CN115012524B - 自复位耗能钢结构梁柱连接节点 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种自复位耗能钢结构梁柱连接节点,包括钢柱和钢梁以及自复位耗能装置,所述自复位耗能装置具有外框架、耗能件和SMA钢棒,所述外框架位于钢柱的一侧与所述钢柱连接固定;所述耗能件以一端固定地设置于外框架内,所述钢梁端部同时与所述耗能件的另一端连接固定;所述SMA钢棒一端连接所述耗能件,另一端与所述钢柱连接固定;并且所述钢梁能够相对于所述外框架产生纵向位移,在产生纵向位移过程中带动所述耗能件转动耗能。本公开的自复位耗能装置使得梁柱结构在遭受地震作用时仍然能够保持可接受的功能、地震后不需修复或在部分使用状态下稍加修复即可恢复其原有使用功能,结构体系易于建造和维护,全寿命成本效益高。
Description
技术领域
本公开涉及建筑结构技术领域,尤其是钢结构梁柱连接,具体是一种自复位耗能钢结构梁柱连接节点。
背景技术
随着科学技术的快速发展和经济水平的提高,人们的生活质量越来越高,从而对各个行业的要求越来越高。土木工程结构在震后能否保持其功能性受到了愈多人们的关注,在这个背景下,韧性城市的概念愈加火热。传统的抗震设计理念以保护生命为首要目标,通过延性设计避免结构在地震作用下发生脆性破坏甚至倒塌,从而为逃生提供可能。
延性和消能俱佳的传统结构固然具有良好的抗震性能和较高的抗倒塌裕度,但是如果结构的主要受力构件(如梁、柱和节点等)或增设的减隔震元件(如支撑、阻尼器和支座等)产生不可恢复的塑性变形,那么结构整体也会积累过大的残余变形,会给结构的震后修缮工作增加技术难度和经济负担,甚至使得大量受损结构最终被迫拆除重建。
为了解决这些问题,自复位耗能结构成为了地震工程界当前研究的热点。但现有技术单独应用摇摆、自复位、可更换、附加耗能装置等技术,单独应用只有单一效果,实际作用不太明显。
发明内容
为解决上述问题,本公开的目的在于提出一种自复位耗能装置及钢结构梁柱连接节点,使得其在遭受地震作用时仍然能够保持可接受的功能、地震后不需修复或在部分使用状态下稍加修复即可恢复其原有使用功能,结构体系易于建造和维护,全寿命成本效益高。
本公开是这样实现的:
本公开第一方面提供一种自复位耗能钢结构梁柱连接节点,包括钢柱和钢梁,还包括布置在钢梁端部并与钢柱固定连接的自复位耗能装置,所述钢梁通过该自复位耗能装置与钢柱连接,所述自复位耗能装置具有外框架、耗能件和SMA钢棒,其中:
所述外框架位于钢柱的一侧与所述钢柱连接固定,所述钢梁端部与所述外框架连接固定;
所述耗能件以一端固定地设置于外框架内,所述钢梁端部同时与所述耗能件的另一端连接固定;
所述SMA钢棒位于所述外框架内,其一端连接所述耗能件,另一端穿过所述外框架位于钢柱的一侧与所述钢柱连接固定;并且
所述钢梁能够相对于所述外框架产生纵向位移,在产生纵向位移过程中带动所述耗能件转动耗能。
在一些实施例中,所述外框架位于钢柱的一侧开设有通孔一,钢柱上对应所述通孔一开设有通孔二,外框架顶部和底部均开设有多个通孔三,外框架内部固定连接有耗能件,耗能件上对应所述通孔三开设有多个通孔四;
所述SMA钢棒穿过所述通孔一和通孔二连接所述钢柱与耗能件;
所述钢梁端部对应所述通孔三开设有多个通孔五,钢梁通过螺栓穿过通孔五、通孔三和通孔四连接外框架和耗能件,钢梁通过螺栓带动所述耗能件转动耗能;
优选的,所述外框架位于钢柱的一侧还开设有通孔六,钢柱上对应所述通孔六开设有通孔七,外框架通过螺栓穿过通孔六、通孔七与钢柱固定连接。
在一些实施例中,所述外框架内部设置有一横隔板,横隔板将外框架内部分隔成上下两个半区,两个半区内各设置一耗能件;
优选的,横隔板上开设有多个通孔八,耗能件底部对应通孔八开设有通孔九,上下两个耗能件通过螺栓穿过通孔八和通孔九与横隔板固定连接;
