CN107386437B - 一种钢结构自复位的梁柱节点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢结构自复位的梁柱节点，包括方形钢柱、钢梁和形状记忆合金固定板，所述形状记忆合金固定板结构为1/4圆形框架板，四个1/4圆形框架板通过高强螺栓分别连接在方形钢柱的四个侧壁上，在相邻1/4圆形框架板之间通过高强螺栓连接有钢梁，钢梁在外荷载作用下，节点区受力变形致使形状记忆合金固定板发生变形，承受节点内力。该结构解决了钢结构节点震后残余变形过大的问题，本发明构造简单，环保，结构稳定，施工工期短。

Description

一种钢结构自复位的梁柱节点
技术领域
本发明涉及一种钢结构自复位的梁柱节点，属于建筑工程技术领域。
背景技术
近年来，钢结构的应用越发广泛，与其他结构形式相比，钢结构建筑具有卓越的抗震性能，在历次地震中震害较少，经受住考验，很少发生整体破坏和倒塌现象。但在地震中，钢结构经常发生局部破坏，诸如：框架节点区的焊接连接脆性破坏；竖向支撑的整体和局部破坏；柱脚的柱翼缘和柱子底板的破裂以及锚栓失效。其中，节点的破坏最为频繁、严重，节点的破坏多为脆性破坏。
现阶段，防止节点脆性破坏的一般措施为：提高焊接质量；提高螺栓连接质量；采用狗骨式、拖座式、铸钢节点。但是，现阶段这些传统的防止节点脆性破坏措施仍存在一些弊端，诸如节点在地震作用后存在较大的残余变形，不能自复位。因此，有必要开发出一种新型的节点结构，这种新型节点结构要具有震后变形可复位的特点，如此便可以消除地震后二次加固节点而带来的巨额成本，并具有良好的工程应用前景。
形状记忆合金正是开发上述新型节点结构的理想材料，形状记忆合金是一种具有多种特殊力学性能的新型功能材料，具有显著的形状记忆效应、相变超弹性和高阻尼特性。较其他材料相比，形状记忆合金的抗疲劳性能很好，变形可恢复应变很大（6%~8%）。因此，基于形状记忆合金开发出的节点结构是减轻钢结构在地震作用下损伤，减小地震后修复钢结构节点费用的有效方案。
发明内容
为解决以上背景技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于提出一种钢结构自复位的梁柱节点，其目的是解决钢结构节点震后残余变形过大的问题。本发明构造简单，环保，结构稳定，施工工期短。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
一种钢结构自复位的梁柱节点，包括方形钢柱、钢梁和形状记忆合金固定板，所述形状记忆合金固定板结构为1/4圆形框架板，四个1/4圆形框架板通过高强螺栓分别连接在方形钢柱四个侧壁上，在相邻1/4圆形框架板之间通过高强螺栓连接有钢梁，钢梁在外荷载作用下，节点区受力变形致使形状记忆合金固定板发生变形，承受节点内力。
进一步，所述钢梁由上下翼缘和中间的腹板组成，在钢梁一端的上下翼缘上设有水平对称布置的螺栓孔，在腹板上设有竖向对称布置的螺栓孔。
进一步，所述形状记忆合金固定板包括1/4圆弧的上水平板、1/4圆弧的下水平板、连接在1/4圆弧的上、下水平板两端面的外侧竖向板，在1/4圆弧的上、下水平板的圆弧角上设有呈直角分布的内侧竖向板，且1/4圆弧的上水平板、1/4圆弧的下水平板、外侧竖向板和内侧竖向板连接构成1/4圆形框架板。
进一步，所述1/4圆弧的上、下水平板的两端面上开有螺栓孔，内侧竖向板直角边上开有螺栓孔，外侧竖向板上开有与腹板螺栓孔相对应的螺栓孔。
进一步，所述方形钢柱每个侧面分别设有与形状记忆合金固定板中的内侧竖向板螺栓孔相对应的螺栓孔。
进一步，形状记忆合金固定板和与其连接的钢梁通过高强螺栓连接在方形钢柱侧壁上，并与方形钢柱的顶部齐平。
本发明的效果和优点：本发明利用形状记忆合金的自复位、变形后无残余等特点，开发出的钢结构自复位梁柱节点，其抗剪承载能力、抗弯承载能力明显提高，耗能能力也显著提高，震后可恢复，无残余变形。新型节点的抗震性能提高，使得整个结构抗震性能得到优化。本发明具有良好的耐久性、抗腐蚀性能和抗疲劳性能。
