发明的一种优选方案中，钢柱内设置有与钢梁翼缘在同一水平高度处的柱翼缘加劲肋，并在钢柱翼缘和钢梁翼缘交接处设置垫块，所述垫块与钢柱翼缘外侧焊接，且垫块不与L型支架连接。

本发明的一种优选方案中，钢梁腹板中间设置有剪切板，所述剪切板一侧与钢柱翼缘焊接，另一侧通过抗剪螺栓与钢梁腹板连接，在钢梁腹板相应位置处开设有长条形槽口，所述抗剪螺栓安装在长条形槽口中。