优选的,所述外框架为由上板、下板、左端板以及右端板围合形成的矩形框架结构,所述通孔三开设在上板和下板上,所述横隔板从中间连接左端板和右端板;
优选的,所述通孔三为长形孔,通孔四、通孔五为圆形孔,圆形孔的孔径与对应穿过的螺栓直径匹配;
优选的,所述通孔三开设四个。
在一些实施例中,所述耗能件由顶板、底板以及连接在顶板和底板间的耗能板构成,上下两个耗能件的底板紧贴所述横隔板固定;
优选的,所述通孔四开设在顶板上,所述通孔九开设在底板上;
优选的,所述耗能板采用软钢;
优选的,所述耗能板上开设有至少一个规则多边形孔;
优选的,所述耗能板设置多块,多块耗能板沿钢梁的纵向方向平行间隔布置。
在一些实施例中,所述耗能件的顶板与所述外框架的上板接触面之间涂覆有摩擦材料。
在一些实施例中,所述耗能件的顶板位于钢柱的一侧边缘开设有通孔十,SMA钢棒穿过所述通孔十并在另一端穿过通孔一和通孔二与钢柱连接固定;
优选的,SMA钢棒为U型棒,所述通孔一和通孔二各开设两个,用于穿设U型棒的两端;
优选的,所述通孔十开设两个,每个耗能件通过两根SMA钢棒连接钢柱;
优选的,所述通孔十为长形孔。
在一些实施例中,所述外框架的另一侧开设有螺栓孔,正对螺栓孔向内固定连接有套筒,套筒中设置有弹簧,所述弹簧抵接所述耗能件的顶板边缘;
优选的,所述套筒为有底套筒,底部开设矩形槽并且在底部放置垫片,所述耗能件的顶板边缘嵌入矩形槽并抵接垫片;
优选的,所述弹簧被施加预应力;
优选的,所述螺栓孔开设四个,每个耗能件通过两组弹簧抵接其顶板边缘。
在一些实施例中,所述钢柱侧面水平向焊接有上下两块端板,所述端板上开设有与所述通孔三对应的多个通孔十一,所述钢梁端部通过螺栓穿过通孔十一、通孔五、通孔三和通孔四连接外框架和耗能件;
优选的,所述通孔十一为长形孔。
在一些实施例中,所述钢柱为H型钢柱,钢梁为H型钢梁,所述通孔二和通孔七开设在H型钢柱位于钢梁一侧的翼缘上,所述通孔五对称开设在H型钢梁的上下翼缘上;
优选的,所述H型钢柱在连接节点处的腹板内外两侧两翼缘之间各焊接有三块加劲肋板;
所述自复位耗能装置在H型钢梁的腹板内外两侧对称布置各一套,且自复位耗能装置安装在H型钢梁上下翼缘之间。
本公开另一方面提供一种自复位耗能钢结构梁柱结构体系,采用本公开第一方面提供的连接节点。
本公开相对于现有技术的有益效果是:本公开提出的一种自复位耗能钢结构梁柱连接节点,综合运用了SMA记忆合金、耗能钢板、弹簧来实现耗能以及自复位的效果,SMA记忆合金、耗能钢板、弹簧的耗能机制拥有优秀的消能能力和恢复变形能力,进一步借助摩擦耗能,从而减少地震时结构的变形,减少损失,在遭受地震作用时结构仍然能够保持可接受的功能、地震后不需修复或在部分使用状态下稍加修复即可恢复其原有使用功能,结构体系易于建造,自复位耗能装置易更换和维修,单独更换不影响结构的正常使用功能,耗能件可单独更换和修理以提高经济效益,全寿命成本效益高。SMA棒材可根据使用场景不同灵活更换型号(粗细),既可以保证结构的使用也兼顾一定的经济性,本公开可广泛应用于建筑物的自复位消能减震。
附图说明
为了更清楚地说明本公开的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本公开可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本公开所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本公开所揭示的技术内容涵盖的范围内。
图1示例性示出一种较佳实施方式的梁柱连接节点装配图;
图2示例性示出一种较佳实施方式的梁柱连接节点分解图;
