一种自复位钢框架梁-边柱节点制造技术

本实用新型专利技术提供了一种自复位钢框架梁‑边柱节点，包括钢梁，钢梁水平设置在钢柱的一侧；钢梁的翼缘与钢柱的翼缘之间设置有形状记忆合金板，且形状记忆合金板设置在钢梁的翼缘外侧；形状记忆合金板的一端与钢梁的翼缘连接，另一端与钢柱的翼缘连接；摩擦耗能器对称设置在钢梁的腹板两侧，摩擦耗能器的一端与钢梁连接，另一端与钢柱的翼缘连接；本实用新型专利技术通过设置形状记忆合金板，利用形状记忆合金板的塑性变形实现节点的自复位功能；通过摩擦耗能器与钢梁的翼缘及腹板之间能够实现摩擦耗能，并与形状记忆合金板产生协同作用，共同吸收节点处的地震能量，有效提高了钢框架梁‑边柱节点的结构延性和耗能能力，降低了结构震后修复成本。

【技术实现步骤摘要】
一种自复位钢框架梁-边柱节点
本技术属于结构工程
，特别涉及一种自复位钢框架梁-边柱节点。
技术介绍
传统的钢框架梁柱节点主要通过焊接形成刚性节点，而震后节点容易发生脆性破坏，且结构延性和耗能能力较差，残余变形较大，使得震后修复困难且成本较高；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，提高结构可恢复性的功能需求逐渐被国内外学者所关注。目前，自复位抗震结构体系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；相比传统的预应力筋或钢绞线，形状记忆合金材料(SMA)具有优越的超弹性和耗能能力，已逐渐用于梁柱节点；但由于SMA材料性能受温度、加载条件及热处理方式等因素，对梁柱节点的耗能能力和自复位性能产生较大不确定性影响。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本技术提供了一种自复位钢框架梁-边柱节点，以解决现有将记忆合金材料用于梁柱节点时，梁柱节点的耗能能力和自复位性能的不确定性较大，节点的结构延性和耗能能力较差的技术问题。为达到上述目的，本技术采用的技术方案为：本技术提供了一种自复位钢框架梁-边柱节点，包括钢梁、钢柱、形状记忆合金板及摩擦耗能器，钢梁水平设置在钢柱的一侧；钢梁与钢柱之间设置有形状记忆合金板，且形状记忆合金板设置在钢梁的翼缘外侧；形状记忆合金板的一端与钢梁的翼缘连接，另一端与钢柱的翼缘连接；摩擦耗能器对称设置在钢梁的腹板端部两侧，摩擦耗能器的一端与钢梁连接，另一端与钢柱的翼缘连接。r>进一步的，摩擦耗能器包括第一槽型钢、第二槽型钢、第一连接钢板、第二连接钢板及耗能摩擦片；第一槽型钢和第二槽型钢均位于钢梁的两翼缘之间，且对称设置在钢梁的腹板端部两侧；第一槽型钢的腹板与钢梁的腹板一侧紧密接触，第二槽型钢的腹板与钢梁的腹板另一侧紧密接触，且第一槽型钢的腹板、钢梁腹板及第二槽型钢的腹板之间通过第一螺栓固定连接在一起；第一槽型钢的翼缘及第二槽型钢的翼缘分别与钢梁的翼缘紧密接触，并通过第二螺栓固定连接在一起；第一槽型钢及第二槽型钢与钢梁的接触面之间均设置有耗能摩擦片；第一连接钢板设置在第一槽型钢与钢柱的翼缘之间，第一连接钢板的一侧与第一槽型钢的端部固定连接，另一侧通过第三螺栓与钢柱的翼缘固定连接；第二连接钢板设置在第二槽型钢与钢柱的翼缘之间，第二连接钢板的一侧与第二槽型钢的端部固定连接，另一侧通过第三螺栓与钢柱的翼缘固定连接。进一步的，第一槽型钢的腹板、第二槽型钢的腹板、耗能摩擦片及钢梁的腹板上对应设置有长圆形螺栓孔；长圆形螺栓孔的轴线水平设置，第一螺栓贯穿设置在第一槽型钢的腹板、第二槽型钢的腹板、耗能摩擦片及钢梁的腹板上的长圆形螺栓孔中，通过第一螺栓将第一槽型钢的腹板、第二槽型钢的腹板、耗能摩擦片及钢梁的腹板固定连接在一起。