技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抗震設(shè)備，具體涉及一種自復(fù)位耗能梁。

背景技術(shù)：

強震作用時偏心支撐結(jié)構(gòu)整體變形較大，強震過后結(jié)構(gòu)會留下較大的殘余變形，使震后修復(fù)變得困難且不經(jīng)濟。自復(fù)位結(jié)構(gòu)是一種新型的抗震結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)體系能確保強震過后結(jié)構(gòu)復(fù)位至初始位置或者接近初始位置，亦可提高結(jié)構(gòu)震后修復(fù)的經(jīng)濟性。

地震作用時，偏心支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形主要集中在耗能梁段內(nèi)，而現(xiàn)有偏心支撐的耗能梁均采用鋼材，其耗能形式呈飽滿的紡錘體，結(jié)構(gòu)震后殘余變形較大。剪切型耗能梁性能主要受腹板材料性能的影響，將耗能梁的腹板替換為形狀記憶金屬（SMA）材料，使耗能梁呈SMA材料的旗幟型滯回曲線，通過SMA材料的相變提供結(jié)構(gòu)需要的復(fù)位力，使震后偏心支撐結(jié)構(gòu)的殘余變形極小或為零，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自復(fù)位功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種自復(fù)位耗能梁，該自復(fù)位耗能梁在地震時，能夠提供部分抗側(cè)剛度和耗能能力，震后依靠SMA材料的相變提供結(jié)構(gòu)復(fù)位需要的力，使結(jié)構(gòu)復(fù)位至初始位置或者接近初始位置，解決傳統(tǒng)偏心支撐結(jié)構(gòu)震后殘余變形過大，提高震后結(jié)構(gòu)修復(fù)的經(jīng)濟性。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種自復(fù)位耗能梁，包括鋼端板、鋼肋板、鋼翼緣板和SMA腹板；所述鋼肋板兩側(cè)均設(shè)置一塊鋼端板、SMA腹板和兩塊鋼翼緣板，所述鋼肋板、鋼端板和兩塊鋼翼緣板將SMA腹板包圍在中間。

進一步的，所述鋼端板包括開孔鋼板和兩端切角開孔鋼板，所述開孔鋼板單側(cè)對稱焊接兩塊兩端切角開孔鋼板；開孔鋼板上留有必要的孔洞便于和支撐、框架梁或框架柱連接；兩塊兩端切角開孔鋼板間留有間隙，且兩端切角開孔鋼板上留有孔洞，可實現(xiàn)SMA腹板與端板的連接。

進一步的，所述鋼肋板包括鋼板和兩端切角開孔鋼板，所述鋼板兩側(cè)均對稱焊接兩塊兩端切角開孔鋼板，同一側(cè)的所述兩塊兩端切角開孔鋼板之間留有間隙；所述兩端切角開孔鋼板上留有孔洞，可實現(xiàn)SMA腹板與鋼肋板的連接。

進一步的，所述鋼翼緣板包括鋼板和兩端切角開孔鋼板，所述鋼板單側(cè)對稱焊接兩塊兩端切角開孔鋼板，兩塊兩端切角開孔鋼板間留有間隙，且兩端切角開孔鋼板上留有的孔洞可實現(xiàn)SMA腹板與鋼翼緣板的連接。

更進一步，所述鋼端板、鋼肋板、鋼翼緣板和SMA腹板之間的連接均采用高強度螺栓連接副來實現(xiàn)。

一種偏心支撐機構(gòu)，包括框架梁、框架柱、斜支撐和自復(fù)位耗能梁。

本發(fā)明的自復(fù)位耗能梁的制作及安裝簡便，將該自復(fù)位耗能梁安裝至偏心支撐結(jié)構(gòu)中去，可使強震過后結(jié)構(gòu)不需修復(fù)既能恢復(fù)至初始位置，從而減小結(jié)構(gòu)殘余變形，較好實現(xiàn)震后可恢復(fù)城市的設(shè)計理念。本發(fā)明構(gòu)造簡單，施工便捷，各組成部分均采用高強度螺栓連接，強震過后亦可實現(xiàn)任意組成構(gòu)件的更換，提高震后修復(fù)的經(jīng)濟性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的自復(fù)位耗能梁整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的自復(fù)位耗能梁A-A剖視圖；

