【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及装配式钢结构梁柱节点，具体涉及一种基于sma连接的装配式自复位梁柱钢节点。
技术介绍
1、随着建筑行业的发展，钢结构在基础设施的建造中应用越来越广泛。而钢结构中梁柱节点作为力流的汇交中心，对结构的整体稳定性起着至关重要的作用。
2、在强震作用下，采用全约束连接方式的装配式钢结构将不可避免的发生塑性变形，从而通过延性能力来抵抗地震作用，防止结构倒塌破坏。然而，震后结构的塑性损伤和残余变形会严重影响其使用功能，且修复难度和成本较高。因此，为减小震后损失、减轻震后修复任务、提高结构的抗震韧性，如何提供一种施工方便高效、抗震韧性好、自复位能力强、抗震性能可靠的装配式自复位梁柱连接节点及施工方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。
3、近年来，为提升结构的抗震韧性，通过添加新型耗能元件，使用新材料新技术提升结构自复位性能已成为国内外学者的研究焦点。而形状记忆合金(sma)材料因其具有超弹性效应和形状记忆效应，作为建筑材料可极大地提升建筑结构的自复位性能。本专利技术使用sma材料制作的螺栓连接梁柱节点，并在连接节点处梁的翼缘板外侧安装带有sma材料耗能元件的阻尼器，得到一种新型的装配式自复位梁柱节点。在提升施工效率的同时可极大地提升结构的抗震性能。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术公开了一种基于sma连接的新型装配式自复位梁柱钢节点，该节点能较好的利用sma材料的自复位性能，在节点内侧用sma螺栓连接，外侧用u型耗能元件组装的阻尼器连接，极大地提升
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种基于sma连接的新型装配式自复位梁柱钢节点，包括预制工字钢柱和安装在所述工字钢柱两侧的工字钢梁；所述工字钢梁翼缘板内侧设置若干个由方钢管和型钢组成的锚具，所述锚具焊接固定在梁翼缘板内侧；所述工字钢柱上预留孔道，使用若干个由sma材料制造的螺杆从一侧的锚具穿过所述孔道至另一侧锚具处，并用锚具将两端固定；在梁柱节点连接的内侧设置若干个剪切板，所述剪切板一端焊接在工字钢柱翼缘板外侧，与工字钢梁腹板通过螺栓连接；在节点连接处工字钢梁翼缘板外侧设置若干个耗能阻尼器，所述阻尼器由上下两块钢板、sma材料制作的u型耗能元件内环和外环、上下两个凹块组成，所述外环顶部焊接在上钢板内侧，底部焊接在下钢板内侧，所述内环底部焊接在外环底部内侧，所述上凹块顶部焊接在外环顶部内侧，所述下凹块焊接在内环顶部外侧，所述上钢板一端焊接固定在工字钢柱翼缘板外侧，下钢板底部焊接固定在工字钢梁翼缘板外侧。
4、在本专利技术中，当小震发生时，所述sma螺栓和阻尼器外环元件发生变形为结构耗能，当地震消失后，由于sma材料的超弹性和形状记忆功能，变形元件会往震前形态恢复，使其残余变形远远小于传统耗能材料，提升结构的自复位性能，减少建筑结构的震后损失；当大震发生时，除上述sma螺栓与u型耗能元件外环外，阻尼器u型耗能元件内环也将开始变形，提供更大的延性为结构耗能，在地震消失后，同样可利用其优良的自复位性能，使结构残余变形大大降低，实现结构的多重耗能功能；当地震发生后，由于所述耗能构件均为装配式结构，可便捷的更换已损伤的元件。
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1.一种基于SMA连接的新型装配式自复位梁柱钢节点，其特征在于，包括预制工字钢柱(1)和安装在所述工字钢柱两侧的工字钢梁(2)；所述工字钢梁(2)翼缘板内侧设置若干个由方钢管(8)和型钢(7)组成的锚具，所述锚具焊接固定在梁翼缘板内侧；所述工字钢柱(1)上预留孔道，使用若干个由SMA材料制造的螺杆(10)从一侧的锚具穿过所述孔道至另一侧锚具处，并用锚具将两端固定；在梁柱节点连接的内侧设置若干个剪切板(11)，所述剪切板一端焊接在工字钢柱翼缘板外侧，与工字钢梁腹板通过螺栓(12)连接；在节点连接处工字钢梁(2)翼缘板外侧设置若干个耗能阻尼器(3)。