图3示例性示出一种较佳实施方式的外框架仰视立体结构示意图;
图4示例性示出一种较佳实施方式的耗能件结构示意图,其中(a)为俯视平面图,(b)为俯视立体图;
图5示例性示出一种较佳实施方式的自复位耗能装置仰视立体结构示意图;
图6示例性示出一种较佳实施方式的耗能件立体结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本公开做进一步详细说明。在此,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,但并不作为对本公开的限定。
在本公开的描述中,术语“包括/包含”、“由……组成”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素,而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素,并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。
需要理解的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是任意合适的设置方式,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
还需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中心”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本公开和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作,不能理解为对本公开的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
以下结合较佳的实施方式对本公开的实现进行详细的描述。
参见图1,本公开提供的一种较佳实施方式的自复位耗能钢结构梁柱连接节点,包括钢柱1、钢梁2以及自复位耗能装置3,自复位耗能装置3布置在钢梁2端部并与钢柱1固定连接,钢梁2通过该自复位耗能装置3与钢柱1连接。自复位耗能装置,容易理解,在梁柱结构发生变形、位移时,尤其是在遇到地震作用时,能够消耗能量,弱化结构变形,减少损失,使得结构始终保持可接受的功能,在外在作用消除后,能够实现自我复位,不需修复或在部分使用状态下稍加修复即可恢复其原有使用功能,降低结构全寿命成本,兼顾结构功能、安全性和经济性。
继续参见图2,揭示了一种较佳实施方式的自复位耗能装置3,布置在钢梁2端部,自复位耗能装置3主要包括外框架31、耗能件33和SMA钢棒32,外框架31内部设置耗能件33,提供耗能作用,SMA钢棒32与外框架31内部的耗能件联动,在结构变形时产生变形,结构变形后提供复位作用。
在一些实施例中,外框架31位于钢柱1的一侧与钢柱1连接固定,钢梁2端部与外框架31连接固定;耗能件33以一端固定地设置于外框架31内,钢梁2端部同时与耗能件33的另一端连接固定;SMA钢棒32位于外框架31内,其一端连接耗能件33,另一端穿过外框架31位于钢柱的一侧与钢柱1连接固定;钢梁2能够相对于外框架31产生纵向位移,在产生纵向位移过程中带动耗能件33转动耗能。需要说明,本发明对外框架31的形状、耗能件33的具体结构以及其在外框架31内的安装固定方式暂不做具体限定。
在一些实施例中,外框架31位于钢柱1的一侧开设有通孔一311,钢柱1上对应通孔一311开设有通孔二111,SMA钢棒32穿过通孔一311和通孔二111连接钢柱1与耗能件33。当耗能件33随着钢梁的位移而发生转动时,带动SMA钢棒32变形,外力消失后SMA钢棒32复位拉动耗能件33复位,从而带动钢梁复位。根据实际受力计算或构造要求,SMA钢棒32可被预先施加预拉力。