附图说明
图1为梁柱节点示意图；
图2为钢梁示意图；
图3为方形钢柱示意图；
图4为形状记忆合金固定板正面示意图；
图5为形状记忆合金固定板反面示意图。
图中：1、方形钢柱；2、钢梁；3、形状记忆合金固定板；4、高强螺栓；5、螺栓孔；21、上翼缘；22下翼缘；23、腹板；31、上水平板；32、下水平板；33、外侧竖向板；34、内侧竖向板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
如图1所示，一种钢结构自复位的梁柱节点，包括方形钢柱1、钢梁2和形状记忆合金固定板3，钢梁2通过高强螺栓4与形状记忆合金固定板3连接，形状记忆合金固定板3通过高强螺栓4与方形钢柱1连接。钢梁2在外荷载作用下，节点区受力变形致使形状记忆合金固定板3发生变形，承受节点内力。
如图2，钢梁2由上翼缘21、下翼22和中间的腹板23组成，上翼缘21和下翼缘22各分两排水平对称布置螺栓孔5，腹板23分两排竖向对称布置螺栓孔5。
如图3，方形钢柱1每侧面分两排竖向对称布置螺栓孔5。
如图4、5，形状记忆合金固定板3包括1/4圆弧的上水平板31、1/4圆弧的下水平板31、连接在1/4圆弧的上、下水平板31、32两端面的外侧竖向板33，在1/4圆弧的上、下水平板31、32的圆弧角上设有呈直角分布的内侧竖向板34，且1/4圆弧的上水平板31、1/4圆弧的下水平板32、外侧竖向板33和内侧竖向板34连接构成1/4圆形框架板。上水平板31、下水平板32、外侧竖向板33和内侧竖向板34都开有螺栓孔5，螺栓孔5按照布置应该与钢梁2、方形钢柱1的螺栓孔5对应。
如图1，钢梁2的上翼缘21与形状记忆合金固定板3的上水平板31通过高强螺栓4连接，钢梁2的下翼缘22与形状记忆合金固定板3的下水平板32通过高强螺栓4连接，钢梁2的腹板23与形状记忆合金固定板3的外侧竖向板33通过高强螺栓4连接，方形钢柱1的侧面与形状记忆合金固定板3的内侧竖向板34通过高强螺栓连接，形状记忆合金固定板3和与其连接的钢梁2通过高强螺栓连接在方形钢柱1侧壁上，并与方形钢柱1的顶部齐平。
钢结构采用此自复位梁柱节点，其抗剪承载能力、抗弯承载能力明显提高，耗能能力也显著提高，震后可恢复，无残余变形。新型节点的抗震性能提高，使得整个结构抗震性能得到优化。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种钢结构自复位的梁柱节点，其特征在于：包括方形钢柱（1）、钢梁（2）和形状记忆合金固定板（3），所述形状记忆合金固定板（3）结构为1/4圆形框架板，四个1/4圆形框架板通过高强螺栓分别连接在方形钢柱（1）四个侧壁上，在相邻1/4圆形框架板之间通过高强螺栓连接有钢梁（2）；
所述钢梁（2）由上翼缘（21）、下翼缘（22）和中间的腹板（23）组成；
钢梁（2）的上翼缘（21）与形状记忆合金固定板（3）的上水平板（31）通过高强螺栓（4）连接，钢梁（2）的下翼缘（22）与形状记忆合金固定板（3）的下水平板（32）通过高强螺栓（4）连接，钢梁（2）的腹板（23）与形状记忆合金固定板（3）的外侧竖向板（33）通过高强螺栓（4）连接，方形钢柱（1）的侧面与形状记忆合金固定板（3）的内侧竖向板（34）通过高强螺栓连接；形状记忆合金固定板（3）和与其连接的钢梁（2）通过高强螺栓连接在方形钢柱（1）侧壁上，并与方形钢柱（1）的顶部齐平；
钢梁（2）在外荷载作用下，节点区受力变形致使形状记忆合金固定板（3）发生变形，承受节点内力，震后能恢复，无残余变形。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构自复位的梁柱节点，其特征在于：在钢梁（2）一端的上下翼缘上设有水平对称布置的螺栓孔，在腹板上设有竖向对称布置的螺栓孔。
