本发明专利技术公开了一种具有弯剪分控耗能机制的震后功能可恢复连梁，包括：第一弹性连梁、第二弹性连梁、连接螺栓、锚固件，第一弹性连梁和第二弹性连梁一端通过连接插槽和插接凸块插接，并通过连接螺栓连接，连接插槽和插接凸块的接触面为摩擦面，第一弹性连梁和第二弹性连梁另一端分别通过形状记忆合金加长螺杆、锚固件锚固在剪力墙墙肢上，剪力墙墙肢上设置有几字形抗剪插接键，第一弹性连梁和第二弹性连梁另一端面的形状均为与几字形抗剪插接键相适配的几字形插接面。地震时，第一弹性连梁和第二弹性连梁上下剪切错动驱动摩擦面耗能，连梁端部与墙肢发生转动，驱使形状记忆合金加长螺杆发生塑性变形参与耗能，且震后可快速恢复使用功能。
【技术实现步骤摘要】
一种具有弯剪分控耗能机制的震后功能可恢复连梁
本专利技术涉及结构减震
，更具体的说是涉及一种具有弯剪分控耗能机制的震后功能可恢复连梁。
技术介绍
剪力墙结构以良好的抗震性能被广泛应用于高层建筑，根据功能和延性的需求往往在剪力墙中间开洞形成连肢剪力墙。实际震害表明，建筑的损伤往往集中于剪力墙的连梁，当连梁完全破坏后，建筑的破坏进一步延伸至剪力墙墙肢。然而，传统构造的连梁以及剪力墙墙肢修复相对困难，修复费用高昂，不利于震后恢复建筑的使用功能。为此，各国学者对连梁进行一系列的减震设计，可主要归结为两种：一种是剪切耗能型连梁，利用连梁跨中剪切变形驱动阻尼器进行耗能，但该方案未充分利用连梁的弯曲变形；另一种是弯曲耗能型连梁，利用连梁端部与墙肢发生的转动变形，驱动阻尼器进行耗能，但该方案未充分利用其剪切变形；更重要的是，上述两种耗能型连梁在震损后往往需要更换新的阻尼器才可以恢复使用功能，修复成本高，修复时间长。因此，如何提供一种具有弯剪分控耗能机制的震后功能可恢复连梁是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种具有弯剪分控耗能机制的震后功能可恢复连梁，以解决现有技术中连梁不能充分利用弯曲与剪切变形机制进行耗能且震后难以修复的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种具有弯剪分控耗能机制的震后功能可恢复连梁，所述连梁锚固在两个剪力墙墙肢之间，所述连梁包括：第一弹性连梁，所述第一弹性连梁一端具有连接插槽，第二弹性连梁，所述第二弹性连梁一端具有插接凸块，所述插接凸块与所述连接插槽插接，且二者通过连接螺栓连接，所述连接插槽的两侧槽壁面均为第一摩擦面，所述插接凸块的两侧外壁面均为第二摩擦面，所述第一摩擦面与所述第二摩擦面摩擦接触；锚固件，所述锚固件为两个，且分别锚固在两个所述剪力墙墙肢内，所述第一弹性连梁另一端和所述第二弹性连梁另一端分别通过用于传递弯矩的形状记忆合金加长螺杆与两个所述锚固件螺接固定；其中，两个所述剪力墙墙肢上分别与所述第一弹性连梁和所述第二弹性连梁接触的墙面上设置有用于传递剪力的几字形抗剪插接键，所述第一弹性连梁另一端面和所述第二弹性连梁另一端面的形状均带有与所述几字形抗剪插接键相适配的几字形插接面，所述几字形抗剪插接键与所述几字形插接面相配合用以传递剪力。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种具有弯剪分控耗能机制的震后功能可恢复连梁，在地震中，第一弹性连梁一端和第二弹性连梁一端，通过插接凸块与连接插槽的上下剪切错动驱动第一摩擦面和第二摩擦面摩擦接触进行耗能；并且，通过地震中第一弹性连梁另一端和第二弹性连梁另一端分别与剪力墙墙肢发生转动位移，驱动形状记忆合金加长螺杆产生塑性变形进行耗能。而连梁的剪力通过墙肢上的几字形抗剪插接键与连梁的几字形插接面配合传递，弯矩通过形状记忆合金加长螺杆传递。