[发明专利]一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能钢框架节点

说明书

本发明涉及一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能钢框架节点，H型钢柱和H型钢梁之间留有空隙；H型钢柱和H型钢梁形成的梁柱节点区的两侧均焊接有钢套板，钢套板靠近H型钢柱侧的中间部位设有钢套板孔槽，钢套板孔槽为椭圆形；H型钢梁靠近H型钢柱侧的H型钢梁腹板中间部位设有梁圆孔，并在H型钢梁上翼缘上设有第三形状记忆合金筋孔道，H型钢梁下翼缘上设有第四形状记忆合金筋孔道；梁圆孔两侧均焊接有加强板，加强板与H型钢梁的腹板等高，加强板上设有加强板圆孔，加强板圆孔与梁圆孔对应；通过本发明，有效地解决了钢框架在地震作用下的残余变形、脆性破坏及耗能不足等问题。

技术领域

本发明涉及一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能钢框架节点，属于工程减震设备领域。

背景技术

钢框架结构是钢结构的主要结构形式之一，在遭受较强的地震时，其节点区域往往率先发生低周疲劳破坏，并产生不同程度的残余变形，是钢框架结构的受力薄弱部位。发生于节点区域的残余变形一方面会威胁结构安全，另一方面更给结构震后修复带来极大的困难，并造成巨大的经济损失和时间成本。

为解决节点区域残余变形过大的问题，近年来，一些具有自复位功能的节点形式开始出现。该类节点一般具有较好的耗能能力，同时通过采用不同的技术措施使得节点在震后稍加修复甚至无需修复就可恢复初始设计状态。

形状记忆合金是一类具有超弹性效应的智能材料，在一定温度条件下，一旦撤除应力，就可自发地恢复到初始状态，并且宏观上变形完全消失，同时还具有一定的耗能能力，将其应用于自复位节点具有较好的适配性。

因此，本发明旨在提供一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能钢框架节点，利用形状记忆合金的超弹性效应实现节点在地震后的自复位功能，同时辅以摩擦耗能机制进一步增强节点的耗能能力，实现对钢框架节点、乃至钢框架结构的抗震保护，提高钢框架结构的抗震韧性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能钢框架节点。

本发明的目的是这样实现的，一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能钢框架节点，包括H型钢柱、上盖板、下盖板、H型钢梁、钢套板、形状记忆合金筋、摩擦耗能系统；其特征在于：

所述H型钢柱和H型钢梁之间留有空隙；H型钢柱和H型钢梁形成的梁柱节点区两侧均焊接有钢套板，钢套板靠近H型钢柱侧的中间部位设有钢套板孔槽，钢套板孔槽为椭圆形；

所述H型钢梁靠近H型钢柱侧的H型钢梁腹板中间部位设有梁圆孔，并在H型钢梁上翼缘上设有第三形状记忆合金筋孔道，H型钢梁下翼缘上设有第四形状记忆合金筋孔道；

所述梁圆孔两侧均焊接有加强板，加强板与H型钢梁的腹板等高，加强板上设有加强板圆孔，加强板圆孔与梁圆孔对应；

还设有第一螺杆，第一螺杆依次穿过钢套板孔槽、加强板圆孔和梁圆孔，并用第一螺母旋紧固定于第一螺杆上，从而将钢套板、加强板和H型钢梁相连，形成梁柱连接节点；

所述上盖板放置在位于H型钢梁一侧钢套板的上侧，上盖板的宽度大于两块钢套板之间的距离，上盖板上设有第一形状记忆合金筋孔道；所述下盖板放置在位于H型钢梁一侧钢套板的下侧，并且下盖板的宽度大于两块钢套板之间的距离，下盖板上设有第二形状记忆合金筋孔道；

所述形状记忆合金筋依次穿过上盖板的第一形状记忆合金筋孔道、H型钢梁上的第三形状记忆合金筋孔道、第四形状记忆合金筋孔道、下盖板的第二形状记忆合金筋孔道，然后用锚具从上盖板和下盖板的外侧将形状记忆合金筋锚固；

所述摩擦耗能系统包括两块L形钢板、摩擦板与两块摩擦片，所述摩擦板设有若干个摩擦板螺栓孔，焊接在下盖板下侧中部；所述摩擦片上设有若干个摩擦片螺栓孔；L形钢板包括第一钢板、第二钢板，第一钢板与第二钢板相互垂直固定形成L形钢板；L形钢板的第一钢板上设有长条形槽孔，L形钢板的第二钢板上设有U形槽孔；