CN115949149B - 销接中心支撑的碟簧-sma杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点 - Google Patents

Abstract

销接中心支撑的碟簧‑SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点，它涉及一种连接中心支撑的钢梁柱节点。本发明为了解决现有钢框架在连接中心支撑处的钢梁与钢柱连接节点存在结构性能差和不利于抗震的问题。本发明的钢柱节点板安装在钢柱竖直方向的侧壁上，钢梁通过实心圆柱销与钢柱节点板连接，多个碟簧‑SMA杆组合复位耗能构件分别位于钢柱节点板的左右两侧，碟簧‑SMA杆组合复位耗能构件的一端通过钢柱耳板与钢柱连接，碟簧‑SMA杆组合复位耗能构件的另一端通过钢梁耳板安装在钢梁上，钢支撑端部连接装配体向下倾斜安装在钢柱节点板上。本发明是一种同时将钢柱、钢梁和钢支撑连接在一起的中心支撑钢框架节点。本发明用于土木建筑中。

Description

销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点

技术领域

本发明涉及一种钢梁柱节点，具体涉及销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点。

背景技术

(1)目前常用的双角钢或连接板来连接钢梁腹板和钢柱的铰接构造，在大侧移下角钢或连接板易产生大的塑性变形和疲劳断裂，影响钢框架的复位能力且劣化了结构的延性；

(2)目前通过端部焊接或螺栓连接的构造将钢支撑连于钢框架时，大侧移下钢支撑端部承受较大的弯矩，与钢支撑设计中按轴心受力的设计和工作原则不符，导致钢支撑受力复杂和发生非预期的破坏；

(3)当仅采用销接直接连接钢梁和钢柱形成钢框架时，梁柱节点无耗能和复位能力，结构的冗余度降低，特别是为了避免柱脚塑性发展对结构复位能力的不利影响而将柱脚也铰接时，框架几乎无抗侧能力，不利于结构抗震。

(4)已有的框架梁柱上额外布置节点板连接钢钢支撑的常用构造中，常不可避免地导致钢支撑轴线与钢梁和柱子轴线交点间出现偏移。偏心受力导致杆件端部弯矩增大，将劣化结构的受力性能；

(5)目前的中心钢支撑钢框架结构中，常用的钢支撑端部通过节点板等连接与框架相连时，钢支撑轴力既传递给柱子也传递给钢梁，特别是传递到钢梁的钢支撑力还得再传递给柱子，传力路径长，导致框架在钢支撑连接节点处传力复杂，难于准确设计连接和相连构件的承载力。而钢支撑内力较大时，还常需对梁端进行加强构造以避免梁端较多发展塑性，使构造复杂化。

综上所述，现有钢框架在连接中心支撑处的钢梁与钢柱连接节点存在结构性能差和不利于抗震的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有钢框架在连接中心支撑处的钢梁与钢柱连接节点存在结构性能差和不利于抗震的问题。进而提供销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点。

本发明的技术方案是：销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点包括钢柱、多个钢柱耳板、钢柱节点板、钢梁、实心圆柱销、多个钢梁耳板和多个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件，钢柱节点板安装在钢柱竖直方向的侧壁上，钢梁通过实心圆柱销与钢柱节点板连接，多个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件分别位于钢柱节点板的左右两侧，碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的一端通过钢柱耳板与钢柱连接，碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的另一端通过钢梁耳板安装在钢梁上。

进一步地，多个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的数量为四个，钢柱节点板的左右两侧各上下平行安装有两个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件。

进一步地，每个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件均包括上耳板、下耳板、上端板、下端板、上部推拉块、下部推拉块、多根SMA螺杆、多根高强螺杆、碟簧组合和长控制导管，上耳板和下耳板在同一条直线上相对布置，上端板和下端板分别安装在上耳板和下耳板上，上端板和上部推拉块之间通过多根SMA螺杆连接，下端板和下部推拉块之间通过多根SMA螺杆连接，上部推拉块和下部推拉块之间安装有碟簧组合并通过多根高强螺杆连接，长控制导管的一端插入下部推拉块内并与下部推拉块焊接，长控制导管的另一端穿过碟簧组合后插装在上部推拉块内，并为碟簧组合提供导向。

进一步地，上部推拉块和下部推拉块的截面形状均为“工”字形，上部推拉块和下部推拉块的中间段由短钢管焊接而成。

进一步地，每个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件还包括多个高强度自锁螺母，SMA螺杆以及高强螺杆的端部均通过高强度自锁螺母连接。

进一步地，钢柱节点板为长条形节点板。

进一步地，钢柱节点板为异形节点板，所述异形节点板为上部或下部带有中心支撑连接耳的节点板。

进一步地，钢柱节点板包括第一节点板和第二节点板，第一节点板固定连接在钢柱的侧端面上，第二节点板的一端与钢柱的侧端面固定连接并位于第一节点板的下方，第二节点板的另一端向远离钢柱一侧的下方倾斜布置。

进一步地，它还包括多根柱加强肋，多根柱加强肋等间距安装在钢柱上。

进一步地，钢梁包括端部补强板、横向加强肋、纵向加强肋和H形梁，横向加强肋固定安装在H形梁两侧的凹槽内，纵向加强肋的一端与横向加强肋固定连接，纵向加强肋的另一端与H形梁的梁体连接，端部补强板固定连接在H形梁的端部。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、目前在钢框架梁柱节点的铰接构造中钢梁腹板与钢柱的连接常采用双角钢或连接板，这种连接方式在大侧移下角钢或连接板容易产生大较大的塑性变形，不利于钢框架节点的复位，同时也劣化了结构的延性。本发明采用装配式构造，在钢框架梁柱节点处的钢梁高度范围内(图1、图2和图3,其中图3适用于没有支撑连接处的情况)，或在梁底部翼缘下方(适用于没有支撑连接处的情况(图14)或支撑可能连接在钢梁上侧的情况)设置碟簧-SMA杆组合复位耗能构件，可以灵活的调整碟簧的组合方式、碟簧片数以及SMA螺杆的长度来适应钢框架节点所需要的转动能力，由于本构件内置碟簧以及两侧SMA螺杆超弹性，能够使其在大侧移下不产生塑性变形。在大侧移下，钢框架梁柱节点受弯时碟簧组合可以通过碟片间摩擦的方式来耗散能量，SMA螺杆可通过发生相变来耗能，钢框架梁柱以及碟簧-SMA杆组合复位耗能构件能够始终处于弹性状态。由于碟簧以及SMA螺杆的超弹性，预压碟簧组合及预拉SMA螺杆具有良好的自复位能力，同时能够带动钢框架梁柱节点在侧移结束后重新复位，提高了结构的复位能力和延性。

2、在钢框架中，钢支撑与钢框架的连接目前常采用端部焊接或螺栓连接的方式，大侧移下钢支撑端部将承受较大弯矩，然而在钢支撑设计中常按轴心受力构件对钢支撑进行设计，这一设计方式与大侧移下钢支撑的实际工作方式不符，导致钢支撑受力复杂并发生非预期的破坏。本发明中，钢支撑通过节点板与钢框架梁柱节点销接连接从而使支撑的端部基本不承受弯矩，即使在大侧移下，钢支撑仍能处于轴心受力的合理受力状态，避免了钢支撑发生非预期的破坏。