2.根据权利要求1所述的新型装配式自复位梁柱钢节点，其特征在于，所述连接螺杆(10)由形状记忆合金(SMA)材料制成，中间穿过工字钢柱(1)预留的孔道，孔道直径略大于螺杆直径，使得螺杆(10)不与孔壁直接接触，螺杆(10)两端通过锚具固定。
3.根据权利要求1所述的新型装配式自复位梁柱钢节点，其特征在于，所述锚具由方钢管(8)和型钢(7)组成，对称安置在节点内部四个角上，并在工字钢梁(2)腹板两侧均有设置；其中，
4.根据权利要求1所述的新型装配式自复位梁柱钢节点，其特征在于，所述剪切板(11)由钢板制成，对称安置在节点内部工字钢柱(1)两端；其中，剪切板上预留孔道(6)将剪切板通过螺栓(12)固定在工字钢梁(2)腹板上，剪切板与工字钢柱(1)接触的一端则通过焊缝(13)连接固定在工字钢柱(1)上。
5.根据权利要求1所述的新型装配式自复位梁柱钢节点，其特征在于，所述阻尼器(3)由上钢板(31)、U型耗能元件外环(32)、上凹块(33)、下凹块(34)、U型耗能元件内环(35)和下钢板(36)焊接组成。
6.根据权利要求5所述的新型装配式自复位梁柱钢节点，其特征在于，所述阻尼器(3)中的U型耗能元件外环(32)和U型耗能元件内环(35)均由形状记忆合金(SMA)材料制成，其余构件均由钢材制成。
7.根据权利要求5所述的新型装配式自复位梁柱钢节点，其特征在于，所述阻尼器(3)中上凹块(33)尺寸大于下凹块(34)，上凹块顶部固定在U型耗能元件外环(32)上，开口处下端与U型耗能元件内环(35)保留距离不直接接触；下凹块(34)底部固定在U型耗能元件内环(35)上，与上凹块(33)开口相对但不接触，上凹块(33)将下凹块(34)包裹住，但左右两端留有空隙不直接接触。
8.根据权利要求1所述的新型装配式自复位梁柱钢节点，其特征在于，所述阻尼器(3)对称安置在节点外侧四个角上，其中，与工字钢梁(2)直接接触的钢板底部通过梁与阻尼器连接焊缝(5)焊接固定在工字钢梁(2)翼缘板上，而另一块钢板则通过柱与阻尼器连接焊缝(4)固定在工字钢柱(1)翼缘板上；特别说明，已与梁(2)固定的钢板不再通过任何约束与柱(1)连接。
...【技术特征摘要】
1.一种基于sma连接的新型装配式自复位梁柱钢节点，其特征在于，包括预制工字钢柱(1)和安装在所述工字钢柱两侧的工字钢梁(2)；所述工字钢梁(2)翼缘板内侧设置若干个由方钢管(8)和型钢(7)组成的锚具，所述锚具焊接固定在梁翼缘板内侧；所述工字钢柱(1)上预留孔道，使用若干个由sma材料制造的螺杆(10)从一侧的锚具穿过所述孔道至另一侧锚具处，并用锚具将两端固定；在梁柱节点连接的内侧设置若干个剪切板(11)，所述剪切板一端焊接在工字钢柱翼缘板外侧，与工字钢梁腹板通过螺栓(12)连接；在节点连接处工字钢梁(2)翼缘板外侧设置若干个耗能阻尼器(3)。
2.根据权利要求1所述的新型装配式自复位梁柱钢节点，其特征在于，所述连接螺杆(10)由形状记忆合金(sma)材料制成，中间穿过工字钢柱(1)预留的孔道，孔道直径略大于螺杆直径，使得螺杆(10)不与孔壁直接接触，螺杆(10)两端通过锚具固定。
3.根据权利要求1所述的新型装配式自复位梁柱钢节点，其特征在于，所述锚具由方钢管(8)和型钢(7)组成，对称安置在节点内部四个角上，并在工字钢梁(2)腹板两侧均有设置；其中，方钢管(8)和型钢(7)紧密相连，底部通过焊缝(9)焊接固定在梁柱节点内部工字钢梁(2)翼缘板上。
4.根据权利要求1所述的新型装配式自复位梁柱钢节点，其特征在于，所述剪切板(11)由钢板制成，对称安置在节点内部工字钢柱(1)两端；其中，剪切板上预留孔道(6)将剪切板通过螺栓(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：伍敏，周海，黄于倩，梁缘，习文慧，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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