由此本专利技术提供的一种具有弯剪分控耗能机制的震后功能可恢复连梁，能够充分利用连梁在地震中的剪切与弯曲变形，并针对两种变形分别采用不同的耗能机制，耗能效率高，效果明显，而且该构造传力途径明确，机理清晰，可靠度高。并且，第一弹性连梁、第二弹性连梁和连接螺栓可组成剪切耗能机制，在震后可调整连接螺栓释放预紧力，快速恢复第一弹性连梁和第二弹性连梁之间的初始位置；而形状记忆合金加长螺杆在震后可以将连梁绕剪力墙墙肢转动的位移进行自动复位。这两种复位机制可以使连梁在震后快速复位以便恢复建筑的使用功能，此外，这两种耗能机制构造均采用螺栓连接，若任意一种变形的耗能部件发生损坏或者需要维护，可利用较少的人力进行快速更换，大大降低了维护成本。进一步地，所述几字形插接面的外凸部分的角度θ1为150°-170°，所述几字形插接面的内凹部分的角度θ2为90°-120°。采用上述技术方案产生的有益效果是，几字形插接面的设置，可保证连梁端部具有良好的弯曲变形，以及墙肢能够向连梁传递足够的剪力，而几字形插接面的外凸部分的角度θ1为150°-170°，可保证墙肢对连梁提供稳定的抗剪承载力，几字形插接面的内凹部分的角度θ2为90°-120°，能够使连梁端部绕墙肢上的几字形抗剪插接键顺利转动。进一步地，所述连接插槽的两侧壁上均开设有第一长条形孔，所述插接凸块上对应开设有第二长条形孔，所述连接螺栓穿过所述第一长条形孔和所述第二长条形孔，用于将所述第一弹性连梁和第二弹性连梁连接固定。采用上述技术方案产生的有益效果是，第一长条形孔和第二长条形孔在连接螺栓的约束下相互错动，同时借助连接插接和插接凸块接触边缘为矩形，在连接螺栓提供足够预紧力的情况下可实现平行错动，即保证了第一弹性连梁和第二弹性连梁之间的剪切变形机制，又保证了连梁为结构提供必要的承载功能。进一步地，所述第一弹性连梁上开设有第一减重通槽，所述第二弹性连梁上开设有第二减重通槽。采用上述技术方案产生的有益效果是，降低连梁的结构自重。进一步地，每个所述锚固件均包括：几字形金属锚固板，所述几字形金属锚固板的形状与所述几字形抗剪插接键形状适配且贴合接触；锚固管，所述锚固管埋设在所述剪力墙墙肢内，且其一端与所述几字形金属锚固板一侧固定连接，所述第一弹性连梁另一端和所述第二弹性连梁另一端均开设有螺杆穿设孔，所述形状记忆合金加长螺杆穿过螺杆穿设孔与所述锚固管螺接固定。采用上述技术方案产生的有益效果是，几字形锚固板采用金属材质，其自身的抗拉性能较好，不易损坏，并且几字形金属锚固板约束了剪力墙墙肢的锚固部位，提高了锚固部位的强度。进一步地，所述几字形金属锚固板一侧固定连接有预埋在所述剪力墙墙肢内的多根锚筋。进一步地，所述锚固管管壁上间隔套固有多个抗拔环。进一步地，所述锚固管的另一端固定有端部锚固键。采用上述技术方案产生的有益效果是，锚筋、抗拔环、和端部锚固键的设置，可提高锚固管的锚固能力，使连梁与剪力墙墙肢的锚固更稳固，避免地震中连梁锚固部分出现滑移，提高建筑的地震安全性。进一步地，所述几字形金属锚固板的上下端分别向外延伸出锚固辅助板，所述锚固辅助板与所述剪力墙墙肢的墙面贴合设置。采用上述技术方案产生的有益效果是，当连梁端部绕剪力墙墙肢转动时，锚固辅助板可提供稳定的承载能力，另外，锚固辅助板可以增加墙肢上的锚固面积，提高锚固件的锚固能力。进一步地，所述锚固管的内径为所述形状记忆合金加长螺杆直径的1.05倍，所述螺杆穿设孔的直径为所述形状记忆合金加长螺杆直径的1.2倍。采用上述技术方案产生的有益效果是，锚固管的内径为形状记忆合金加长螺杆直径的1.05倍，在保证顺利安装形状记忆合金加长螺杆的同时，进可能的包裹住螺栓，提高稳定性；螺杆穿设孔的直径为形状记忆合金加长螺杆直径的1.2倍，可保证形状记忆合金加长螺杆顺利安装，并且在地震中减少由于弯曲变形而产生的形状记忆合金加长螺杆与螺杆穿设孔之间的摩擦。