3、当钢框架梁柱节点仅采用钢梁与柱子销接连接时，梁柱节点没有耗能能力和自复位能力，结构的冗余度降低，特别是当钢框架采用铰接柱脚时，虽然避免了柱脚发展塑性从而对结构的自复位能力产生不利的影响，但是也使钢框架几乎没有抗侧能力，抗侧承载力和抗震性能大大降低。本发明在钢框架梁柱节点中设置碟簧-SMA杆组合复位耗能构件，可提高钢梁与柱子销接的钢框架结构的冗余度，增强钢框架结构的复位能力、耗能能力和抗侧能力，从而全面提高结构的抗震性能。

4、已有的框架梁柱上额外布置节点板连接钢钢支撑的常用构造中，常不可避免的导致钢支撑轴线和框架梁柱轴线的交点出现偏移，从而产生偏心受力状态。然而，偏心受力将导致杆件端部弯矩进一步增大，从而劣化结构的受力性能。本发明中采用梁柱销接和钢支撑与框架连接一体化的节点板(见图1钢柱节点板)，能够尽可能的消除钢支撑轴线与框架梁柱轴线交点之间的偏心距，实现更理想的中心钢支撑钢框架结构受力模式，从而减小构件端部的弯矩，进一步改善中心钢支撑钢框架的受力性能。

5、目前的中心钢支撑钢框架结构中，钢支撑端部常通过节点板等连接与框架相连，钢支撑的轴力将由钢柱与钢梁共同承担，特别是钢梁上的钢支撑力最终仍将传递到柱上，传力路径变长，导致框架在钢支撑连接节点处传力复杂，难以准确的设计连接和相连构件的承载力。而钢支撑内力较大时，常需对梁端进行构造加强，以避免梁端过多的发展塑性，使构造复杂化。本发明通过在节点处的钢柱上焊接两块整块的钢柱节点板(见图1中的钢柱节点板)将钢支撑、钢梁销接在整块的钢柱节点板上，或在钢柱上焊接两块节点板与钢梁销接并同时在钢柱上焊接另一块节点板和钢支撑销接(图2中的第一节点板3-2和第二节点板3-3)，均可实现钢支撑轴力经节点板直接传递到钢柱上，减小了传力路径长度，使节点受力更加明确，同时也便于设计。钢支撑轴力不传递给钢梁端部也便于钢梁的设计且可以简化钢梁的端部构造。

综上所述，本发明是一种同时将钢柱、钢梁和钢钢支撑连接在一起的中心钢支撑钢框架节点。其技术效果为：

(1)本发明采用装配式构造，在梁柱销接的节点处梁高范围内或在梁底部翼缘下方设置碟簧-SMA杆组合复位耗能构件，可灵活调整碟簧组合来满足节点的转动能力，大侧移下，节点受弯时碟簧组合可以耗能，碟簧组合和梁柱节点始终处于弹性，提高结构的复位能力和延性；

(2)本发明的钢支撑通过节点板与梁柱节点销接连接，避免钢支撑端部承受弯矩，实现水平侧移下，钢支撑轴心受力的合理受力状态，避免因承受较大的弯矩而发生非预期的破坏；

(3)本发明设置碟簧-SMA杆组合复位耗能构件，可提高钢梁与柱子销接的框架结构的冗余度，增强框架结构的复位能力、耗能能力和抗侧能力，可提高结构的抗震性能。

(4)本发明采用梁柱销接和钢支撑与框架连接一体化的节点板，有望消除钢支撑轴线偏离梁柱轴线交点的偏心距，实现更理想的中心钢支撑钢框架结构受力模式，减小构件端部的弯矩，进一步改善中心钢支撑钢框架的受力性能；

(5)本发明通过在节点处钢柱上焊接相同的两块整块的节点板将钢支撑、钢梁销接在整块的节点板上，或在钢柱上焊接两块节点板与钢梁销接并在钢柱上再额外焊接一块节点板和钢支撑销接，均可实现钢支撑轴力经节点板直接传递到柱子上，避免钢支撑轴力传递给钢梁后再传给柱子，减小传力路径长度，使节点受力明确和便于设计。钢支撑轴力不传递给钢梁端部，便于钢梁的设计且可简化钢梁端部构造。

附图说明

图1是在钢框架梁柱节点处的钢梁高度范围内设置碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的结构示意图一(构造一)。

图2是在钢框架梁柱节点处的钢梁高度范围内设置碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的结构示意图二(构造二)。

图3是没有支撑连接处的情况下，设置碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的结构示意图。

图4是碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的三维结构示意图。

图5是钢柱1与钢柱节点板3连接后的结构示意图。

图6是钢梁4的整体结构示意图。

图7是钢框架连接节点中采用设置碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的中心支撑钢框架结构示意图。

图8是碟簧-SMA杆组合复位耗能构件受拉时的状态示意图。

图9是碟簧-SMA杆组合复位耗能构件受压时的状态示意图。

图10是碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的主视图。

图11是图10在4-4处的剖视图。

图12是钢梁向上转动时的碟簧-SMA杆组合复位耗能构件受力示意图。

图13是钢梁向下转动时的碟簧-SMA杆组合复位耗能构件受力示意图。

图14是没有支撑连接处的情况下或可能在支撑连于钢梁上侧的情况下碟簧-SMA杆组合复位耗能构件安装在梁的底部翼缘下方的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式它包括钢柱1、多个钢柱耳板2、钢柱节点板3、钢梁4、实心圆柱销6、多个钢梁耳板8和多个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件，钢柱节点板3安装在钢柱1竖直方向的侧壁上，钢梁4通过实心圆柱销6与钢柱节点板3连接，多个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件分别位于钢柱节点板3的左右两侧，碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的一端通过钢柱耳板2与钢柱1连接，碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的另一端通过钢梁耳板8安装在钢梁4上。

本发明的销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯销轴抗剪自复位耗能钢梁柱节点有两种构造形式，如图1和图2所示，两种节点构造形式都采用钢支撑、梁与柱销接的连接方式，并在梁高范围内设置碟簧-SMA杆组合复位耗能构件。不同点在于构造一(图1)通过在节点处钢柱上焊接相同的两块整块的节点板将钢支撑、钢梁销接在整块的节点板上(均采用实心圆柱销)。构造二(图2)是在钢柱上焊接两块节点板与钢梁销接并同时在钢柱上再额外焊接一块节点板和钢支撑销接(均采用实心圆柱销)。

为清楚地呈现各部件的组成和相互连接构造，将本发明所涉及的组成和构造分为两个部分来介绍，第一部分先总的介绍销接中心支撑的碟簧组合抗弯销轴抗剪自复位耗能钢梁柱节点的组成和构造，第二部分集中介绍碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的组成和构造，以及在第一部分已介绍的钢框架梁柱节点处的梁高范围内设置的碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的构造，并最终将碟簧-SMA杆组合复位耗能构件通过一层弹性圆柱销连接到第一部分已介绍的钢柱和钢梁上设置好连接耳板的钢支撑、梁与柱销接的中心支撑钢梁柱节点上，构成本发明的全部内容(图1和图2)。

一、销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯销轴抗剪自复位耗能钢梁柱节点的组成构造一：

构造一(图1)中钢梁柱节点的主要组成部件包括：钢柱1、钢梁4、两块钢柱节点板3、四块钢柱耳板2、两块端部补强板4-1、四块钢梁耳板8、四个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件；

