[发明专利]一种自复位耗能梁

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗震设备，具体涉及一种自复位耗能梁。

背景技术

强震作用时偏心支撑结构整体变形较大，强震过后结构会留下较大的残余变形，使震后修复变得困难且不经济。自复位结构是一种新型的抗震结构体系，这种结构体系能确保强震过后结构复位至初始位置或者接近初始位置，亦可提高结构震后修复的经济性。

地震作用时，偏心支撑结构的侧向变形主要集中在耗能梁段内，而现有偏心支撑的耗能梁均采用钢材，其耗能形式呈饱满的纺锤体，结构震后残余变形较大。剪切型耗能梁性能主要受腹板材料性能的影响，将耗能梁的腹板替换为形状记忆金属（SMA）材料，使耗能梁呈SMA材料的旗帜型滞回曲线，通过SMA材料的相变提供结构需要的复位力，使震后偏心支撑结构的残余变形极小或为零，实现结构的自复位功能。

发明内容

为解决现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种自复位耗能梁，该自复位耗能梁在地震时，能够提供部分抗侧刚度和耗能能力，震后依靠SMA材料的相变提供结构复位需要的力，使结构复位至初始位置或者接近初始位置，解决传统偏心支撑结构震后残余变形过大，提高震后结构修复的经济性。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种自复位耗能梁，包括钢端板、钢肋板、钢翼缘板和SMA腹板；所述钢肋板两侧均设置一块钢端板、SMA腹板和两块钢翼缘板，所述钢肋板、钢端板和两块钢翼缘板将SMA腹板包围在中间。

进一步的，所述钢端板包括开孔钢板和两端切角开孔钢板，所述开孔钢板单侧对称焊接两块两端切角开孔钢板；开孔钢板上留有必要的孔洞便于和支撑、框架梁或框架柱连接；两块两端切角开孔钢板间留有间隙，且两端切角开孔钢板上留有孔洞，可实现SMA腹板与端板的连接。

进一步的，所述钢肋板包括钢板和两端切角开孔钢板，所述钢板两侧均对称焊接两块两端切角开孔钢板，同一侧的所述两块两端切角开孔钢板之间留有间隙；所述两端切角开孔钢板上留有孔洞，可实现SMA腹板与钢肋板的连接。

进一步的，所述钢翼缘板包括钢板和两端切角开孔钢板，所述钢板单侧对称焊接两块两端切角开孔钢板，两块两端切角开孔钢板间留有间隙，且两端切角开孔钢板上留有的孔洞可实现SMA腹板与钢翼缘板的连接。

更进一步，所述钢端板、钢肋板、钢翼缘板和SMA腹板之间的连接均采用高强度螺栓连接副来实现。

一种偏心支撑机构，包括框架梁、框架柱、斜支撑和自复位耗能梁。

本发明的自复位耗能梁的制作及安装简便，将该自复位耗能梁安装至偏心支撑结构中去，可使强震过后结构不需修复既能恢复至初始位置，从而减小结构残余变形，较好实现震后可恢复城市的设计理念。本发明构造简单，施工便捷，各组成部分均采用高强度螺栓连接，强震过后亦可实现任意组成构件的更换，提高震后修复的经济性。

附图说明

图1是本发明的自复位耗能梁整体结构示意图；

图2是图1的自复位耗能梁A-A剖视图；

图3是图1的自复位耗能梁B-B剖视图；

图4是本发明的自复位耗能梁组装示意图；

图5是图4的自复位耗能梁C-C剖视图；

图6是图4的自复位耗能梁D-D剖视图；

图7是图4的自复位耗能梁E-E剖视图；

图8是本发明的自复位耗能梁应用到Y型偏心支撑框架结构中的实例；

图9是本发明的自复位耗能梁应用到K型偏心支撑框架结构中的实例；

图10是本发明的自复位耗能梁应用到D型偏心支撑框架结构中的实例；

图11是本发明的自复位耗能梁应用到V型偏心支撑框架结构中的实例。

附图标号：1为钢端板，2为钢肋板，3为钢翼缘板，4为形状记忆金属（SMA）腹板，5为高强度螺栓连接副，6为开孔钢板，7为两端切角开孔钢板，8为钢板，9为框架梁，10为斜向支撑，11为框架柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。应该清楚，附图中所描述的本发明的具体实施例仅为说明本发明用，其并非按实际尺寸和比例严格绘制。因此，本申请中的附图不应解释为对本发明的任何限制。

如图1至4所示，本发明的一种自复位耗能梁，包括钢端板1、钢肋板2、钢翼缘板3和SMA腹板4；钢肋板2两侧均设置一块钢端板1、SMA腹板4和两块钢翼缘板3，钢肋板2、钢端板1和两块钢翼缘板3将SMA腹板4包围在中间。