[发明专利]隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点及方法

权利要求书

1.一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其特征在于，包括桃尖梁(7)、挑檐枋(8)和挑檐枋连接机构，所述挑檐枋(8)通过挑檐枋连接机构连接并设于桃尖梁矩形通槽(9)中；

所述挑檐枋连接机构包括外钢管(1)、内钢管(2)、活动夹头(4)和SMA丝束(6)，所述SMA丝束(6)缠绕于一对活动夹头(4)上，一对活动夹头(4)张拉SMA丝束(6)，并固定在内、外钢管限位卡槽中。

2.根据权利要求1所述的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其特征在于，所述桃尖梁(7)上预开桃尖梁矩形通槽(9)，内钢管(2)连接挑檐枋(8)并设于桃尖梁矩形通槽(9)中，外钢管(1)与桃尖梁矩形通槽(9)之间采用环氧树脂粘接剂连接，挑檐枋(8)插入内钢管(2)中。

3.根据权利要求1所述的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其特征在于，所述内钢管(2)和外钢管(1)为框型板结构，均顶部开口，限位卡槽设于内钢管(2)和外钢管(1)的两侧壁。

4.根据权利要求1所述的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其特征在于，所述外钢管(1)的内壁设有与内钢管(2)相接的导向棒(3)。

5.根据权利要求1所述的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其特征在于，所述活动夹头(4)中间为圆柱体，端部为长方体。

6.根据权利要求1所述的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其特征在于，缠绕于一对活动夹头(4)上的SMA丝束(6)通过SMA丝束限位构造(5)限位；所述SMA丝束限位构造(5)是位于活动夹头(4)两端的双层金属薄片，将SMA丝束(6)限位在金属薄片之间。

7.根据权利要求1所述的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其特征在于，所述SMA丝束(6)采用镍钛或铜-铝-铍合金材料。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述节点的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在桃尖梁(7)上挑檐枋(8)处开设桃尖梁矩形通槽(9)；

步骤2：将均匀缠绕有SMA丝束(6)的活动夹头(4)张拉，并将其卡在内钢管(2)的左右钢板限位卡槽中；

步骤3：将左右钢板与底钢板焊接形成内钢管(2)，使SMA丝束(6)获得预拉力；

步骤4：将外钢管(1)左右钢板分别设于内钢管(2)左右钢板外侧，且外钢管(1)长度小于内钢管(2)长度，活动夹头(4)卡在外钢管(1)左右钢板限位卡槽中；

步骤5：将连接有导向棒(3)的左右钢板与底钢板焊接，形成外钢管(1)；

步骤6：通过粘结剂将挑檐枋连接机构与桃尖梁(7)和挑檐枋(8)粘结成整体。

9.根据权利要求8所述的一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接方法，其特征在于，所述步骤2中，通过改变SMA丝束(6)的缠绕圈数使挑檐枋连接机构得到不同的恢复力，SMA圈数采用下式计算：

式中，n_max为SMA丝最大缠绕圈数，F_max为最大荷载限值，A₁为单根SMA丝的截面面积，为马氏体相变完成应力。

10.根据权利要求8所述的一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接方法，其特征在于，所述步骤3中，在两个活动夹头(4)中心距离不变的情况下，调整试件行程可以改变SMA丝束(6)的预拉应变，通过下式计算：

式中，d为两个活动夹头的中心距离，u_max为试件行程，Δε_max为最大行程下SMA丝束的应变与预拉应变的差值，R为活动夹头的半径，t为SMA丝束的累计厚度，为SMA丝束的初始预拉应变。