其中，由一个钢柱1、两块钢柱节点板3、四块钢柱耳板2以及八块柱加强肋7组成钢柱装配体(构造一)。钢柱采用H形截面柱，可以采用热轧型钢，也可以采用焊接截面。

当采用热轧型钢柱时，可直接从H型钢上截取所需长度的钢柱；当采用焊接H形截面柱时，钢柱的翼缘和腹板可由两块不同厚度的钢板切割下料，并在加工厂进行焊接制作。钢柱节点板3开四个销孔(图5)，其中两个较小的销孔的孔径与碟簧-SMA杆组合复位耗能构件上下耳板的孔径相同，用于后续的同一水平高度处的两个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件可以使用同一根销轴贯穿销接(钢柱翼缘中线两侧各安装两个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件，成对称布置，这样可以使用同一根销轴贯通连接左右两侧对应位置的碟簧-SMA杆组合复位耗能构件，实现结构以及受力的对称性。如果实际安装过程中出现销轴穿插困难的问题，为便于安装也可以使用两根半长销轴各自连接单侧的碟簧-SMA杆组合复位耗能构件)；两个较大销孔分别用于与钢梁以及钢支撑的销接。钢柱耳板2用于安装碟簧-SMA杆组合复位耗能构件(配合钢梁耳板一起使用)，钢柱翼缘中线两侧各需要两块钢柱耳板2，每个节点共需四块，每块钢柱耳板2开两个销孔，销孔孔径与碟簧-SMA杆组合复位耗能构件上下耳板的销孔孔径相同。柱加强肋7的长度值与钢柱腹板的高度值相等，柱加强肋7的宽度值与钢柱翼缘外伸部分的长度值相等(这里规定与钢柱翼缘垂直方向为加劲肋长度方向，与钢柱腹板垂直方向为加劲肋宽度方向)，在柱加强肋7的两侧采用三面围焊的方式与钢柱连接，每个节点处共需八块柱加强肋7，布置在钢柱腹板两侧，每侧各四块(也可以根据具体需求灵活决定布置数量)。

本实施方式的钢支撑端部连接装配体5由一块钢支撑连接端板5-1(开八个螺栓孔)和两块钢支撑连接耳板5-2组成钢支撑端部连接装配体。钢支撑连接端板在切割下料的同时进行开孔，开孔大小根据钢支撑所需要的高强螺栓规格进行设计。每块钢支撑连接耳板开一个销孔，孔径与钢柱节点板上用于销接钢支撑的销孔孔径相同，用于钢支撑端部连接装配体与钢柱节点板(对于构造二，此处为第二节点板3-3的销接连接)。

若框架中需安装钢支撑，则在钢支撑的两端焊接钢支撑连接端板，再于带焊接端板的钢支撑B的两端采用每端八个高强螺栓将其安装到钢支撑端部连接装配体上，最后通过钢支撑端部连接装配体上的耳板销孔与钢柱节点板上的钢支撑销孔(对于构造二，此处为第一节点板3-3上的钢支撑销孔)进行销接。为方便安装，建议钢支撑长度与两端焊接的钢支撑连接端板厚度之和(即支撑制作总长度)的实际值比设计所需的支撑总长度短5-10mm，其间隙可通过钢支撑端板填板在钢支撑下端安装时在两块钢支撑连接端板间进行填补。

构造二：

构造二的主要组成部件与构造一基本相同，不同点仅在于钢柱装配体上，钢柱装配体(构造二)将构造一中的两块整块的可同时连接钢梁与钢支撑的钢柱节点板3，替换为一块单独与钢支撑连接的第一节点板3-3以及两块单独与钢梁连接的第二节点板3-2。其中，钢梁装配体与钢支撑端部连接装配体的组成与制作与构造一完全相同，以下仅对构造二钢柱装配体的组成与制作进行描述。

具体实施方式二：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的多个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的数量为四个，钢柱节点板3的左右两侧各上下平行安装有两个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件。如此设置，在本构件受拉时，采用SMA螺杆来补足碟簧在受拉时难以发挥作用的短板。通过碟簧组合与SMA螺杆的恰当布置，本构件无论处于受压还是受拉状态都能充分发挥其良好的自复位能力以及耗能能力，从而能够给安装本构件的梁柱节点提供稳定的自复位能力和良好的耗能能力。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图9至图11说明本实施方式，本实施方式的每个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件均包括上耳板A-1、下耳板A-2、上端板A-3、下端板A-4、上部推拉块A-5、下部推拉块A-6、多根SMA螺杆A-7、多根高强螺杆A-8、碟簧组合A-9和长控制导管A-10，上耳板A-1和下耳板A-2在同一条直线上相对布置，上端板A-3和下端板A-4分别安装在上耳板A-1和下耳板A-2上，上端板A-3和上部推拉块A-5之间通过多根SMA螺杆A-7连接，下端板A-4和下部推拉块A-6之间通过多根SMA螺杆A-7连接，上部推拉块A-5和下部推拉块A-6之间安装有碟簧组合A-9并通过多根高强螺杆A-8连接，长控制导管A-10的一端插入下部推拉块A-6内并与下部推拉块A-6焊接，长控制导管A-10的另一端穿过碟簧组合A-9后插装在上部推拉块A-5内，并为碟簧组合A-9提供导向。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

本实施方式的通过高强螺杆A-8、SMA螺杆A-7、上部推拉块A-5、下部推拉块A-6、上端板A-3和下端板A-4的组合使用，使该构件受压时压缩中部的碟簧组合，受拉时拉伸两侧的SMA螺杆，由于碟簧和SMA螺杆都具有超弹性，因此安装本构件能够为钢框架梁柱节点提供稳定的复位力。

该构件主要组成部分包括：四块四孔法兰盘(其中两块较厚的四孔法兰盘作为上下端板，因此较厚；另外两个较薄的四孔法兰盘用于上(下)推拉块中且与上(下)端板轴向受压时接触传力而轴向受拉时二者分离，因较薄的四孔法兰盘传递压力时受力较均匀，受拉时不受力，因此较薄、两个九孔法兰盘(环向布置的八个圆孔孔径相等(包括四孔法兰盘在内，所有环形布置的螺杆孔孔径都相等，它们由相同直径的高强螺杆A-8或SMA螺杆穿插连接)或对应穿四根高强螺杆A-8的孔较大而对应穿SMA杆的孔较小从而更好地控制高强螺杆A-8轴向刚度远大于SMA杆的轴向刚度，中间额外开圆孔，中间圆孔的孔径比长控制导管直径大0.1-0.3mm即可)、两个连接短钢管A-11、一根长控制导管A-10、两个高强垫片A-12、一串组合碟簧(指碟簧组合A-9)、四根长高强螺杆A-8、四根SMA螺杆A-7以及三十二个与之对应的高强度自锁螺母A-12(每根高强螺杆A-8和SMA螺杆上需要两个高强度自锁螺母)、一块上耳板A-1、一块下耳板A-2(上下耳板可以完全相同，也可以根据具体需要灵活设计上下各块耳板的构造及尺寸)。其中，两个四孔法兰盘(较厚)分别与上下耳板进行焊接。为不影响碟簧-SMA杆组合复位耗能构件与钢框架梁柱节点的安装，焊接时应保证上下耳板位于四孔法兰盘(较厚)的中心位置，且应保证碟簧-SMA杆组合复位耗能构件组装完成时，上下耳板的两个对称面对应共平面(上下耳板各有两个对称面)。每个四孔法兰盘(较薄)与一个连接短钢管通过焊接连接，这个连接短钢管的另一端与一个九孔法兰盘也通过焊接连接，焊接时保证四孔法兰盘(较薄)与九孔法兰盘的螺杆孔孔位间隔对齐，此时四孔法兰盘(较薄)、连接短钢管以及九孔法兰盘形成一个剖面为“工”字形的推拉块(该过程在上述三个组成部件加工完成后即可进行，焊接时保持上述各组成部件同轴心。)，本构件中，需要两个这样的“工”字形截面的推拉块，一个作为上部推拉块，在另一个推拉块上的焊接长控制导管作为下部推拉块，长导管应部分伸入九孔法兰盘的中间圆孔中再与该法兰盘进行焊接连接,并应与九孔法兰盘保持同轴心；另一端的九孔法兰盘装配时可直接套入长控制导管，此时长控制导管下端固定，上端相当于垂直轴向的导向约束。因此，沿碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的轴向，上下推拉块的间距是可变的，以此确保该构件在受压时，能够使上下推拉块的间距减小，从而达到压缩中部碟簧组合的目的。

