CN212405478U - 一种带sma杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点，端板连接件包括第一钢板以及固定于第一钢板上的槽钢，其中，第一钢板与方钢管柱的侧壁相连接，槽钢位于H型钢钢梁的两个翼缘之间，H型钢钢梁中翼缘的外侧设置有摩擦片及第二钢板，其中，螺栓依次穿过第二钢板、摩擦片、H型钢钢梁的翼缘及槽钢的翼缘将第二钢板、摩擦片、H型钢钢梁的翼缘及槽钢的翼缘相连接，H型钢钢梁的翼缘上固定有连接角钢，形状记忆合金杆依次穿过方钢管柱、第一钢板及连接角钢将方钢管柱、第一钢板及连接角钢相连接，该节点基于形状记忆合金及摩擦耗能技术设计而成，具有优异的结构延性及耗能能力。

Description

一种带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点

技术领域

本实用新型属于结构工程技术领域，涉及一种带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点。

背景技术

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。然而，相比传统的预应力筋和钢绞线，形状记忆合金(SMA)具有优越的超弹性和一定的耗能能力，大直径的SMA杆已逐渐被应用于自复位梁柱节点。由于SMA材料性能受温度、加载条件、热处理方式等因素的影响，同时大直径SMA杆的加工难度和材料成本较高，自复位梁柱节点通常引入耗能装置，以实现节点的高耗能。由于碳纤维摩擦材料具有摩擦系数较高，抗热衰退性能好，工作寿命长，且更加的环保等优点，碳纤维摩擦片、钢板、高强螺栓组成的摩擦耗能器具有稳定耗能的特点，可应用于自复位结构体系，然而在边柱节点中尚未得到应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点，该节点基于形状记忆合金及摩擦耗能技术设计而成，具有优异的结构延性及耗能能力。

为达到上述目的，本实用新型所述的带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点包括H型钢钢梁、方钢管柱、端板连接件、螺栓及形状记忆合金杆；

端板连接件包括第一钢板以及固定于第一钢板上的槽钢，其中，第一钢板与方钢管柱的侧壁相连接，槽钢位于H型钢钢梁的两个翼缘之间，H型钢钢梁中翼缘的外侧设置有摩擦片及第二钢板，其中，螺栓依次穿过第二钢板、摩擦片、H型钢钢梁的翼缘及槽钢的翼缘将第二钢板、摩擦片、H型钢钢梁的翼缘及槽钢的翼缘相连接，H型钢钢梁的翼缘上固定有连接角钢，形状记忆合金杆依次穿过方钢管柱、第一钢板及连接角钢将方钢管柱、第一钢板及连接角钢相连接。

穿心螺栓螺杆穿过方钢管柱及第一钢板将第一钢板与方钢管柱相连接。

连接角钢上设置有加劲肋。

穿心螺栓螺杆及螺栓上均设置有螺帽。

槽钢与第一钢板相焊接。

连接角钢位于H型钢钢梁翼缘的内侧。

形状记忆合金杆的端部套接有调节螺母。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点在具体操作时，H型钢钢梁中翼缘的外侧设置有摩擦片及第二钢板，同时螺栓依次穿过第二钢板、摩擦片、H型钢钢梁的翼缘及槽钢的翼缘将第二钢板、摩擦片、H型钢钢梁的翼缘及槽钢的翼缘相连接，通过摩擦片与第二钢板及H型钢钢梁的翼缘摩擦，以实现摩擦耗能，同时H型钢钢梁的翼缘上设置有连接角钢，形状记忆合金杆依次穿过方钢管柱、第一钢板及连接角钢将方钢管柱、第一钢板及连接角钢相连接，通过形状记忆合金杆和摩擦片共同吸收大部分地震能量，主要构件无明显非弹性变形，可减少结构震后修复成本，利用形状记忆合金杆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。另外，本实用新型采用装配式结构，施工方便，安全性较高。

进一步，连接角钢位于H型钢钢梁翼缘的内侧，即形状记忆合金杆位于H型钢钢梁翼缘的内侧，有效解决梁柱节点处楼板布置不便的问题，同时连接角钢对梁翼缘有加强作用，可以有效防止节点域梁翼缘的局部屈曲变形。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A-A方向的截面图；