进一步的，第一螺栓、第二螺栓及第三螺栓均采用高强螺栓。进一步的，耗能摩擦片采用非石棉材料摩擦片。进一步的，形状记忆合金板为弯折钢板，弯折钢板设置在钢梁的上翼缘上方或下翼缘下方；弯折钢板包括第一固定段、第一弯折段、第二弯折段及第二固定段，第一固定段的一端与钢柱的翼缘固定连接，另一端与第一弯折段的一端连接，第一弯折段的另一端与第二弯折段的一端连接；第二弯折段的另一端与第二固定段的一端连接，第二固定段的另一端与钢梁的翼缘固定连接；第一弯折段及第二弯折段均朝钢梁的翼缘与钢柱的翼缘的交线方向弯折，且第一弯折段与第二弯折段的交线与钢梁翼缘及钢柱翼缘交线平行。进一步的，还包括腹板加劲肋，腹板加劲肋对称设置在钢柱的腹板两侧，且置于钢柱的两翼缘之间；腹板加劲肋与钢梁的翼缘平行设置，且位于同一平面内。进一步的，钢梁采用工字形钢梁，钢柱采用工字形钢柱。与现有技术相比，本技术的有益效果为：本技术提供了一种自复位钢框架梁-边柱节点，通过在钢梁的翼缘与钢柱的翼缘之间设置形状记忆合金板，形状记忆合金板具有优越的超弹性和耗能能力，对钢梁的翼缘起到加强作用，有效避免节点处钢梁翼缘的局部屈曲变形；同时，利用形状记忆合金板的塑性变形实现节点的自复位功能；通过将摩擦耗能器对称设置在钢梁的腹板两侧，摩擦耗能器与钢梁的翼缘及腹板之间能够实现摩擦耗能，并与形状记忆合金板产生协同作用，共同吸收节点处的地震能量，确保构件无明显非弹性变形，有效提高了钢框架梁-边柱节点的结构延性和耗能能力，降低了节点的残余变形，节点抗震性能较高，降低了结构震后修复成本。进一步的，摩擦耗能器采用两个槽型钢、连接钢板及耗能摩擦片组合设置，槽型钢的腹板及翼缘与钢梁的腹板及翼缘之间均设置耗能摩擦片，通过耗能摩擦片与钢梁的腹板及翼缘摩擦，实现摩擦耗能器的摩擦耗能，有效提高了节点的结构延性和耗能性能，能够有效吸收地震能量，避免了构件的非弹性变形，提高节点的抗震性能，降低结构震后修复成本。进一步的，槽型钢的腹板、耗能摩擦片及钢梁的腹板之间设置长圆形螺栓孔，将螺栓穿设在长圆形螺栓孔中，节点受力时，螺栓能够在长圆形螺栓孔中产生水平位移，实现耗能，有效提高结构延性；延性转动能力大，有效提高了摩擦耗能器的耗能能力更强，转动能力可以调控；节点延性转动后，能够将摩擦型螺栓群转变为承压型螺栓群，有效提高了节点强度及节点的极限承载能力，螺栓滑动变形后几乎不需要修复，制作安装简便。进一步的，螺栓均采用高强螺栓，确保了节点的连接强度和结构的稳定性，有效提高了节点的承载能力。进一步的，耗能摩擦片采用非石棉材料摩擦片，性能稳定，摩擦噪声小；通过在钢梁的腹板和槽型钢的腹板、钢梁的翼缘和槽型钢的翼缘之间填充非石棉材料摩擦片，通过螺栓将钢梁、耗能摩擦片及槽型钢组合成摩擦耗能器，能够消耗绝大部分地震能量，从而增强节点的耗能能力，且耗能过程稳定性较好。进一步的，形状记忆合金板采用弯折钢板，利用弯折钢板对钢梁的翼缘产生加强作用，避免了节点处的局部屈曲变形；同时，形状记忆合金板的弯折设置，能够在地震作用下产生变形，吸收大量地震能力，提高节点的耗能能力。进一步的，通过在钢柱腹板设置腹板加劲肋，提高抗弯承载力和节点转动刚度，同时减小柱翼缘变形。