各部件经过上述加工过程后，初步装配，这些基本装配体可使用长高强螺杆A-8以及两侧的SMA螺杆(配合高强度自锁螺母)与高强垫片、一串组合碟簧(碟簧尺寸与数量以及组合方式可根据具体要求灵活设计)进行组装，并预压，使中部的碟簧组合获得一定的预应力，预应力的大小可根据具体要求进行设计。预压完成后对所有高强螺杆A-8上的螺母进行终拧，随后使用扭矩扳手拧紧SMA螺杆两侧的螺母，对SMA螺杆施加一定的预拉力(预拉力的大小可通过调节扭矩扳手的扭矩来控制)，完成最终组装，该构件的最终形式如图4所示。

本实施方式的碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的连接方式：

(1)焊接连接；

钢柱装配体、钢梁装配体以及钢支撑端部连接装配体分别由其所需的各部件焊接而成。

碟簧-SMA杆组合复位耗能构件中，上(下)耳板与上(下)端板(四孔法兰盘(较厚))采用焊接连接。上部推拉块由一块四孔法兰盘(较薄)、连接短钢管、九孔法兰盘焊接而成，焊接时对准螺栓孔孔位(间隔对齐)，并保持上述三个部件同轴心。下部推拉块与上部推拉块的制作过程完全相同，并额外焊接一根长控制导管，该导管部分伸入九孔法兰盘的中心圆孔中，并与该法兰盘保持同轴心再进行焊接。

钢支撑的两端需焊接钢支撑连接端板，焊接时保持钢支撑处于钢支撑连接端板的中心位置，同时为方便钢支撑安装到钢框架时钢支撑端板与钢支撑端部连接装配体的螺栓孔定位，应保证钢支撑两端焊接端板的对应螺栓孔同轴心(由于圆的高度对称性，两端的钢支撑连接端板在相同的位置与钢支撑进行焊接即可满足要求)。

(2)螺栓连接：

高强垫片与碟簧组合的孔心穿过长控制导管直接放置在下部推拉块上，并与长控制导管保持同轴心。对准上下推拉块孔位后，使用高强螺杆A-8、SMA螺杆配合高强度自锁螺母进行组装连接，共需四根高强螺杆A-8、八根SMA螺杆；每根高强螺、SMA螺杆上都需要两个高强度自锁螺母，共需二十四高强度自锁螺母。连接时，先将所需的四根高强螺杆A-8穿入到相应位置，同时将每根高强螺杆A-8两端对应的高强度自锁螺母进行初拧(先不拧紧)，完成上下推拉块的初步定位。随后，将四根高强螺杆A-8两端对应的八个高强度自锁螺母全部拧紧。完成上述组装后，对已组装部分进行预压，使中部的碟簧组合获得一定的预应力(预应力大小可根据具体需要进行设计)，预压完成后，再次拧紧四根高强螺杆A-8对应的全部高强度自锁螺母，使碟簧保留所获得的预压力，四根高强螺杆A-8此时将受初拉力。然后，先将上端板装配体孔位与上部推拉块上的四孔法兰盘(较薄)孔位一一对应，并穿入上侧的四根SMA螺杆，使用扭矩扳手将其两端的高强度自锁螺母拧紧；再将该构件平放，将下端板装配体孔位与下部推拉块上的四孔法兰盘(较薄)孔位一一对应，并穿入下侧的四根SMA螺杆，同样使用扭矩扳手将其两端的高强度自锁螺母拧紧(根据所需要的SMA螺杆的预应力大小调节扭矩扳手施加的扭矩)。此时，上下侧每侧的四根SMA螺杆也将受初拉力。钢支撑通过其端部的焊接端板与钢支撑端部连接装配体采用八个高强螺栓进行连接(两端共需十六个高强螺栓)，钢支撑上端的焊接端板直接与钢支撑端部连接装配体的连接端板贴合并用高强螺栓连接，钢支撑下端的焊接端板与钢支撑连接装配体的连接端板之间填补一定厚度的填板(根据实际情况确定填板总厚度)再用高强螺栓进行连接。采用高强度自锁螺母的目的是防止螺母松动影响高强螺杆和SMA杆均匀受力。

(3)销接：

钢柱装配体与钢梁装配体采用实心圆柱销进行连接，钢支撑通过实心圆柱销连接到带有钢支撑连接销孔的钢柱装配体上。

碟簧-SMA杆组合复位耗能构件采用一层弹性圆柱销连接到焊好带孔耳板(孔径与本构件耳板孔径完全相同，方便销轴的穿插)的钢框架梁柱上，两侧对应的碟簧-SMA杆组合复位耗能构件使用同一根弹性圆柱销贯穿连接(若实际连接过程中两侧贯穿连接困难，也可以将销轴截成相等的两段，每侧单独进行销接)。

本实施方式中的碟簧-SMA杆组合复位耗能构件传动关系：

在地震作用下，当钢框架相邻梁柱之间发生相对转动时，在单个钢框架梁柱节点中，四个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件将始终有两个处于受拉状态，另外两个处于受压状态(图8至图12)。这样，凭借碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的拉、压受力便可为节点提供抗弯能力。当碟簧-SMA杆组合复位耗能构件受拉时，上端板(四孔法兰盘(较厚))将随上耳板一起运动，并由上端板上的四个高强度自锁螺母拉动上侧的四根SMA螺杆，上侧的四根SMA螺杆下端有四个螺母与上部推拉块的九孔法兰盘下表面贴合，而上部推拉块、中部组合碟簧、下部推拉块由中部的四根高强螺杆A-8连接在一起，且高强螺杆A-8的刚度选择应适当地大于SMA螺杆的刚度，因此上侧的SMA螺杆难以拉动上部推拉块。由于SMA螺杆刚度较小，当该构件承受较大拉力时，SMA螺杆将受拉伸长，而控制中部的四根高强螺杆A-8几乎不产生明显变形，此时上端板(四孔法兰盘(较薄))将与上部推拉块分离。同理，下部推拉块也将与下端板(四孔法兰盘(较薄))分离(图8)。碟簧-SMA杆组合复位耗能构件受压时，SMA螺杆不参加受力，且所有高强螺杆A-8将退出工作，仅保留定位。由耳板传来的压应力将通过上下端板(上下端的两个四孔法兰盘(较厚))直接压缩上下推拉块，使其产生相向运动挤压内部的碟簧组合(图9)。碟簧-SMA杆组合复位耗能构件与梁柱通过弹性圆柱销连接，因此其内部几乎不产生弯矩，只受到轴向拉压力的作用，进一步提高了其内部碟簧组合和SMA杆的工作效率。框架发生侧移后以及考虑楼面重力荷载作用，钢梁内的剪力传到梁柱节点中将由梁柱的销轴连接来承受。销轴连接受力明确，可准确地进行连接的抗剪设计。

