[实用新型]基于钢-SMA板组元件的屈曲约束梁柱自复位节点

说明书

本实用新型公开了一种基于钢‑SMA板组元件的屈曲约束梁柱自复位节点，本实用新型翼缘部分采用T形板、SMA骨形连接板、带有U形孔和长圆孔的梁翼缘板的组合连接实现节点传力性能的改善，梁翼缘上布置U形孔和长圆孔实现了梁与SMA骨形连接板的相对滑动，将变形主要集中在SMA骨形连接板上，保证主要部件处于弹性状态，同时通过摩擦提高节点的耗能能力，因此解决了现有节点耗能特性和自复位特性难以同时兼备的困难；而且该组合连接可以有效防止SMA骨形连接板由于超弹性带来的局部屈曲问题。在梁腹板处焊接有矩形端板，并设置SMA碟形弹簧，一方面加强节点的耗能能力，另一方面提高节点转动变形能力，更好地体现出组合连接良好的自复位特性。

技术领域：

本实用新型属于结构工程领域，具体涉及一种基于钢-SMA板组元件的屈曲约束梁柱自复位节点。

背景技术：

钢结构因其具有质轻高强、塑性韧性好、材质均匀、方便施工以及综合经济指标高等一系列优点，广泛应用于居民建筑、工业厂房等地。然而震害调查发现，钢结构建筑在地震作用下容易因过大的塑性变形而产生较大残余变形，从而无法满足震后的正常使用要求。所以为了减小钢结构建筑的残余变形，我们在进行结构抗震设计时，一方面必须充分考虑节点在循环荷载下的强度、刚度、稳定性、延性等力学性能，同时又要保证其在震后具有可恢复的性能。

传统钢结构建筑为了避免结构在地震作用下发生脆性破坏，会对节点域进行加强或者对梁翼缘进行削弱，从而达到将节点塑性区域外移，实现构件先于节点破坏的设计理念，进而减小震后损失。但同时由于塑性变形主要集中在梁端，使得在震后节点容易产生严重的残余变形，不能满足正常使用要求，而且带来修复难度大以及修缮费用高等问题。

所以人们提出自复位节点的设计理念，即该节点不仅需要满足结构的强度、刚度以及延性和耗能的设计要求，还应该保证节点具有一定的自复位能力，这样才能满足在地震作用下结构有较小甚至没有残余变形的性能要求。现如今实现节点的自复位主要采用两种方法，采用后张拉预应力筋(Post-tensioned，简称PT)预拉力机制的PT形节点和在节点处使用具有自复位性能的智能材料。其中PT形节点需严格控制预应力，否则将会影响节点在循环荷载作用下的性能；在工程中应用较多的具有自复位性能的智能材料是形状记忆合金，形状记忆合金(Shape Memory Alloy，简称SMA)具有良好的形状记忆效应和超弹性性能，前者是指材料在受到荷载作用发生变形后卸掉荷载通过加热材料会恢复原有的形状，后者是指材料在受到荷载作用发生变形后卸掉荷载可以自主恢复原有的形状，然而也正是由于其形状记忆效应和超弹性性能，其耗能特性较弱，虽然震后发生的变形可以恢复，但是由于其较弱的耗能特性，可能会增加结构在地震作用下的加速度响应。目前对SMA材料在工程中的应用研究多集中于SMA螺栓等棒材形式的节点，研究发现节点的性能受螺栓的长度、直径和预应力的影响，所以在设计时需综合考虑各项因素，设计较复杂。

此外，由于SMA材料虽然具有一定的可恢复性，但是其具有刚度不足等缺点，因此当其用于梁柱节点时，很容易由于所受承载力过大而产生屈曲变形，导致结构承载的不稳定，而与刚度大的材料同时使用，一旦产生形变则SMA材料的恢复力并不足以牵引刚度大的材料恢复原来的形状，导致SMA材料一直难以应用在承重较大的梁柱节点中。

实用新型内容：