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有弯剪分控耗能机制的震后功能可恢复连梁，所述连梁(1)锚固在两个剪力墙墙肢(2)之间，其特征在于，所述连梁(1)包括：/n第一弹性连梁(11)，所述第一弹性连梁(11)一端具有连接插槽(111)，/n第二弹性连梁(12)，所述第二弹性连梁(12)一端具有插接凸块(121)，所述插接凸块(121)与所述连接插槽(111)插接，且二者通过连接螺栓(13)连接，所述连接插槽(111)的两侧槽壁面均为第一摩擦面(1111)，所述插接凸块(121)的两侧外壁面均为第二摩擦面(1211)，所述第一摩擦面(1111)与所述第二摩擦面(1211)摩擦接触；/n锚固件(14)，所述锚固件(14)为两个，且分别锚固在两个所述剪力墙墙肢(2)内，所述第一弹性连梁(11)另一端和所述第二弹性连梁(12)另一端分别通过用于传递弯矩的形状记忆合金加长螺杆(15)与两个所述锚固件(14)螺接固定；/n其中，两个所述剪力墙墙肢(2)上分别与所述第一弹性连梁(11)和所述第二弹性连梁(12)接触的墙面上设置有外凸的几字形抗剪插接键(21)，所述第一弹性连梁(11)另一端面和所述第二弹性连梁(12)另一端面的形状均带有与所述几字形抗剪插接键(21)相适配的内凹的几字形插接面(101)，所述几字形抗剪插接键(21)与所述几字形插接面(101)相配合用以传递剪力。/n...
【技术特征摘要】
1.一种具有弯剪分控耗能机制的震后功能可恢复连梁，所述连梁(1)锚固在两个剪力墙墙肢(2)之间，其特征在于，所述连梁(1)包括：
第一弹性连梁(11)，所述第一弹性连梁(11)一端具有连接插槽(111)，
第二弹性连梁(12)，所述第二弹性连梁(12)一端具有插接凸块(121)，所述插接凸块(121)与所述连接插槽(111)插接，且二者通过连接螺栓(13)连接，所述连接插槽(111)的两侧槽壁面均为第一摩擦面(1111)，所述插接凸块(121)的两侧外壁面均为第二摩擦面(1211)，所述第一摩擦面(1111)与所述第二摩擦面(1211)摩擦接触；
锚固件(14)，所述锚固件(14)为两个，且分别锚固在两个所述剪力墙墙肢(2)内，所述第一弹性连梁(11)另一端和所述第二弹性连梁(12)另一端分别通过用于传递弯矩的形状记忆合金加长螺杆(15)与两个所述锚固件(14)螺接固定；
其中，两个所述剪力墙墙肢(2)上分别与所述第一弹性连梁(11)和所述第二弹性连梁(12)接触的墙面上设置有外凸的几字形抗剪插接键(21)，所述第一弹性连梁(11)另一端面和所述第二弹性连梁(12)另一端面的形状均带有与所述几字形抗剪插接键(21)相适配的内凹的几字形插接面(101)，所述几字形抗剪插接键(21)与所述几字形插接面(101)相配合用以传递剪力。
2.根据权利要求1所述的一种具有弯剪分控耗能机制的震后功能可恢复连梁，其特征在于，所述几字形插接面(101)的外凸部分的角度θ1为150°-170°，所述几字形插接面(101)的内凹部分的角度θ2为90°-120°。
3.根据权利要求1所述的一种具有弯剪分控耗能机制的震后功能可恢复连梁，其特征在于，所述连接插槽(111)的两侧壁上均开设有第一长条形孔(1112)，所述插接凸块(121)上对应开设有第二长条形孔(1212)，所述连接螺栓(13)穿过所述第一长条形孔(1112)和所述第二长条形孔(1212)，用于将所述第一弹性连梁(11)和第二弹性连梁(12)连接固定。
4...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱柏洁，张令心，李行，李宁，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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