本实施方式的工作原理：

碟簧-SMA杆组合复位耗能构件实质上是利用一种合理的组装方式，将碟簧本身具有的诸多良好性能，如：高阻尼、高弹性、在动态荷载下的高使用寿命和使用的高度灵活性等特征，以及SMA螺杆良好的复位能力和耗能能力等力学特性赋予到钢框架销接梁柱节点上。然而碟簧组合只能在受压时才能发挥作用，本构件充分利用这一特点，在本构件受压时，中部碟簧组合可以充分的发挥其良好的力学性能。在本构件受拉时，采用SMA螺杆来克服碟簧在受拉时难以发挥作用的不足。通过碟簧组合与SMA螺杆的恰当布置，本构件无论处于受压还是受拉状态都能充分发挥其良好的自复位能力以及耗能能力，从而能够给安装本构件的梁柱节点提供稳定的自复位能力和良好的耗能能力。为提高碟簧组合以及SMA螺杆的工作效率，需要对碟簧-SMA杆组合复位耗能构件进行预压、对SMA螺杆进行预拉，在本构件完成预压后重新拧紧中部四根高强螺杆A-8上对应的所有螺母从而保留碟簧组合所获得的预应力；SMA螺杆的预拉可通过扭矩扳手施加扭矩的方式来完成。为方便碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的安装，在钢框架梁柱节点处的钢梁和钢柱上焊接耳板,同时为减小加工及安装误差带来的影响，建议使用弹性圆柱销将碟簧-SMA杆组合复位耗能构件连接到钢框架梁柱节点中。碟簧-SMA杆组合复位耗能构件可以安装在梁的高度范围内(图1和图2)，不对钢支撑的安装产生影响。在无钢支撑跨，或支撑连于钢梁上侧的情况下碟簧-SMA杆组合复位耗能构件也可以安装在梁的底部翼缘下方(图14)，具体安装方式可根据视实际情况灵活设置。碟簧-SMA杆组合复位耗能构件为梁柱节点提供抗弯能力，因此安装碟簧-SMA杆组合复位耗能构件可以进一步提高钢框架梁柱销接节点的抗弯承载力、抗侧能力。除此之外，安装碟簧-SMA杆组合复位耗能构件还能使传统的钢框架梁柱销接节点获得耗能能力以及自复位能力，从而全面提高结构的抗震性能，具体表现方式如下：通过对碟簧组合以及SMA螺杆的各项良好力学性能的高效运用，利用碟簧组合及SMA螺杆的耗能能力(碟簧组合可通过碟片间的摩擦来耗能，SMA螺杆通过发生相变来耗能使钢框架梁柱销接节点获得耗能能力；利用碟簧组合及SMA螺杆的变形能力赋予钢框架梁柱销接节点所需的转动能力；利用碟簧组合及SMA螺杆的自复位能力(利用碟簧及SMA螺杆的高弹性，碟簧组合通过预压来提供复位力、SMA螺杆通过预拉来提供复位力)使钢框架梁柱节点即使产生变形在卸载后也能够自动地重新复位。在往复荷载作用下，通过碟簧组合及SMA螺杆的良好变形能力来满足钢框架梁柱节点的变形要求，并能使碟簧-SMA杆组合复位耗能构件和钢框架梁柱节点始终处于弹性状态，实现低损伤甚至无损伤的设计理念。

具体实施方式四：结合图8至图11说明本实施方式，本实施方式的上部推拉块A-5和下部推拉块A-6的截面形状均为“工”字形，上部推拉块A-5和下部推拉块A-6的中间段由短钢管A-11焊接而成。如此设置，便于起到与相邻构件的连接作用，同时，“工”字形推拉块的设置，还能够保证在受压时，SMA螺杆不受力，将力传递给碟簧组合件。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图1至图3、图8至图11说明本实施方式，本实施方式的每个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件还包括多个高强度自锁螺母A-12，SMA螺杆A-7以及高强螺杆A-8的端部均通过高强度自锁螺母A-12连接。如此设置，便于起到牢固连接的作用。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图3说明本实施方式，本实施方式的钢柱节点板3为长条形节点板，此种情况为无支撑连接时的钢梁柱节点。

如此设置，外形上，在无支撑连接时的碟簧-SMA杆组合抗弯销轴抗剪自复位耗能钢梁柱节点呈“T”形；在有支撑连接时，销接中心钢支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯销轴抗剪自复位耗能钢梁柱节点呈“N”形(图1和图2)。碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的外形类似于一个带上下耳板的圆柱体，通过一层弹性圆柱销将其安装到钢框架梁柱节点上。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式的钢柱节点板3为异形节点板，所述异形节点板为上部或下部带有中心支撑连接耳3-1的节点板，此时，钢支撑端部连接装配体5向下倾斜安装在钢柱节点板3上。如此设置，此种情况为构造一。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图2说明本实施方式，本实施方式钢柱节点板3包括第一节点板3-2和第二节点板3-3，第一节点板3-2固定连接在钢柱1的侧端面上，第二节点板3-3的一端与钢柱1的侧端面固定连接并位于第一节点板3-2的下方，第二节点板3-3的另一端向远离钢柱1一侧的下方倾斜布置。如此设置，此种情况为构造二。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

本实施方式钢柱节点板3是构造二中所使用的。第一节点板3-3开一个销孔，用来与钢支撑端部连接装配体采用销轴进行连接。第二节点板3-2开三个销孔，其中两个较小销孔的作用同构造一中钢柱节点板的两个较小销孔的作用相同，即便于后续安装碟簧-SMA杆组合复位耗能构件时可以使用同一根销轴贯穿连接钢梁腹板两侧同一水平高度处对应的两个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件；另外一个较大的销孔用来连接钢梁。其余零部件的构造、做法以及用途与构造一完全相同。

具体实施方式九：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式还包括多根柱加强肋7，多根柱加强肋7等间距安装在钢柱1上。如此设置，便于提高钢柱的强度。其它组成和连接关系与具体实施方式一至八中任意一项相同。

具体实施方式十：结合图6说明本实施方式，本实施方式的钢梁4包括端部补强板4-1、横向加强肋4-2、纵向加强肋4-3和H形梁4-4，横向加强肋4-2固定安装在H形梁4-4两侧的凹槽内，纵向加强肋4-3的一端与横向加强肋4-2固定连接，纵向加强肋4-3的另一端与H形梁4-4的梁体连接，端部补强板4-1固定连接在H形梁4-4的端部。