在一些实施例中,结合图3、图4,外框架31顶部和底部均开设有多个通孔三312,耗能件33上对应通孔三312开设有多个通孔四331。钢梁2端部对应通孔三312开设有多个通孔五211,钢梁2通过螺栓4依次穿过通孔五211、通孔三312和通孔四331连接外框架31和耗能件33,从而将钢梁2、外框架31以及耗能件33连接,钢梁2能够相对于外框架31产生纵向位移,纵向即沿钢梁2自身的轴向,钢梁2发生纵向位移时,通过螺栓4拉动耗能件33,由于耗能件33在外框架31内固定安装,限制了耗能件33的跟随移动,即耗能件33只能发生转动,转动过程中产生塑性变形从而实现耗能。
自复位耗能装置3布置在钢梁2端部并与钢柱1固定连接,固定连接的方式可以是焊接,也可以是螺栓连接,本公开较佳的采用螺栓连接,如图2、图3所示,外框架31位于钢柱2的一侧还开设有通孔六313,钢柱2上对应通孔六313开设有通孔七112,外框架31通过螺栓4穿过通孔六313、通孔七112与钢柱1固定连接。通过螺栓连接,方便整个自复位耗能装置3的安装和拆卸,便于维修、更换。
需要说明,外框架31的具体形状和内部构造不做特殊限制,能够提供框架结构并具有内部空间以安装耗能件33即可。
在一些实施例中,如图3、图5所示,外框架31内部设置有一横隔板314,横隔板314将外框架31内部分隔成上下两个半区,两个半区内各设置一耗能件33。上下两个耗能件33分别用于钢梁上下部分的耗能,耗能件33与横隔板314连接固定,由横隔板314限制耗能件33的纵向位移,耗能件33只能发生以横隔板314为固定支点的转动。通过上下两个半区耗能件33对置布置,确保能够获得可靠的、对称的耗能效果。
需要说明,耗能件33在横隔板314上的固定方式不做特殊限制,本领域可以根据时间情况采取合理可行的固定方式。
在一些实施例中,横隔板314上开设有多个通孔八315,耗能件33底部对应通孔八315开设有通孔九332,如图6所示,上下两个耗能件33通过螺栓4穿过通孔八315和通孔九332与横隔板314固定连接。通过螺栓安装,方便安装和拆卸,便于后期维护。当然,容易预见焊接的方式也是可行的。
在一些实施例中,如图5,外框架31为由上板316、下板317、左端板318以及右端板319围合形成的矩形框架结构,通孔三312开设在上板316和下板317上,横隔板314从中间连接左端板318和右端板319。矩形框架形式的耗能结构易于布置,易于加工制作,内部耗能件容易安装和装配,且结构整体强度和稳定性好。
较佳的,通孔三312为长形孔,通孔四331、通孔五211为圆形孔,圆形孔的孔径与对应穿过的螺栓直径匹配;借助通孔三312的长形孔结构,螺栓4能够在长形孔中产生一定量的纵向移动,但不能在通孔四331、通孔五211的圆形孔中移动,使得钢梁2能够带动耗能件33一起相对于外框架31发生变形,而外框架31保持不动,为钢梁2相对于外框架31产生纵向位移以及耗能件33转动耗能提供了可能。
较佳的,通孔三312在上板316和下板317上各开设四个。
在一些实施例中,继续参见图6,耗能件33由顶板333、底板334以及连接在顶板333和底板334间的耗能板335构成。底板334与横隔板314紧贴连接固定,实现上下两个耗能件33在底部由横隔板314固定,限制其位移和转动,底部作为转动支点,在顶部与钢梁2的端部连接,实现顶部相对于底部的转动,转动过程中由耗能板335实现耗能作用。
在一些实施例中,通孔四331开设在顶板333上,如图4,通孔九332开设在底板334上,上下两个耗能件的底板334紧贴横隔板314固定,如图5。顶板333中部区域带有局部的凸起部,借助凸起部能够使得顶板333的边缘与外框架31的上板316、下板317之间形成间隙,为安装SMA钢棒32提供了空间,同时借助凸起部使得顶板333的右边缘能够对准其右侧套筒34底部开设的矩形槽341,从而对准弹簧35,这将在后文中提及。
