一種形狀記憶合金腹板摩擦自復位鋼框架節點制造技術

本實用新型專利技術是一種形狀記憶合金腹板摩擦自復位鋼框架節點，該節點由柱、牛腿、梁、形狀記憶合金拉索單元、張拉螺母、固定螺母、弧形孔高強螺栓和中心高強螺栓組成，所述柱近梁側焊接牛腿，牛腿采用雙腹板形式，并采用高強螺栓與梁腹板連接，弧形孔高強螺栓處的牛腿雙腹板開弧形孔，梁的腹板與牛腿雙腹板接觸面進行摩擦處理，通過高強螺栓預應力調節摩擦參數，梁的上部和下部分別用形狀記憶合金拉索單元與柱連接，調節張拉螺母和固定螺母控制形狀記憶合金索的初始狀態。本實用新型專利技術的形狀記憶合金腹板摩擦自復位鋼框架節點，具有構造簡單、實用性強、受力明確、高耗能、自復位等優點。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于建筑工程
，涉及一種形狀記憶合金腹板摩擦的自復位鋼框架節點，適用于對抗震自復位性能有較高要求的鋼框架結構。
技術介紹
鋼結構具有輕質高強、抗震性能好、建設周期短等優點，被廣泛應用于各類建筑結構中，是目前應用最為廣泛的結構形式之一。我國是個地震多發的國家，對于建筑結構的抗震性能要求較高，尤其是高層和超高層建筑的抗震問題更為突出。隨著建筑結構抗震理論與技術研究的深入，如何設計出地震中不發生破壞或是僅發生可以迅速修復破壞的結構，逐漸成為當前工程抗震的重要方向之一。這種可恢復結構體系主要包括可更換結構構件、搖擺結構和自復位結構等。節點作為框架結構中的重要組成部分，其自復位的能力對結構體系的自復位能力有較大的影響。因此，人們始終關注對自復位節點的開發，已公開的一些專利中如：一種具有自復位功能的帶角鋼裝配式混凝土框架組合節點(CN204385908U)、一種具有自復位功能的裝配式混凝土框架組合節點(CN204385909U)、一種自復位框架梁柱節點(CN203096950U)等，均是帶有自復位功能的框架節點。形狀記憶合金（Shape Memory Alloy，SMA）是一種重要的智能材料，具有抗疲勞性好、阻尼能力強、可恢復變形大及性能穩定等優點。目前，在土木工程領域已較多地應用于消能減振結構體系中的阻尼器中。在自復位節點方面也有了一些新型設計，如采用形狀記憶合金螺栓的鋼管柱-H形梁節點(CN103216010B)、一種采用形狀記憶合金螺栓的自復位鋼連梁(CN105113641B)、基于形狀記憶合金環簧組的自復位鋼結構梁柱抗震節點(CN105239674A)等。這些節點中，所用的形狀記憶合金主要是螺桿、螺栓等形式，但形狀記憶合金螺栓由于其機械敏感性，避免其端部螺紋部分的斷裂問題是阻礙其安全應用的一大難題；另外，目前的形狀記憶合金制作和加工水平下，成本相同時，較大直徑的棒或桿的形式的形狀記憶合金性能較絲材差；同時，單純地利用形狀記憶合金材料來耗散地震能量，將對形狀記憶合金材料提出過高的要求，這些都將很大程度上影響形狀記憶合金在自復位節點中發揮應有的作用。因此，開發一種利用性能更加穩定的形狀記憶合金絲材來進行節點復位的高耗能節點，將有很大的實用意義。
技術實現思路