钢梁4包括H形梁4-4、两块端部补强板4-1、两块钢梁的横向加强肋4-2和四块钢梁的纵向加强肋4-3组成钢梁装配体。钢梁采用H形截面梁，可以采用热轧型钢梁，也可以采用焊接H形截面梁。当采用热轧型钢梁时，有两种制作方式，方法一：从H型钢上截取所需长度的钢梁，并将钢梁两端局部范围内的翼缘切除仅保留腹板部分，并对腹板进行切割与开孔。钢梁腹板每端有三个销孔，其中两个较小销孔的孔径和碟簧-SMA杆组合复位耗能构件上下耳板的孔径相同便于后续安装碟簧-SMA杆组合复位耗能构件时可以使用同一根销轴贯穿连接钢梁腹板两侧同一水平高度处对应的两个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件(若实际过程中销轴穿插困难，也可以使用两个半长销轴各自连接腹板单侧的碟簧-SMA杆组合复位耗能构件)；另一个较大的销孔用于钢梁与钢柱的销接，其孔径与钢柱节点板上用于销接钢梁与钢柱的销孔孔径相同。开孔位置见图1和图2(当钢梁与钢柱销接完成后且节点处于初始状态时，梁腹板内两较小销孔的孔心与同一水平高度处钢柱耳板2销孔孔心间的距离即为碟簧-SMA杆组合复位耗能构件上下耳板销孔孔心间的距离)。方法二：从热轧H型钢上截取比所需长度略短的钢梁(此处所需的钢梁总长度与方法一中钢梁的翼缘部分总长度相等即可，剩余部分由额外焊接一块钢梁端部节点板补齐，在热轧型钢梁两端附近的腹板上各开两个较小销孔，孔径与碟簧-SMA杆组合复位耗能构件上下耳板的孔径相同，并在钢梁每端的端部额外焊接一块钢梁端部节点板4-1(只有热轧型钢梁的制作方法二有该节点板，热轧型钢梁的制作方法一以及焊接H形截面梁的梁腹板都为整体，没有这块节点板)，同样可以制成类似钢梁样式。钢梁端部节点板在切割下料的同时进行开孔，只开一个较大的销孔，孔径与方法一中钢梁腹板的较大销孔孔径相同，都用于钢梁与钢柱的销接。钢梁端部节点板的厚度与钢梁腹板厚度相同，并采用对接焊的方式与钢梁腹板端部进行焊接，焊接时应保持钢梁端部节点板两侧平面与钢梁腹板两侧平面齐平，且位于钢梁端部截面的中心位置。焊接完成后对焊接表面进行打磨处理，保证焊接表面平整，不能影响钢梁腹板两侧的钢梁端部补强板的焊接。可见采用热轧型钢梁时，方法二制作起来较为简便但是钢梁腹板的整体性较差，可根据实际情况及需求灵活选择制作方式。当钢梁采用焊接H形截面梁时，钢梁的翼缘和腹板可由两块不同厚度的钢板切割下料，并在工厂进行焊接制作。钢梁腹板切割下料时，可直接将钢梁腹板切割成钢梁腹板样式，并在切割下料的同时进行开孔(开孔位置、孔径大小以及各孔的用途与上文热轧型钢梁所述相同)，腹板加工完成后，再与翼缘进行焊接。钢梁的端部补强板4-1开三个销孔，其中两个销孔较小，与碟簧-SMA杆组合复位耗能构件上下耳板销孔孔径相同；另外一个较大的销孔孔径与钢梁腹板上的较大的销孔孔径相同，用于钢梁与钢柱的销接。钢梁耳板8用于安装碟簧-SMA杆组合复位耗能构件(配合钢柱耳板2一起使用)，钢梁腹板两侧各需要两块钢梁耳板，每个节点共需四块，每块钢梁耳板开两个销孔，销孔大小与碟簧-SMA杆组合复位耗能构件上下耳板的销孔大小一致。钢梁横向加劲肋的长度值与钢梁腹板高度值相等，宽度值与钢梁翼缘外伸部分长度值相等；钢梁纵向加劲肋的宽度值与钢梁翼缘外伸部分长度值相等，长度值可以根据需要进行设计(对于梁横向加劲肋，这里规定与钢梁翼缘垂直方向为加劲肋长度方向，与钢梁腹板垂直方向为加劲肋宽度方向。对于梁纵向加劲肋，这里规定与钢梁轴线平行方向为加劲肋长度方向，与钢梁轴线垂直方向为加劲肋宽度方向)，每个节点处需要两块钢梁横向加劲肋与四块钢梁纵向加劲肋，均布于钢梁腹板两侧(可以根据具体需求决定是否需要额外布置加劲肋)。

结合图1至图14说明本发明的工作原理：

本发明为销接中心钢支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯销轴抗剪自复位耗能钢梁柱节点，其构成包括四个主要的装配体：

(1)钢柱装配体

构造一的钢柱装配体如图1所示，构造二的钢柱装配体如图2所示。

(2)钢梁装配体

两种节点构造形式的钢梁装配体完全相同，零部件以及两块钢梁横向加劲肋、四块钢梁纵向加劲肋构成。

(3)钢支撑端部连接装配体

两种节点构造形式的钢支撑端部连接装配体完全相同，由图10-12所示零部件构成。

(4)碟簧-SMA杆组合复位耗能构件

碟簧-SMA杆组合复位耗能构件构造形式如图8至图11所示。

本发明为销接中心钢支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯销轴抗剪自复位耗能钢梁柱节点，按设计顺序，实施方式主要包括以下五方面内容：

(1)钢柱装配体的制作；

(2)钢梁装配体的制作；

(3)钢支撑连接端部装配体的制作；

(4)碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的制作；

(5)销接中心钢支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯销轴抗剪自复位耗能钢梁柱节点安装；

具体实施过程如下：

(1)钢柱装配体的制作(钢柱装配体分构造一、构造二，两种构造的其余各部件完全相同，不再区分)

第一种构造：

将钢柱节点板采用四周围焊的方式与钢柱翼缘焊接连接，焊接时必须保证两块整块的钢柱节点板关于钢柱两翼缘中线所在平面对称(同时也为了保证两块节点板上的所有对应销孔保持同轴心)，两块钢柱节点板的净距比钢梁腹板及两块钢梁端部补强板厚度之和大1-2mm即可。此外还需在钢柱翼缘上焊接钢柱耳板2，钢柱耳板2采用四周围焊的方式焊接在钢柱翼缘上，单侧的两块钢柱耳板2之间的净距比碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的下耳板及两块填板的厚度之和大1-2mm即可，内侧耳板与钢柱节点板需保持一定的距离，避免安装碟簧-SMA杆组合复位耗能构件时与钢柱节点板产生碰撞(外侧不存在碰撞问题)。焊接时，需保证全部的四块钢柱耳板2(每侧两块)上的对应销孔同轴心，并与钢柱节点板上的对应的较小两个销孔保持同轴心，以便两侧对称布置的碟簧-SMA杆组合复位耗能构件对应销孔可以使用同一根销轴贯通连接，充分保证结构的对称性以及受力的对称性，若实际安装过程中整根销轴贯通穿插困难，也可以使用两个半长销轴各自连接单侧的碟簧-SMA杆组合复位耗能构件。在节点附近的钢柱腹板上每侧各焊接四块横向加劲肋，共八块。构造一的钢柱装配体最终形式如图1所示。