较佳的,耗能板335上开设有至少一个规则多边形孔;本公开以开设两个六边形孔,或者长形六边形孔,六边形孔的大小占据整个板的至少一半甚至大部分区域,应当理解,其他数量和形式的孔也是可行的,孔的数量和大小根据受力计算确定,借助耗能板335上开孔,降低整个板的整体强度和刚度,为板的转动耗能提供了可能。
较佳的,耗能板335设置多块,本公开设置五块,外侧对称布置两块,中间布置三块,多块耗能板沿钢梁的纵向方向平行间隔布置,即五块板均沿钢梁的纵向方向布置,且在横向上间隔并相互平行。借助多块耗能板,在加载和卸载的过程中不仅具有良好的耗能能力,而且卸载后的残余变形明显小于传统结构。耗能板沿钢梁的纵向方向布置,利于发生转动耗能,即使转动后会产生小的塑性变形,也能够恢复到一个较好的状态,尤其是不会在转动过程中发生损坏。
在一些实施例中,耗能件33的顶板333与外框架31的上板316接触面之间涂覆有摩擦材料(图中未示出),例如涂覆在顶板333和/或上板316相互接触的表面,如此,在顶板333发生相对于上板316的位置移动时,摩擦材料在接触面处耗散能量。
在一些实施例中,如图2、图4,耗能件33的顶板333位于钢柱1的一侧边缘开设有通孔十336,SMA钢棒32穿过通孔十336,另一端穿过通孔一311和通孔二111与钢柱1连接固定。如此,实现耗能件33与钢柱1的连接,耗能件33发生位移时拉动SMA钢棒32,外力消失后由SMA钢棒32实现耗能件33的复位。
在一些实施例中,如图5,SMA钢棒32为U型棒,通孔一311和通孔二111各开设两个,U型棒穿过通孔十336,U型的底端勾住通孔十336,U型的另两端穿过通孔一311和通孔二111与钢柱1连接固定。如此,U型棒结构方便与耗能件33的顶板333连接,只需在顶板333上预留通孔勾住即可,无需焊接,也无需在耗能件33的一端安装螺栓,简化了装配。
较佳的,通孔十336开设两个,在顶板333边缘对称布置,每个耗能件33通过两根SMA钢棒32连接钢柱1,受力更均匀,复位效果更好,避免一组损坏而失效。
较佳的,通孔十336设计为长形孔,便于安装钢棒。对于长形孔,可将SMA钢棒32紧贴长形孔的左端内壁,防止顶板333对SMA钢棒32产生挤压作用,在装置工作时,向右拉钢棒,钢棒能够正常发挥耗能作用。
当然,通孔十336也可设计为圆形孔,此时需对SMA钢棒32施加欲拉力,在钢梁2受力向左挤压钢柱1时,产生微小变形,虽然圆形孔内壁紧贴钢棒,由于SMA钢棒32被施加了预拉力,顶板333也不会对钢棒产生挤压作用。
在又一些实施例中,如图3、图5,外框架31的另一侧(即右侧)开设有螺栓孔310,外框架31内正对螺栓孔310固定连接有套筒34,例如套筒34与外框架31一体成型或焊接在外框架31右侧的内壁,套筒34中设置有弹簧35,弹簧35抵接耗能件33的顶板333边缘;正常状态下弹簧35可设计为原始状态,或者施加一定的压缩量,即弹簧35被施加预应力,借助弹簧35的抵接,在耗能件33转动时挤压弹簧35,外力消失后弹簧辅助耗能件的复位。
如图3、图5所示,正常状态下可在螺栓孔310外端螺接一盖帽37,以从外端封闭套筒34,为内部的弹簧35提供抵接支撑,同时能够保护弹簧35。
较佳的,套筒34为有底套筒,底部开设矩形槽341并且在底部放置垫片36,矩形槽341的宽度比耗能件33的顶板333厚度稍大,以便于顶板333边缘嵌入矩形槽341内并抵接垫片36,如图5所示;借助矩形槽341嵌入耗能件33的顶板333,避免二者意外脱开而失效,通过在套筒34的底部增设垫片36,顶板333不是直接挤压弹簧35,而是通过挤压垫片36由垫片36挤压弹簧35,垫片36对弹簧35施加全截面的作用力,避免了顶板333直接对弹簧35的局部挤压,弹簧受力均匀,也防止了弹簧被局部剪切破坏。