图3为图1中B-B方向的截面图；

图4为图1中C-C方向的截面图；

图5为图1中D-D方向的截面图；

图6为端板连接件1的结构示意图；

图7为端板连接件1的平面图；

图8为端板连接件1的侧视图。

其中，1为端板连接件、2为H型钢钢梁、3为方钢管柱、4为穿心螺栓螺杆、5为螺栓、6为螺帽、7为槽钢、8为第一钢板、9为形状记忆合金杆、10为连接角钢、11为加劲肋、12为摩擦片、13为第二钢板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1至图8，本实用新型所述的带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点包括H型钢钢梁2、方钢管柱3、端板连接件1、螺栓5及形状记忆合金杆9；端板连接件1包括第一钢板7以及固定于第一钢板7上的槽钢8，其中，第一钢板7与方钢管柱3的侧壁相连接，槽钢8位于H型钢钢梁2的两个翼缘之间，H型钢钢梁2中翼缘的外侧设置有摩擦片12及第二钢板13，其中，螺栓5依次穿过第二钢板13、摩擦片12、H型钢钢梁2的翼缘及槽钢8的翼缘将第二钢板13、摩擦片12、H型钢钢梁2的翼缘及槽钢8的翼缘相连接，H型钢钢梁2的翼缘上固定有连接角钢10，形状记忆合金杆9依次穿过方钢管柱3、第一钢板7及连接角钢10将方钢管柱3、第一钢板7及连接角钢10相连接。

穿心螺栓螺杆4穿过方钢管柱3及第一钢板7将第一钢板7与方钢管柱3相连接；连接角钢10上设置有加劲肋11；穿心螺栓螺杆4及螺栓5上均设置有螺帽6；槽钢8与第一钢板7相焊接；连接角钢10位于H型钢钢梁2翼缘的内侧；形状记忆合金杆9的端部套接有调节螺母。

摩擦片12的材质为碳纤维摩擦材料，碳纤维摩擦材料具有摩擦系数较高，性能稳定，工作寿命长等优点，第二钢板13、摩擦片12及H型钢钢梁2的翼缘组成摩擦耗能装置，以消耗大部分地震能量，大幅度提高节点的耗能能力。

形状记忆合金杆9的端部套接有调节螺母，通过调节螺母对形状记忆合金杆9施加预应变。

本实用新型的具体施工过程为：

1)分析节点，计算节点域所需腹板、螺栓5型号和个数、腹板、翼缘螺栓孔直径、穿心螺栓螺杆4和形状记忆合金杆9的直径和数量等参数。

2)在工厂加工方钢管柱3、H型钢钢梁2和连接角钢10；完成形状记忆合金杆9的切削及热训练工作；在H型钢钢梁2的腹板、翼缘设计位置开螺栓孔，以便连接角钢10的固定，以便穿心螺栓螺杆4、形状记忆合金杆9和螺栓5的穿过和锚固。

3)通过螺栓5连接端板连接件1和H型钢钢梁2，同时在H型钢钢梁2翼缘的外侧将第二钢板13和摩擦片12与H型钢钢梁2的翼缘连接。

4)用普通高强螺栓将连接角钢10和H型钢钢梁2的翼缘相连接。

5)将连接完毕的H型钢钢梁2起吊到安装位置，实现端板连接件1上的螺栓孔和方钢管柱3上的螺栓孔的对中，插入穿心螺栓螺杆4，并拧紧螺帽6。

6)将形状记忆合金杆9穿过方钢管柱3，且一端与方钢管柱3的柱壁锚固，另一端安装到连接角钢10上，并安装调节螺母，再通过调节螺母对形状记忆合金杆9施加预应变。

Claims (7)

1.一种带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点，其特征在于，包括H型钢钢梁(2)、方钢管柱(3)、端板连接件(1)、螺栓(5)及形状记忆合金杆(9)；

端板连接件(1)包括第一钢板(7)以及固定于第一钢板(7)上的槽钢(8)，其中，第一钢板(7)与方钢管柱(3)的侧壁相连接，槽钢(8)位于H型钢钢梁(2)的两个翼缘之间，H型钢钢梁(2)中翼缘的外侧设置有摩擦片(12)及第二钢板(13)，其中，螺栓(5)依次穿过第二钢板(13)、摩擦片(12)、H型钢钢梁(2)的翼缘及槽钢(8)的翼缘将第二钢板(13)、摩擦片(12)、H型钢钢梁(2)的翼缘及槽钢(8)的翼缘相连接，H型钢钢梁(2)的翼缘上固定有连接角钢(10)，形状记忆合金杆(9)依次穿过方钢管柱(3)、第一钢板(7)及连接角钢(10)将方钢管柱(3)、第一钢板(7)及连接角钢(10)相连接。

2.根据权利要求1所述的带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点，其特征在于，穿心螺栓螺杆(4)穿过方钢管柱(3)及第一钢板(7)将第一钢板(7)与方钢管柱(3)相连接。

3.根据权利要求1所述的带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点，其特征在于，连接角钢(10)上设置有加劲肋(11)。

4.根据权利要求2所述的带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点，其特征在于，穿心螺栓螺杆(4)及螺栓(5)上均设置有螺帽(6)。

5.根据权利要求1所述的带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点，其特征在于，槽钢(8)与第一钢板(7)相焊接。

6.根据权利要求1所述的带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点，其特征在于，连接角钢(10)位于H型钢钢梁(2)翼缘的内侧。

7.根据权利要求1所述的带SMA杆的翼缘摩擦型装配式端板自复位边柱节点，其特征在于，形状记忆合金杆(9)的端部套接有调节螺母。

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