第二种构造：

第一节点板3-3采用四周围焊的方式焊接在钢柱翼缘上用来连接钢支撑(采用实心圆柱销)，焊接时应保持第一节点板3-3的对称面与钢柱两侧翼缘中线所在平面共平面，且第一节点板3-3应尽量靠近钢框架梁柱节点以减小钢支撑轴线偏离梁柱轴线交点的偏心距。第二节点板3-2同样通过四周围焊的方式与钢柱翼缘进行焊接连接，焊接时必须保证两块第二节点板3-2关于钢柱两翼缘中线所在平面对称(同时也为了保证两块第二节点板3-2上的所有对应销孔保持同轴心)，其净距比钢梁腹板及两块钢梁端部补强板厚度之和大1-2mm即可。此外还需在钢柱上焊接钢柱耳板2(耳板的焊接及间隙的留置与构造一完全相同)。同样需在节点附近的钢柱腹板上每侧各焊接四块横向加劲肋，共八块。构造二的钢柱装配体最终形式如图2所示。

(2)钢梁装配体的制作

先将两块钢梁端部补强板采用四周围焊的方式焊接在钢梁腹板两侧，为保证后续连接时销轴能够顺利穿入(包括梁柱的销接以及碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的安装)，焊接时必须保证两块钢梁端部补强板的两个较小销孔与钢梁腹板上的两个较小销孔对应并同轴心，且两块钢梁端部补强板的较大销孔及钢梁腹板上的较大销孔三者也应保持同轴心。当然，为便于加工制作以及保证孔径严格相同且对应孔位严格保持同轴心，还可以先焊补强板然后开孔。钢梁横向加劲肋对称布置在钢梁腹板两侧，每侧各一块，在钢梁横向加劲肋的两侧采用三面围焊的方式将其焊接在钢梁腹板和翼缘上，焊接时必须保证钢梁横向加劲肋与钢梁腹板垂直。钢梁耳板底部采用四周围焊的方式焊接在钢梁横向加劲肋上，钢梁腹板两侧每侧各焊接两块钢梁耳板。为保证碟簧-SMA杆组合复位耗能构件能够顺利安装，钢梁耳板的位置必须与相应的钢柱耳板2的位置保持对应，当钢梁与钢柱销接完成后且节点处于初始状态时，梁腹板内两较小销孔的孔心与同一水平高度处钢柱耳板2销孔孔心间的距离即为碟簧-SMA杆组合复位耗能构件上下耳板销孔孔心间的距离。焊接时必须保证全部的四块钢梁耳板的对应销孔同轴心，并与钢梁腹板上的对应的销孔同轴心，每侧的两块钢梁耳板之间的净距比碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的上耳板厚度大1-2m即可，以保证碟簧-SMA杆组合复位耗能构件能够顺利安装。钢梁纵向加劲肋紧贴钢梁横向加劲肋并与之保持垂直进行焊接，且两块钢梁纵向加劲肋应位于钢梁腹板高度范围内的两个三等分点上。每侧各焊接一块钢梁横向加劲肋和两块钢梁纵向加劲肋，每个节点处共需两块钢梁横向加劲肋，和四块钢梁纵向加劲肋。

(3)钢支撑端部连接装配体的制作

将两块钢支撑连接耳板沿钢支撑连接端板平面内的任一对称轴保持对称焊接即可，焊接时避免焊渣落入螺栓孔孔位，影响后续的螺栓连接过程。两块耳板的净距可适当取大(通常净距宜比所连节点板厚度大5-10mm。不宜过大，否则将不可避免导致连接所用的销轴变长，从而使销轴不仅受剪而且承受弯矩，将较早破坏)，以便于连接到节点板上，节点板与两耳板间的间隙可以额外制作两块相同厚度的钢支撑耳板填板来弥补，左右两侧各一块。当各楼层所用支撑的节点板厚度相差不大时，该种添置两耳板填板的做法便于钢支撑端部连接装配体的批量加工(此种情况下，可以使用多种不同厚度的钢支撑耳板填板来弥补间隙，作用类似于钢支撑端板填板，但这里必须保证所连接的节点板两侧填板的总厚度相等，避免产生偏心)。

(4)碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的制作

根据钢框架梁柱的实际尺寸，选择合适尺寸的碟簧；碟簧尺寸确定后可根据钢框架梁柱节点所需要的变形能力和刚度来决定碟簧的使用片数、组合方式以及所施加预压力的大小(若规范中没有合适的碟簧可进行定制)。同样，可根据钢框架梁柱节点所需要的变形能力和刚度选择合适直径及长度的SMA螺杆。上述设计完成后进行高强螺杆A-8的设计，高强螺杆A-8的设计需要根据上一步碟簧组合的刚度、碟簧组合预应力大小以及SMA螺杆的刚度等进行设计，通过采用较大直径的高强螺杆A-8和相应的孔径等做法，确保工作时高强螺杆A-8能够始终处于弹性状态，且高强螺杆A-8比SMA杆轴向刚度要大，从而控制受拉时，碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的变形几乎只产生在SMA螺杆中。完成碟簧、SMA螺杆以及高强螺杆A-8的设计之后，根据碟簧、SMA螺杆以及高强螺杆A-8的尺寸进行法兰盘的设计，确保法兰盘的平面尺寸能够满足碟簧以及环向高强螺杆A-8与高强度自锁螺母组合的布置，尤其是带有八个环向螺栓孔的法兰盘，设计时应确保相邻螺母之间有足够的净距，不能影响螺母的拧紧(以六角螺母为例，可在平面草图中以六角螺母斜对称轴为直径画圆，模拟螺母的拧紧旋转过程，观察相邻圆是否相离且留有一定净距不影响扳手的使用)。法兰盘制作完成后，将较薄四孔法兰盘、九孔法兰盘、连接短钢管进行焊接(焊接时必须保证上述三个部件同轴心)，形成上部推拉块。本构件中，需要两个这样的“工”字形截面的推拉块，一个作为上部推拉块，在另一个推拉块上焊接长控制导管作为下部推拉块(工作时，推拉块也应始终处于弹性状态，在焊接长导管时，长控制导管应部分伸入九孔法兰盘的中间圆孔中再与该法兰盘进行焊接连接,并应保持与九孔法兰盘同轴心)。将下部推拉块放在水平地面进行“高强垫片-碟簧组合的布置-高强垫片”的布置，布置完成后套入上部推拉块(控制导管不与上部推拉块焊接，以便在该构件受力时能够使上下推拉块间的距离减小从而达到压缩中部碟簧组合的目的)确保推拉块、控制导管、高强垫片以及碟簧组合同轴心布置。为减小摩擦力的影响，布置高强垫片、碟簧组合前，应对长控制导管、高强垫片以及每个单片碟簧的表面涂抹油脂。布置完成后，将所需的四根高强螺杆A-8穿入到相应孔位，拧紧四根高强螺杆A-8所需的共八个高强度自锁螺母后对已组装部分进行预压，使中部的碟簧组合获得一定的预应力(预应力大小可根据具体需要进行设计)，预压完成后，再次拧紧四根高强螺杆A-8对应的全部高强度自锁螺母，使碟簧保留所获得的预压力，四根高强螺杆A-8此时将受初拉力。然后，先将上端板装配体孔位与上部推拉块上的四孔法兰盘(较薄)孔位一一对应，并穿入上侧的四根SMA螺杆，使用扭矩扳手将其两端的高强度自锁螺母拧紧；再将该构件平放，将下端板装配体孔位与下部推拉块上的四孔法兰盘(较薄)孔位一一对应，并穿入下侧的四根SMA螺杆，同样使用扭矩扳手将其两端的高强度自锁螺母拧紧(根据所需要的SMA螺杆的预应力大小调节扭矩扳手施加的扭矩)。此时，上下侧每侧的四根SMA螺杆也将受初拉力。组装完成。