3.根据权利要求1所述的一种钢结构自复位的梁柱节点，其特征在于：所述形状记忆合金固定板（3）包括1/4圆弧的上水平板（31）、1/4圆弧的下水平板（32）、连接在1/4圆弧的上、下水平板（31、32）两端面的外侧竖向板（33），在1/4圆弧的上、下水平板（31、32）的圆弧角上设有呈直角分布的内侧竖向板（34），且1/4圆弧的上水平板（31）、1/4圆弧的下水平板（32）、外侧竖向板（33）和内侧竖向板（34）连接构成1/4圆形框架板。
4.根据权利要求3所述的一种钢结构自复位的梁柱节点，其特征在于：所述1/4圆弧的上、下水平板（31、32）的两端面上开有螺栓孔，内侧竖向板（34）直角边上开有螺栓孔，外侧竖向板（33）上开有与腹板螺栓孔相对应的螺栓孔。
5.根据权利要求1所述的一种钢结构自复位的梁柱节点，其特征在于：所述方形钢柱（1）每个侧面分别设有与形状记忆合金固定板（3）中的内侧竖向板（34）螺栓孔相对应的螺栓孔。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6872891B2 (ja) * 2016-12-06 2021-05-19 株式会社熊谷組 柱梁接合部の補強構造
CN108821058A (zh) * 2018-08-29 2018-11-16 郑超 组装式钢结构电梯井道
CN112832578B (zh) * 2021-01-08 2022-05-24 北京工业大学 一种用于提升梁柱节点消能与自复位能力的装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120118180A (ko) * 2011-04-18 2012-10-26 인하대학교 산학협력단 초탄성 형상기억합금 연결 구속재를 이용한 모멘트 접합 구조
KR101399072B1 (ko) * 2012-12-12 2014-05-27 인천대학교 산학협력단 좌굴방지 자동 복원이 가능한 보 - 기둥 접합부 장치
CN204753817U (zh) * 2015-06-24 2015-11-11 宿迁学院 一种钢结构梁柱节点
CN105239674A (zh) * 2015-06-30 2016-01-13 同济大学 基于形状记忆合金环簧组的自复位钢结构梁柱抗震节点
CN105672476A (zh) * 2016-03-10 2016-06-15 苏州科技学院 一种形状记忆合金复合翼缘摩擦的钢结构梁柱拼接节点
CN105672493A (zh) * 2016-03-10 2016-06-15 苏州科技学院 一种形状记忆合金腹板摩擦自复位钢框架节点

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120118180A (ko) * 2011-04-18 2012-10-26 인하대학교 산학협력단 초탄성 형상기억합금 연결 구속재를 이용한 모멘트 접합 구조
KR101399072B1 (ko) * 2012-12-12 2014-05-27 인천대학교 산학협력단 좌굴방지 자동 복원이 가능한 보 - 기둥 접합부 장치
CN204753817U (zh) * 2015-06-24 2015-11-11 宿迁学院 一种钢结构梁柱节点
CN105239674A (zh) * 2015-06-30 2016-01-13 同济大学 基于形状记忆合金环簧组的自复位钢结构梁柱抗震节点
CN105672476A (zh) * 2016-03-10 2016-06-15 苏州科技学院 一种形状记忆合金复合翼缘摩擦的钢结构梁柱拼接节点
CN105672493A (zh) * 2016-03-10 2016-06-15 苏州科技学院 一种形状记忆合金腹板摩擦自复位钢框架节点

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