加勁肋11和梁加勁肋31與螺紋桿43的連接處皆設(shè)有張拉螺母5和固定螺母6，用于通過調(diào)節(jié)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(tài)。
[0024]在本實(shí)施例中，柱I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(dāng)加腋以確保梁3節(jié)點(diǎn)的塑性機(jī)制發(fā)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(shè)置于柱I中部與牛腿2翼緣對(duì)應(yīng)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(shè)置于梁3的端部。
[0025]在圖1中形狀記憶合金拉索單元4設(shè)置于牛腿2和梁3的翼緣內(nèi)側(cè)，圖5則是本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，形狀記憶合金拉索單元4設(shè)置于牛腿2和梁3的翼緣外側(cè)。
[0026]結(jié)合上述技術(shù)方案和附圖詳述本發(fā)明的實(shí)施步驟:
步驟(I)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，計(jì)算節(jié)點(diǎn)所需高強(qiáng)螺栓直徑與個(gè)數(shù)、弧形孔尺寸、形狀記憶合金索直徑與數(shù)量等參數(shù)；
步驟(2)在工廠內(nèi)或施工現(xiàn)場(chǎng)加工柱I及其牛腿2，兩者焊接連接;柱I設(shè)計(jì)位置焊接橫向加勁肋和縱向加勁肋，并在縱向加勁肋和近兩側(cè)翼緣開設(shè)孔洞，以便形狀記憶合金拉索單元4穿過;牛腿2的雙腹板在設(shè)計(jì)位置開弧形螺栓孔和圓螺栓孔，內(nèi)側(cè)進(jìn)行摩擦處理，并按正常施工順序進(jìn)行定位安裝；
步驟(3)預(yù)先加工形狀記憶拉索單元4，參照平行鋼絲束、鋼絞線或鋼絲繩的做法，將形狀記憶合金絲材加工成形狀記憶合金索41;連接套42和螺紋桿43直接加工成一體，而后在形狀記憶合金索41梁端分別連接連接套42;
步驟(4)預(yù)先加工梁3，其腹板往柱I方向伸出，并按設(shè)計(jì)位置開設(shè)圓形螺栓孔，伸出段根部切弧，防止應(yīng)力集中；在梁3端部設(shè)計(jì)位置焊接梁加勁肋31，并開設(shè)孔洞，便于形狀記憶合金拉索單元4穿過；
步驟(5)將梁3起吊至安裝位置，其腹板伸出段插入牛腿2的雙腹板之間，插入高強(qiáng)螺栓，并擰緊螺母； 步驟(6)在形狀記憶合金拉索單元4兩端的螺紋桿43安裝張拉螺母5，將兩端分別穿入柱加勁肋11和梁加勁肋31，再安裝固定螺母6，調(diào)節(jié)張拉螺母5和固定螺母6以張拉形狀記憶合金拉索單元。
[0027]本發(fā)明原理
任何情況下，梁端剪力均由牛腿2的腹板和梁3的腹板的高強(qiáng)螺栓連接承擔(dān)。
[0028]正常使用時(shí)，由豎向荷載引起的梁端彎矩較小，形狀記憶合金拉索單元4中的形狀記憶合金索41保持奧氏體狀態(tài)，具有較大的剛度，因此，由于靜摩擦力和形狀記憶合金索41的共同作用，梁端轉(zhuǎn)角相對(duì)較小，滿足正常使用要求。
[0029]地震荷載較小時(shí)，由側(cè)向荷載引起的彎矩使得總彎矩變大，梁端發(fā)生一定的轉(zhuǎn)動(dòng)，但形狀記憶合金索41仍處于奧氏體狀態(tài)，保證了梁端較小的轉(zhuǎn)角；與此同時(shí)，由于梁端轉(zhuǎn)動(dòng)，使得梁3的腹板伸出段在牛腿2的兩腹板間轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生動(dòng)摩擦阻尼耗能，耗散地震能量；地震結(jié)束時(shí)，利用形狀記憶合金拉索單元4的彈性使節(jié)點(diǎn)復(fù)位。
[0030]地震荷載較大時(shí)，較大的梁端彎矩使得形狀記憶合金索41發(fā)生馬氏體相變，剛度減小，梁端發(fā)生較大的轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，形狀記憶合金拉索41提供超彈性阻尼耗能，梁3的腹板伸出段的轉(zhuǎn)動(dòng)提供摩擦阻尼耗能，節(jié)點(diǎn)形成塑性鉸機(jī)制，共同耗散地震能量;地震結(jié)束時(shí)，利用形狀記憶合金拉索單元4的超彈性使節(jié)點(diǎn)復(fù)位。
[0031 ]在此過程中，腹板高強(qiáng)螺栓連接始終承擔(dān)剪力，牛腿2的雙腹板和梁3的腹板的接觸面提供摩擦阻尼，形狀記憶合金索41提供超彈性阻尼和自復(fù)位能力。