[发明专利]一种基于SMA装配式易复位转动耗能节点

权利要求书

1.一种基于SMA装配式易复位转动耗能节点，其特征在于：连接梁（6）的第二端板（20）上加工有螺栓孔，用于与钢柱（8）螺栓连接；连接梁（6）加劲板（18）上加工有螺栓孔，用于与转动外盘（2）连接板（15）螺栓连接；转动梁（1）和连接梁（6）两侧对称布置耗能角钢（5），且采用螺栓连接；耗能角钢（5）上加工有第一削弱段（17）；

转动梁（1）包括翼缘（9）、第一端板（10）和第一弧形腹板（11），翼缘（9）上加工有螺栓孔，用于与耗能角钢（5）螺栓连接；

第一端板（10）上加工有螺栓孔，使转动梁（1）与钢梁（7）螺栓连接；

第一弧形腹板（11）靠近翼缘（9）处加工有螺栓孔，用于与耗能角钢（5）螺栓连接；

第一弧形腹板（11）上加工有转动盘（12），转动盘（12）上加工有第一螺旋面（13），转动盘（12）的圆心处加工有螺栓孔；

转动外盘（2）上加工有第二螺旋面（14），转动外盘（2）的圆心处加工有螺栓孔；转动外盘（2）的连接板（15）上加工有槽孔（16）；转动梁（1）和连接梁（6）两侧对称布置转动外盘（2），转动外盘（2）连接板（15）与连接梁（6）加劲板（18）螺栓连接；转动外盘（2）上的第二螺旋面（14）与转动梁（1）上的转动盘（12）第一螺旋面（13）相对应，并通过SMA螺栓（4）连接，SMA螺栓（4）两端螺母下安装有垫块（3），以匹配SMA螺栓（4）长度；

SMA螺栓（4）由SMA棒材加工而成，SMA螺栓（4）分为三段，包括螺纹段（21）、过渡段（22）和第二削弱段（23）；螺纹段（21）为螺纹轴，第二削弱段（23）为光轴且直径小于螺纹段（21）；由螺纹段（21）和第二削弱段（23）之间加工有过渡段（22）。

2.根据权利要求1所述的一种基于SMA装配式易复位转动耗能节点，其特征在于：当地震发生时，结构受到水平荷载，以SMA螺栓（4）为转动中心发生转动；由于转动盘（12）与转动外盘（2）是通过第一螺旋面（13）与第二螺旋面（14）贴合在一起，转动盘（12）与转动外盘（2）之间的相对转动会使得两侧转动外盘（2）间距增大，SMA螺栓（4）受拉伸长从而变形耗能，第一螺旋面（13）与第二螺旋面（14）之间存在摩擦力从而摩擦耗能，SMA螺栓（4）自身的超弹性将有效减小节点的残余变形；耗能角钢（5）由于连接梁（6）与转动梁（1）之间的相对变形而发生变形，耗能角钢（5）屈服进入塑性阶段从而耗散能量。

3.根据权利要求1所述的一种基于SMA装配式易复位转动耗能节点，其特征在于：耗能角钢（5）增强了节点的耗能能力，同时提高节点的刚度、强度和抗剪能力；对SMA螺栓（4）施加预应力，SMA螺栓（4）将受到预拉伸，转动盘（12）和转动外盘（2）被压紧，外荷载需要克服SMA螺栓（4）的预紧力才能使节点发生转动，SMA螺栓（4）的预拉伸使得节点转动后的SMA螺栓（4）总变形量增大，SMA螺栓（4）提供的恢复力增大，增强节点复位能力；通过改变SMA螺栓（4）第二削弱段（23）的长度和直径，对节点的强度和刚度进行调节。

4.根据权利要求1所述的一种基于SMA装配式易复位转动耗能节点，其特征在于：所有构件均为工厂预制而成，构件之间无需焊接，采用现场螺栓连接，便于施工安装；节点发生转动后，耗能角钢（5）屈服进入塑性阶段，其他构件均处于弹性阶段，避免钢梁（7）、钢柱（8）在地震中遭到破坏；节点的耗能能力由转动盘（12）第一螺旋面（13）和转动外盘（2）第二螺旋面（14）之间的摩擦力、耗能角钢（5）和SMA螺栓（4）提供，耗散地震能量；SMA螺栓（4）的超弹性减小由于耗能角钢（5）屈服引起的节点残余变形，耗能角钢（5）采用螺栓连接。