综上所述，本技术所述的一种自复位钢框架梁-边柱节点，通过在钢梁与槽型钢的接触面设置耗能摩擦片，通过在钢梁的翼缘与钢柱翼缘之间设置形状记忆合金弯折钢板；钢梁、槽型钢、连接钢板及钢柱之间采用高强螺栓连接；利用耗能摩擦片与钢梁之间摩擦，实现摩擦耗能；通过形状记忆合金弯折钢板与耗能摩擦片的协调作用，共同吸收地震能量，确保节点主要构件无明显非弹性变形，可减少结构震后修复成本；利用形状记忆合金弯折钢板的塑性变形可实现节点自复位，整个节点具有优异的结构延性及耗能能力；本技术采用装配式结构，施工方便，安全性较高，增强结构构件的可更换性；同时，形状记忆合金弯折钢板对钢梁的翼缘有加强作用，可以有效防止节点处钢梁的翼缘局部屈曲变形；本技术能够显著提高钢框架梁柱节点的耗能能力，耗能摩擦片采用非石棉材料，性能稳定，摩擦噪声小，在梁腹板和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自复位钢框架梁-边柱节点，其特征在于，包括钢梁(1)、钢柱(2)、形状记忆合金板(3)及摩擦耗能器(4)，钢梁(1)水平设置在钢柱(2)的一侧；钢梁(1)与钢柱(2)之间设置有形状记忆合金板(3)，且形状记忆合金板(3)设置在钢梁(1)的翼缘外侧；形状记忆合金板(3)的一端与钢梁(1)的翼缘连接，另一端与钢柱(2)的翼缘连接；摩擦耗能器(4)对称设置在钢梁(1)的腹板端部两侧，摩擦耗能器(4)的一端与钢梁(1)连接，另一端与钢柱(2)的翼缘连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种自复位钢框架梁-边柱节点，其特征在于，包括钢梁(1)、钢柱(2)、形状记忆合金板(3)及摩擦耗能器(4)，钢梁(1)水平设置在钢柱(2)的一侧；钢梁(1)与钢柱(2)之间设置有形状记忆合金板(3)，且形状记忆合金板(3)设置在钢梁(1)的翼缘外侧；形状记忆合金板(3)的一端与钢梁(1)的翼缘连接，另一端与钢柱(2)的翼缘连接；摩擦耗能器(4)对称设置在钢梁(1)的腹板端部两侧，摩擦耗能器(4)的一端与钢梁(1)连接，另一端与钢柱(2)的翼缘连接。


2.根据权利要求1所述的一种自复位钢框架梁-边柱节点，其特征在于，摩擦耗能器(4)包括第一槽型钢(41)、第二槽型钢(42)、第一连接钢板(43)、第二连接钢板(44)及耗能摩擦片(45)；
第一槽型钢(41)和第二槽型钢(42)均位于钢梁(1)的两翼缘之间，且对称设置在钢梁(1)的腹板端部两侧；第一槽型钢(41)的腹板与钢梁(1)的腹板一侧紧密接触，第二槽型钢(42)的腹板与钢梁(1)的腹板另一侧紧密接触，且第一槽型钢(41)的腹板、钢梁(1)腹板及第二槽型钢(42)的腹板之间通过第一螺栓(46)固定连接在一起；第一槽型钢(41)的翼缘及第二槽型钢(42)的翼缘分别与钢梁(1)的翼缘紧密接触，并通过第二螺栓(47)固定连接在一起；第一槽型钢(41)及第二槽型钢(42)与钢梁(1)的接触面之间均设置有耗能摩擦片(45)；
第一连接钢板(43)设置在第一槽型钢(41)与钢柱(2)的翼缘之间，第一连接钢板(43)的一侧与第一槽型钢(41)的端部固定连接，另一侧通过第三螺栓(48)与钢柱(2)的翼缘固定连接；第二连接钢板(44)设置在第二槽型钢(42)与钢柱(2)的翼缘之间，第二连接钢板(44)的一侧与第二槽型钢(42)的端部固定连接，另一侧通过第三螺栓(48)与钢柱(2)的翼缘固定连接。


3.根据权利要求2所述的一种自复位钢框架梁-边柱节点，其特征在于，第一槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔柳，王社良，张航，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61