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種形狀記憶合金腹板摩擦自復(fù)位鋼框架節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)包括柱(I)、牛腿(2)和梁(3)，所述柱(I) 一側(cè)固接有牛腿(2)，所述牛腿(2)—端設(shè)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(qiáng)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(I)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶合金腹板摩擦自復(fù)位鋼框架節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述牛腿(2)為雙腹板結(jié)構(gòu)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(qiáng)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的形狀記憶合金腹板摩擦自復(fù)位鋼框架節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述高強(qiáng)螺栓包括多個(gè)弧形孔高強(qiáng)螺栓(7)、以及設(shè)置于多個(gè)弧形孔高強(qiáng)螺栓(7)之間的中心高強(qiáng)螺栓(8)，所述牛腿(2)雙腹板與弧形孔高強(qiáng)螺栓(7)的配合連接處設(shè)有弧形孔，用于為梁(3)提供轉(zhuǎn)動(dòng)行程，所述梁(3)的腹板與弧形孔高強(qiáng)螺栓(7)的配合連接處設(shè)有正常圓孔，所述中心高強(qiáng)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(jié)構(gòu)面，用于在梁(3)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)形成摩擦阻尼器，提供和調(diào)節(jié)摩擦阻尼的參數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶合金腹板摩擦自復(fù)位鋼框架節(jié)點(diǎn)，其特征在于，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(4)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(41)通過連接套(42)與螺紋桿(43)相連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的形狀記憶合金腹板摩擦自復(fù)位鋼框架節(jié)點(diǎn)，其特征在于，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(I)和梁(3)端。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的形狀記憶合金腹板摩擦自復(fù)位鋼框架節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述柱(I)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(shè)有張拉螺母(5)和固定螺母(6)，用于通過調(diào)節(jié)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(tài)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的形狀記憶合金腹板摩擦自復(fù)位鋼框架節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述柱加勁肋(11)設(shè)置于柱(I)中部與牛腿(2)翼緣對(duì)應(yīng)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(shè)置于梁(3)的端部。
【專利摘要】本發(fā)明是一種形狀記憶合金腹板摩擦自復(fù)位鋼框架節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)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(qiáng)螺栓和中心高強(qiáng)螺栓組成，所述柱近梁側(cè)焊接牛腿，牛腿采用雙腹板形式，并采用高強(qiáng)螺栓與梁腹板連接，弧形孔高強(qiáng)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(jìn)行摩擦處理，通過高強(qiáng)螺栓預(yù)應(yīng)力調(diào)節(jié)摩擦參數(shù)，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(diào)節(jié)張拉螺母和固定螺母控制形狀記憶合金索的初始狀態(tài)。本發(fā)明的形狀記憶合金腹板摩擦自復(fù)位鋼框架節(jié)點(diǎn)，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、受力明確、高耗能、自復(fù)位等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】E04B1/58, E04B1/98
【公開號(hào)】CN105672493
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610134684
【發(fā)明人】陳鑫, 郭彤, 趙寶成, 李啟才
【申請(qǐng)人】蘇州科技學(xué)院
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年3月10日