(5)销接中心钢支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯销轴抗剪自复位耗能钢梁柱节点安装

将钢柱装配体(构造一图1、构造二图2)中钢柱节点板(构造二中此处为第二节点板3-2)上的梁柱销孔与钢梁装配体中钢梁端部补强板的梁柱销孔同轴心对齐并使用销轴进行连接，此处采用实心圆柱销即可。连接完成后，进行碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的安装，为尽量减小碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的加工及装配误差带来的间隙影响，建议使用一层弹性圆柱销将碟簧-SMA杆组合复位耗能构件安装到钢梁柱节点中，如果两侧贯穿安装困难，也可以将整根的弹性销截为相等的两段每侧单独进行安装。碟簧-SMA杆组合复位耗能构件安装完成后，可以进行钢支撑的安装。为尽可能的减少钢支撑制作误差带来的不利影响，建议将钢支撑长度与两端焊接的钢支撑连接端板的厚度之和(即支撑制作总长度的实际值)比设计所需的支撑总长度小5-10mm。安装时，先将钢支撑上端与钢支撑端部连接装配体用八个高强螺栓连接好，再将上端带有钢支撑连接装配体的钢支撑起吊并用销轴将其连接到带有钢支撑连接销孔的钢框架梁柱节点上，完成钢支撑上端与钢框架梁柱节点的销轴连接后，再将钢支撑下端与对应的钢框架梁柱节点进行连接。连接钢支撑下端时，先将钢支撑端部连接装配体与下端钢框架梁柱节点销接好，然后用钢支撑端板填板来填补钢支撑下端焊接的钢支撑连接端板与钢支撑端部连接装配体之间的间隙，补足间隙后穿入八个高强度自锁螺母并拧紧，完成钢支撑的安装(总结起来就是：钢支撑上端，先螺栓连接(钢支撑与钢支撑端部连接装配体)后销接(钢支撑端部连接装配体与钢梁柱节点)；钢支撑下端，先销接(钢支撑端部连接装配体与钢梁柱节点)，后螺栓连接(钢支撑与钢支撑端部连接装配体))。

销接中心钢支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯销轴抗剪自复位耗能钢梁柱节点在钢框架上的工作状态如图7所示，为更加直观的展示本发明，图7用一个二层的钢框架同时了展示本发明的两种构造形式。

1.各零部件构造形式及加工方法，需要开孔(一般为销孔和螺栓孔)的各板件在尺寸核对无误后便可切割下料同时进行开孔。

2.各零部件所涉及的所有螺栓孔孔位按高强度螺栓标准孔进行留置。

3.各零部件所涉及的所有销孔孔位为便于销轴的安装同时尽可能紧密配合以避免滑移，建议销孔孔径比销轴的实际直径大0.1-0.3mm。除安装碟簧-SMA杆组合复位耗能构件建议使用一层弹性圆柱销外，其余销轴(梁柱销轴，钢支撑销轴)采用实心圆柱销即可。

4.为保证受力的合理和安全，钢支撑与两端焊接端板的焊缝承载力设计值应高于钢支撑考虑应变强化等强化后的最大承载力进行设计。其余焊缝承载力设计值按所焊接板件的屈服应力进行设计即可(除钢支撑会产生屈服外，其余构件不产生屈服始终处于弹性状态)。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明的，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，以及应用到本发明未提及的领域中，当然，这些依据本发明精神所做的变化都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点，其特征在于：它包括钢柱（1）、多个钢柱耳板（2）、钢柱节点板（3）、钢梁（4）、实心圆柱销（6）、多个钢梁耳板（8）和多个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件，

钢柱节点板（3）安装在钢柱（1）竖直方向的侧壁上，钢梁（4）通过实心圆柱销（6）与钢柱节点板（3）连接，多个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件分别位于钢柱节点板（3）的左右两侧，碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的一端通过钢柱耳板（2）与钢柱（1）连接，碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的另一端通过钢梁耳板（8）安装在钢梁（4）上；

每个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件均包括上耳板（A-1）、下耳板（A-2）、上端板（A-3）、下端板（A-4）、上部推拉块（A-5）、下部推拉块（A-6）、多根SMA螺杆（A-7）、多根高强螺杆（A-8）、碟簧组合（A-9）和长控制导管（A-10），

上耳板（A-1）和下耳板（A-2）在同一条直线上相对布置，上端板（A-3）和下端板（A-4）分别安装在上耳板（A-1）和下耳板（A-2）上，上端板（A-3）和上部推拉块（A-5）之间通过多根SMA螺杆（A-7）连接，下端板（A-4）和下部推拉块（A-6）之间通过多根SMA螺杆（A-7）连接，上部推拉块（A-5）和下部推拉块（A-6）之间安装有碟簧组合（A-9）并通过多根高强螺杆（A-8）连接，

长控制导管（A-10）的一端插入下部推拉块（A-6）内并与下部推拉块（A-6）焊接，长控制导管（A-10）的另一端穿过碟簧组合（A-9）后插装在上部推拉块（A-5）内，并为碟簧组合（A-9）提供导向。

2.根据权利要求1所述的销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点，其特征在于：多个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件的数量为四个，钢柱节点板（3）的左右两侧各上下平行安装有两个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件。

3.根据权利要求2所述的销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点，其特征在于：上部推拉块（A-5）和下部推拉块（A-6）的截面形状均为“工”字形，上部推拉块（A-5）和下部推拉块（A-6）的中间段由短钢管（A-11）焊接而成。

4.根据权利要求3所述的销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点，其特征在于：每个碟簧-SMA杆组合复位耗能构件还包括多个高强度自锁螺母（A-12），SMA螺杆（A-7）以及高强螺杆（A-8）的端部均通过高强度自锁螺母（A-12）连接。

5.根据权利要求4所述的销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点，其特征在于：钢柱节点板（3）为长条形节点板。

6.根据权利要求4所述的销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点，其特征在于：钢柱节点板（3）为异形节点板，所述异形节点板为上部或下部带有中心支撑连接耳（3-1）的节点板，此时，钢支撑端部连接装配体（5）向下倾斜安装在钢柱节点板（3）上。

7.根据权利要求4所述的销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点，其特征在于：钢柱节点板（3）包括第一节点板（3-2）和第二节点板（3-3），第一节点板（3-2）固定连接在钢柱（1）的侧端面上，第二节点板（3-3）的一端与钢柱（1）的侧端面固定连接并位于第一节点板（3-2）的下方，第二节点板（3-3）的另一端向远离钢柱（1）一侧的下方倾斜布置。

8.根据权利要求5或6或7所述的销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点，其特征在于：它还包括多根柱加强肋（7），多根柱加强肋（7）等间距安装在钢柱（1）上。

9.根据权利要求8所述的销接中心支撑的碟簧-SMA杆组合抗弯耗能自复位钢梁柱节点，其特征在于：钢梁（4）包括端部补强板（4-1）、横向加强肋（4-2）、纵向加强肋（4-3）和H形梁（4-4），横向加强肋（4-2）固定安装在H形梁（4-4）两侧的凹槽内，纵向加强肋（4-3）的一端与横向加强肋（4-2）固定连接，纵向加强肋（4-3）的另一端与H形梁（4-4）的梁体连接，端部补强板（4-1）固定连接在H形梁（4-4）的端部。