较佳的,螺栓孔310开设四个,上下各两个,与上下两组的四个通孔十336对应,每个耗能件33通过两组弹簧抵接其顶板边缘。
在又一些实施例中,如图1、图2,钢柱1侧面水平向焊接有上下两块端板13,端板13上开设有与通孔三312对应的多个通孔十一131,钢梁2端部通过螺栓4依次穿过通孔十一131、通孔五211、通孔三312和通孔四331连接外框架31和耗能件33。通过在端部设置端板,提供节点处抗剪承载。
较佳的,通孔十一131为长形孔,形状与通孔三312一致。如此,不影响钢梁2带动耗能件33一起相对于外框架31发生变形,钢梁在外力作用下能够自由纵向位移,而不会受到端板13的约束。
本公开中,如图2所示,钢柱1和钢梁2尤其以采用H型截面结构为佳,即钢柱1为H型钢柱,具有翼缘11和腹板12,钢梁2为H型钢梁,具有翼缘21和腹板22,对于H型钢柱与H型钢梁结构,布置框架结构的自复位耗能装置3尤为适合,自复位耗能装置3在H型钢梁的腹板22内外两侧对称布置各一套,且自复位耗能装置3安装在H型钢梁上下翼缘21之间。两套自复位耗能装置3在钢梁2端部上下对称布局,受力均匀合理,自复位耗能效果更佳。
当布置两套自复位耗能装置3时,通孔二111和通孔七112开设在H型钢柱位于钢梁一侧的翼缘11上,通孔五211对称开设在H型钢梁的上下翼缘21上。
较佳的,H型钢柱在连接节点处的腹板12内外两侧两翼缘11之间各焊接有三块加劲肋板14,如图2所示,以增强节点处梁柱连接的强度和稳定性。
本公开进一步提供一种自复位耗能钢结构梁柱结构体系,采用上述的连接节点。
本公开综合运用了耗能钢板、弹簧、SMA记忆合金以及摩擦的机制从而拥有优秀的消能能力和恢复变形能力,耗能钢板选用延性较高的软钢,例如Q235钢。本装置可以在确保结构安全性的同时,消耗地震输入能量并将残余变形尽可能减小甚至消除以降低震后修复时间与成本,从而减少损失,解决了传统结构震后因残余变形过大而导致结构震后修缮工作技术难度增并且会产生高额的经济负担等问题。本公开可以实现现场全预制拼装施工,有效缩短施工工期,实现高效、快捷、绿色的工业化建造方式。
本领域技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本公开的较佳实施方式而已,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (25)
1.一种自复位耗能钢结构梁柱连接节点,包括钢柱和钢梁,其特征在于,还包括布置在钢梁端部并与钢柱固定连接的自复位耗能装置,所述钢梁通过该自复位耗能装置与钢柱连接,所述自复位耗能装置具有外框架、耗能件和SMA钢棒,其中:
所述外框架位于钢柱的一侧与所述钢柱连接固定,所述钢梁端部与所述外框架连接固定;所述外框架位于钢柱的一侧开设有通孔一,钢柱上对应所述通孔一开设有通孔二;
所述耗能件以一端固定地设置于外框架内,所述钢梁端部同时与所述耗能件的另一端连接固定;所述耗能件由顶板、底板以及连接在顶板和底板间的耗能板构成;所述耗能件的顶板位于钢柱的一侧边缘开设有通孔十;
所述SMA钢棒位于所述外框架内,其一端穿过所述通孔十连接所述耗能件,另一端穿过所述通孔一和通孔二与所述钢柱连接固定;所述SMA钢棒为U型棒,所述通孔一和通孔二各开设两个,用于穿设U型棒的两端;并且
所述外框架的另一侧开设有螺栓孔,正对螺栓孔向内固定连接有套筒,套筒中设置有弹簧,所述弹簧抵接所述耗能件的顶板边缘;并且
所述钢梁能够相对于所述外框架产生纵向位移,在产生纵向位移过程中带动所述耗能件转动耗能。
