[发明专利]一种可分阶段耗能的自复位钢结构梁柱节点

说明书

本发明涉及一种可分阶段耗能的自复位钢结构梁柱节点，每个H型钢梁与H型钢柱交接处的上下部位安装加劲肋连接件，其包括角钢和竖向加劲肋，以H型钢柱的腹板为对称面，形状记忆合金长螺杆在对称面同侧顺次垂直穿过角钢的短肢、H型钢柱的翼缘；还包括若干槽钢，槽钢的腰与H型钢梁的腹板紧密贴合并通过高强螺栓连接，槽钢的一端与H型钢柱的翼缘连接，槽钢的腿外侧壁与相邻H型钢梁翼缘内侧壁之间布设U形金属阻尼器；该节点可通过形状记忆合金长螺杆的超弹性实现节点在地震作用下的自复位功能，依靠形状记忆合金长螺杆和U形金属阻尼器可达到分级、分阶段耗散地震能量的预设目标，同时损坏的构件在震后可进行快速拆卸、更换，具有可修复性。

技术领域

本发明涉及一种可分阶段耗能的自复位钢结构梁柱节点，属于建筑结构工程抗震与减震技术领域。

背景技术

自复位梁柱节点属于可恢复功能抗震结构，在遭受设防或罕遇水准的地震作用时，能够保持可接受的功能且震后不需修复或稍加修复即可恢复其使用功能。现阶段，自复位钢结构梁柱节点通常依靠钢绞线提供回复力，在施工阶段需要特殊的张拉锚固措施，且在使用期内易发生预应力损失及钢绞线锈蚀等现象，维护成本较高。形状记忆合金螺杆基本无蠕变效应，使用期内不会出现材料本身自复位能力的损失，且具有杰出的抗腐蚀能力，维护成本低。利用形状记忆合金对拉螺杆可有效提供节点在地震作用下的复位能力，减小残余变形，耗散地震能量。不仅如此，梁柱节点采用栓接，不仅具有良好的可靠性，并且相对于焊接连接，其施工更为简便、快捷，质量也容易得到保证。

与此同时，大量的研究结果和工程实践表明，形状记忆合金在提供超弹性的同时虽然具有稳定的耗能特性，但相对其他金属耗能装置耗能能力较弱。当结构的重要性系数较大或所处地区地震设防要求较高时，为了应对不同的结构抗震性能化设计要求，有必要对形状记忆合金自复位梁柱节点进行合理化设计，以实现分级、分阶段耗能的性能目标，根据地震强度为结构提供不同的减震防线。

发明内容

本发明提供一种可分阶段耗能的自复位钢结构梁柱节点，该节点可通过形状记忆合金长螺杆的超弹性实现节点在地震作用下的自复位功能，消除残余变形，依靠形状记忆合金长螺杆和U形金属阻尼器可达到分级、分阶段耗散地震能量的预设目标，同时该节点为装配式结构，构配件在震后可进行快速拆卸、更换，这使得结构具有可修复性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可分阶段耗能的自复位钢结构梁柱节点，包括H型钢柱，在其两侧分别布设H型钢梁，且H型钢梁垂直于H型钢柱，每个H型钢梁与H型钢柱交接处的上下部位安装加劲肋连接件，加劲肋连接件包括角钢，角钢的短肢部分与H型钢柱的翼缘外侧紧贴，角钢的长肢部分与H型钢梁的翼缘外侧紧贴，在角钢上固设竖向加劲肋，将角钢均匀分成两个部分，且竖向加劲肋同时与角钢的长肢部分、短肢部分垂直布设；

以H型钢柱的腹板为对称面，形状记忆合金长螺杆在对称面同侧顺次垂直穿过角钢的短肢、H型钢柱的翼缘；

还包括若干槽钢，槽钢的腰与H型钢梁的腹板紧密贴合，槽钢的一端与H型钢柱的翼缘连接；

槽钢的腿外侧壁与相邻H型钢梁翼缘内侧壁之间布设U形金属阻尼器，U形金属阻尼器至少设置一个，包括两肢，两肢之间通过弯曲段平滑连接，且每个U形金属阻尼器的两肢分别与槽钢的腿、H型钢梁的翼缘固定，高强螺栓顺次穿过U形金属阻尼器的一肢、H型钢梁翼缘以及角钢的长肢，将三者形成固定，U形金属阻尼器的弯曲段靠近或者与H型钢柱的翼缘外侧壁接触；

作为本发明的进一步优选，还包括若干个柱水平加劲肋，柱水平加劲肋的两端分别垂直焊接在H型钢柱的两个翼缘内侧面，柱水平加劲肋的侧边与H型钢柱的腹板焊接，在穿设经过H型钢柱的形状记忆合金长螺杆上下两侧分别布设一个柱水平加劲肋；

作为本发明的进一步优选，前述的形状记忆合金长螺杆包括中间段，中间段的两端向外膨大形成过渡段，过渡段与端部连接，端部表面轧制螺纹，且端部位于H型钢柱的翼缘外侧面；