[发明专利]基于滑移机制的摩擦型耗能连接梁柱节点的设计方法

权利要求书

1.基于滑移机制的摩擦型耗能连接梁柱节点的设计方法，其特征在于，所述摩擦型耗能连接梁柱节点包括预制钢柱，预制钢柱连接有预制悬臂钢梁段，预制悬臂钢梁段通过耗能节点连接有预制钢梁；

所述耗能节点包括上、下两个翼缘滑移耗能单元和腹板钢质铰，所述耗能节点通过上、下两个翼缘耗能单元的滑移和腹板钢质铰的转动，产生摩擦耗能；腹板钢质铰位于上、下两个翼缘滑移耗能单元之间的位置；

所述翼缘滑移耗能单元与所述悬臂钢梁段、预制钢梁在梁翼缘处通过高强螺栓连接，所述腹板钢质铰通与所述悬臂钢梁段、预制钢梁在梁腹板处通过L型板和高强螺栓连接；所述腹板钢质铰包括左耳板和右耳板，左耳板和右耳板通过销轴铰接；左耳板通过左端板与预制悬臂钢梁固定连接，右耳板通过右端板与预制钢梁固定连接；左耳板和右耳板上还设有相互对应的长圆弧形螺栓孔，高强螺栓穿过左耳板和右耳板上的长圆弧形螺栓孔；

所述摩擦型耗能连接梁柱节点的设计方法，包括如下步骤：

1)计算梁端的屈服弯矩和耗能铰极限弯矩；计算钢柱的屈服弯矩；计算耗能铰翼缘部分的最大弯矩及对应的最大荷载；

2)计算确定悬臂钢梁和预制钢梁翼缘处连接所需的高强螺栓数量；计算翼缘滑移耗能板的起滑弯矩及对应的起滑荷载；计算滑移耗能处连接所需的螺栓数量：

3)计算左耳板和右耳板之间的高强螺栓的数量；

4)计算左端板、右端板、L型板连接所需高强螺栓数量。

2.根据权利要求1所述的一种基于滑移机制的摩擦型耗能连接梁柱节点的设计方法，其特征在于，所述步骤1)中的具体计算方法为：

计算梁端的屈服弯矩和耗能铰极限弯矩：

M_b，y＝W_b，nf_b，y

其中，M_b，y为钢梁的屈服弯矩；W_b，n为钢梁的截面模量；f_b，y为钢梁钢材的屈服强度；M_j，u为耗能铰的极限弯矩；0.9为滑移折减系数；1.2为抗震调整系数；L₁、L_j、L₂为悬臂梁长度、耗能铰高度和普通梁长度计算钢柱的屈服弯矩：

M_c，y＝W_c，nf_c，y

其中，M_c，y为钢柱的屈服弯矩；M_c，n为钢柱的截面模量；f_c，y为钢柱钢材的屈服强度

计算耗能铰翼缘部分的最大弯矩及对应的最大荷载：

其中，M_f为耗能铰翼缘弯矩；P_f为弯矩作用下翼缘处产生的最大荷载；h_b为钢梁高度；t_f为钢梁翼缘板厚度。

3.根据权利要求1所述的一种基于滑移机制的摩擦型耗能连接梁柱节点的设计方法，其特征在于，所述步骤2)中具体的计算方法为：

计算确定悬臂钢梁和预制钢梁翼缘处连接所需的高强螺栓数量：

其中，n_f为钢梁翼缘处盖板所需的高强螺栓；为钢梁翼缘处单个高强螺栓的抗剪承载力

翼缘滑移耗能板的起滑弯矩及对应的起滑荷载为：

M_slip＝βM_f

其中，M_slip为翼缘滑移耗能铰的起滑弯矩；β为翼缘处耗能元件的弯矩起滑系数；N_slip为翼缘滑移耗能铰的起滑荷载

计算滑移耗能处连接所需的螺栓数量：

其中，n_f1为滑移耗能处连接所需的螺栓数量；N_v，slip为钢梁翼缘处单个高强螺栓的最大起滑荷载。