本技術的目的是利用性能更加穩定的形狀記憶合金絲材進行復位、腹板摩擦耗能的設計一種自復位鋼框架節點。為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本技術通過以下技術方案實現：一種形狀記憶合金腹板摩擦自復位鋼框架節點，該節點包括柱、牛腿和梁，所述柱一側固接有牛腿，所述牛腿一端設置梁，所述牛腿的腹板與梁的腹板之間通過高強螺栓相連接，在所述梁的上部和下部分別通過形狀記憶合金拉索單元與柱相連接。進一步的，所述牛腿為雙腹板結構形式，所述梁的腹板伸出部分插入牛腿的雙腹板之間并通過高強螺栓相連接，連接處的牛腿的翼緣與梁的翼緣之間留有間隙。進一步的，所述高強螺栓包括多個弧形孔高強螺栓、以及設置于多個弧形孔高強螺栓之間的中心高強螺栓，所述牛腿雙腹板與弧形孔高強螺栓的配合連接處設有弧形孔，用于為梁提供轉動行程，所述梁的腹板與弧形孔高強螺栓的配合連接處設有正常圓孔，所述中心高強螺栓與牛腿和梁的腹板連接處的螺栓孔為正常圓孔，所述牛腿雙腹板與梁的腹板伸出段的接觸面為摩擦處理結構面，用于在梁轉動時形成摩擦阻尼器，提供和調節摩擦阻尼的參數。進一步的，所述形狀記憶合金拉索單元由形狀記憶合金索、連接套和螺紋桿組成，所述形狀記憶合金索由形狀記憶合金絲材平行合并或纏繞捻成，所述形狀記憶合金索通過連接套與螺紋桿相連接。進一步的，所述形狀記憶合金索通過兩端的螺紋桿分別錨固于柱和梁端。進一步的，所述柱通過一柱加勁肋與螺紋桿相連接，所述梁通過一梁加勁肋與螺紋桿相連接，在所述柱加勁肋和梁加勁肋與螺紋桿的連接處皆設有張拉螺母和固定螺母，用于通過調節張拉螺母和固定螺母以控制形狀記憶合金索的初始狀態。進一步的，所述柱加勁肋設置于柱中部與牛腿翼緣對應位置處，柱加勁肋由橫向加勁肋和縱向加勁肋組成，所述梁加勁肋橫向設置于梁的端部。本技術的有益效果是:本技術利用了由形狀記憶合金絲材制作成的形狀記憶合金索作為復位材料，相較于利用棒材的形狀記憶合金螺栓和螺桿更具有實用性；小震時，由摩擦阻尼提供耗能能力，大震時，由摩擦阻尼和超彈性阻尼共同提供耗能能力，在地震發生時，有效地耗散了地震能量，保護了主體結構；利用形狀記憶合金索的超彈性，使得震后節點能夠恢復初始狀態。本技術的形狀記憶合金腹板摩擦自復位鋼框架節點具有實用性強、受力明確、高耗能、自復位等優點。附圖說明圖1是本技術的結構示意圖；圖2是本技術的A-A剖面結構示意圖；圖3是本技術的B-B剖面結構示意圖；圖4是本技術的形狀記憶合金拉索單元示意圖；圖5是本技術的另一種拉索布置方案示意圖。圖中標號說明：1.柱，2.牛腿，3.梁，4.形狀記憶合金拉索單元，5.張拉螺母，6.固定螺母，7.弧形孔高強螺栓，8.中心高強螺栓，11.柱加勁肋，31.梁加勁肋，41.形狀記憶合金索，42.連接套，43.螺紋桿。具體實施方式下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本技術。參照圖1至圖4所示，一種形狀記憶合金腹板摩擦自復位鋼框架節點，該節點包括柱1、牛腿2和梁3，所述柱1一側固接有牛腿2，本實施例中為焊接，所述牛腿2一端設置梁3，所述牛腿2的腹板與梁3的腹板之間通過高強螺栓相連接，在所述梁3的上部和下部分別通過形狀記憶合金拉索單元4與柱1相連接。所述牛腿2為雙腹板結構形式，所述梁3的腹板伸出部分插入牛腿2的雙腹板之間并通過高強螺栓相連接，連接處的牛腿2的翼緣與梁3的翼緣之間留有間隙。