2.根据权利要求1所述的连接节点,其特征在于:
所述外框架顶部和底部均开设有多个通孔三,外框架内部固定连接有耗能件,耗能件上对应所述通孔三开设有多个通孔四;
所述钢梁端部对应所述通孔三开设有多个通孔五,钢梁通过螺栓穿过通孔五、通孔三和通孔四连接外框架和耗能件,钢梁通过螺栓带动所述耗能件转动耗能。
3.根据权利要求2所述的连接节点,其特征在于:
所述外框架位于钢柱的一侧还开设有通孔六,钢柱上对应所述通孔六开设有通孔七,外框架通过螺栓穿过通孔六、通孔七与钢柱固定连接。
4.根据权利要求2所述的连接节点,其特征在于:
所述外框架内部设置有一横隔板,横隔板将外框架内部分隔成上下两个半区,两个半区内各设置一耗能件。
5.根据权利要求4所述的连接节点,其特征在于:
横隔板上开设有多个通孔八,耗能件底部对应通孔八开设有通孔九,上下两个耗能件通过螺栓穿过通孔八和通孔九与横隔板固定连接。
6.根据权利要求4所述的连接节点,其特征在于:
所述外框架为由上板、下板、左端板以及右端板围合形成的矩形框架结构,所述通孔三开设在上板和下板上,所述横隔板从中间连接左端板和右端板。
7.根据权利要求2所述的连接节点,其特征在于:
所述通孔三为长形孔,通孔四、通孔五为圆形孔,圆形孔的孔径与对应穿过的螺栓直径匹配。
8.根据权利要求2所述的连接节点,其特征在于:
所述通孔三开设四个。
9.根据权利要求4所述的连接节点,其特征在于:
上下两个耗能件的底板紧贴所述横隔板固定。
10.根据权利要求5所述的连接节点,其特征在于:
所述通孔四开设在顶板上,所述通孔九开设在底板上。
11.根据权利要求1所述的连接节点,其特征在于:
所述耗能板采用软钢。
12.根据权利要求1所述的连接节点,其特征在于:
所述耗能板上开设有至少一个规则多边形孔。
13.根据权利要求1所述的连接节点,其特征在于:
所述耗能板设置多块,多块耗能板沿钢梁的纵向方向平行间隔布置。
14.根据权利要求6所述的连接节点,其特征在于:
所述耗能件的顶板与所述外框架的上板接触面之间涂覆有摩擦材料。
15.根据权利要求1所述的连接节点,其特征在于:
所述通孔十开设两个,每个耗能件通过两根SMA钢棒连接钢柱。
16.根据权利要求1所述的连接节点,其特征在于:
所述通孔十为长形孔。
17.根据权利要求1所述的连接节点,其特征在于:
所述套筒为有底套筒,底部开设矩形槽并且在底部放置垫片,所述耗能件的顶板边缘嵌入矩形槽并抵接垫片。
18.根据权利要求1所述的连接节点,其特征在于:
所述弹簧被施加预应力。
19.根据权利要求1所述的连接节点,其特征在于:
所述螺栓孔开设四个,每个耗能件通过两组弹簧抵接其顶板边缘。
20.根据权利要求2所述的连接节点,其特征在于:
所述钢柱侧面水平向焊接有上下两块端板,所述端板上开设有与所述通孔三对应的多个通孔十一,所述钢梁端部通过螺栓穿过通孔十一、通孔五、通孔三和通孔四连接外框架和耗能件。
21.根据权利要求20所述的连接节点,其特征在于:
所述通孔十一为长形孔。
22.根据权利要求3所述的连接节点,其特征在于:
所述钢柱为H型钢柱,钢梁为H型钢梁,所述通孔二和通孔七开设在H型钢柱位于钢梁一侧的翼缘上,所述通孔五对称开设在H型钢梁的上下翼缘上。
23.根据权利要求22所述的连接节点,其特征在于:
所述H型钢柱在连接节点处的腹板内外两侧两翼缘之间各焊接有三块加劲肋板。
24.根据权利要求22所述的连接节点,其特征在于:
所述自复位耗能装置在H型钢梁的腹板内外两侧对称布置各一套,且自复位耗能装置安装在H型钢梁上下翼缘之间。
25.一种自复位耗能钢结构梁柱结构体系,采用根据权利要求1-24任一项所述的连接节点。
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