所述高強螺栓包括多個弧形孔高強螺栓7、以及設置于多個弧形孔高強螺栓7之間的中心高強螺栓8，所述牛腿2雙腹板與弧形孔高強螺栓7的配合連接處設有弧形孔，用于為梁3提供轉動行程，所述梁3的腹板與弧形孔高強螺栓7的配合連接處設有正常圓孔，所述中心高強螺栓8與牛腿2和梁3的腹板連接處的螺栓孔為正常圓孔，所述牛腿2雙腹板與梁3的腹板伸出段的接觸面為摩擦處理結構面，用于在梁3轉動時形成摩擦阻尼器，提供和調節摩擦阻尼的參數。所述形狀記憶合金拉索單元4由形狀記憶合金索41、連接套42和螺紋桿43組成，所述形狀記憶合金索41由形狀記憶合金絲材平行合并或纏繞捻成，其材料為NiTi形狀記憶合金，所述形狀記憶合金索41通過連接套42與螺紋桿43相連接。所述形狀記憶合金索41通過兩端的螺紋桿43分別錨固于柱1和梁3端。所述柱1通過一柱加勁肋11與螺紋桿43相連接，所述梁3通過一梁加勁肋31與螺紋桿43相連接，在所述柱加勁肋11和梁加勁肋31與螺紋桿43的連接處皆設有張拉螺母5和固定螺母6，用于通過調節張拉螺母5和固定螺母6以控制形狀記憶合金索41的初始狀態。在本實施例中，柱1為工字形截面或箱型截面，與牛腿2之間焊接連接，牛腿2端部可適當加腋以確保梁3節點的塑性機制發生在牛腿2與梁3的拼接位置，梁3為工字形截面；所述柱加勁肋11設置于柱1中部與牛腿2翼緣對應位置處，柱加勁肋11由橫向加勁肋和縱向加勁肋組成，所述梁加勁肋31橫向設置于梁3的端部。在圖1中形狀記憶合金拉索單元4設置于牛本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種形狀記憶合金腹板摩擦自復位鋼框架節點，該節點包括柱(1)、牛腿(2)和梁(3)，所述柱(1)一側固接有牛腿(2)，所述牛腿(2)一端設置梁(3)，其特征在于，所述牛腿(2)的腹板與梁(3)的腹板之間通過高強螺栓相連接，在所述梁(3)的上部和下部分別通過形狀記憶合金拉索單元(4)與柱(1)相連接。

【技術特征摘要】
1.一種形狀記憶合金腹板摩擦自復位鋼框架節點，該節點包括柱(1)、牛腿(2)和梁(3)，所述柱(1)一側固接有牛腿(2)，所述牛腿(2)一端設置梁(3)，其特征在于，所述牛腿(2)的腹板與梁(3)的腹板之間通過高強螺栓相連接，在所述梁(3)的上部和下部分別通過形狀記憶合金拉索單元(4)與柱(1)相連接。2.根據權利要求1所述的形狀記憶合金腹板摩擦自復位鋼框架節點，其特征在于，所述牛腿(2)為雙腹板結構形式，所述梁(3)的腹板伸出部分插入牛腿(2)的雙腹板之間并通過高強螺栓相連接，連接處的牛腿(2)的翼緣與梁(3)的翼緣之間留有間隙。3.根據權利要求1或2所述的形狀記憶合金腹板摩擦自復位鋼框架節點，其特征在于，所述高強螺栓包括多個弧形孔高強螺栓(7)、以及設置于多個弧形孔高強螺栓(7)之間的中心高強螺栓(8)，所述牛腿(2)雙腹板與弧形孔高強螺栓(7)的配合連接處設有弧形孔，用于為梁（3）提供轉動行程，所述梁(3)的腹板與弧形孔高強螺栓(7)的配合連接處設有正常圓孔，所述中心高強螺栓(8)與牛腿(2)和梁(3)的腹板連接處的螺栓孔為正常圓孔，所述牛腿(2)雙腹板與梁(3)的腹板伸出段的接觸面為摩擦處理結構面，用于在梁（3）轉動時形成摩擦阻尼器，提供和調節摩擦...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳鑫，郭彤，趙寶成，李啟才，
申請(專利權)人：蘇州科技學院，
類型：新型
國別省市：江蘇;32