圖3是圖1的自復(fù)位耗能梁B-B剖視圖；

圖4是本發(fā)明的自復(fù)位耗能梁組裝示意圖；

圖5是圖4的自復(fù)位耗能梁C-C剖視圖；

圖6是圖4的自復(fù)位耗能梁D-D剖視圖；

圖7是圖4的自復(fù)位耗能梁E-E剖視圖；

圖8是本發(fā)明的自復(fù)位耗能梁應(yīng)用到Y(jié)型偏心支撐框架結(jié)構(gòu)中的實例；

圖9是本發(fā)明的自復(fù)位耗能梁應(yīng)用到K型偏心支撐框架結(jié)構(gòu)中的實例；

圖10是本發(fā)明的自復(fù)位耗能梁應(yīng)用到D型偏心支撐框架結(jié)構(gòu)中的實例；

圖11是本發(fā)明的自復(fù)位耗能梁應(yīng)用到V型偏心支撐框架結(jié)構(gòu)中的實例。

附圖標號：1為鋼端板，2為鋼肋板，3為鋼翼緣板，4為形狀記憶金屬（SMA）腹板，5為高強度螺栓連接副，6為開孔鋼板，7為兩端切角開孔鋼板，8為鋼板，9為框架梁，10為斜向支撐，11為框架柱。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。應(yīng)該清楚，附圖中所描述的本發(fā)明的具體實施例僅為說明本發(fā)明用，其并非按實際尺寸和比例嚴格繪制。因此，本申請中的附圖不應(yīng)解釋為對本發(fā)明的任何限制。

如圖1至4所示，本發(fā)明的一種自復(fù)位耗能梁，包括鋼端板1、鋼肋板2、鋼翼緣板3和SMA腹板4；鋼肋板2兩側(cè)均設(shè)置一塊鋼端板1、SMA腹板4和兩塊鋼翼緣板3，鋼肋板2、鋼端板1和兩塊鋼翼緣板3將SMA腹板4包圍在中間。

如圖5所示，鋼端板1包括開孔鋼板6和兩端切角開孔鋼板7，開孔鋼板6單側(cè)對稱焊接兩塊兩端切角開孔鋼板7；開孔鋼板6上留有孔洞便于和支撐、框架梁或框架柱的連接；兩塊兩端切角開孔鋼板7間留有間隙，且兩端切角開孔鋼板7上留有孔洞，可實現(xiàn)SMA腹板4與端板的連接。一般兩塊兩端切角開孔鋼板7間的間隙較SMA腹板4厚度厚1-2mm。

如圖6所示，鋼肋板2包括鋼板8和兩端切角開孔鋼板7，鋼板8兩側(cè)均對稱焊接兩塊兩端切角開孔鋼板7，同一側(cè)的兩塊兩端切角開孔鋼板7之間留有間隙；兩端切角開孔鋼板7上留有孔洞，可實現(xiàn)SMA腹板4與鋼肋板2的連接。一般兩塊兩端切角開孔鋼板7間的間隙較SMA腹板4厚度厚1-2mm。

如圖7所示，鋼翼緣板3包括鋼板8和兩端切角開孔鋼板7，鋼板8單側(cè)對稱焊接兩塊兩端切角開孔鋼板7，兩塊兩端切角開孔鋼板7間留有間隙，且兩端切角開孔鋼板7上留有孔洞可實現(xiàn)SMA腹板4與鋼翼緣板3的連接。一般兩塊兩端切角開孔鋼板7間的間隙較SMA腹板4厚度厚1-2mm。

鋼端板1、鋼肋板2、鋼翼緣板3和SMA腹板4之間的連接均采用高強度螺栓連接副5來實現(xiàn)。調(diào)整鋼肋板2數(shù)量，能確保使用過程中SMA腹板4不出現(xiàn)屈曲。鋼肋板2、鋼端板1及鋼翼緣板3均采用鋼材，SMA腹板4采用SMA材料。

一種偏心支撐機構(gòu)，包括框架梁9、框架柱11、斜支撐10和自復(fù)位耗能梁。

如圖8所示，自復(fù)位耗能梁可與框架梁9、斜向支撐10通過高強度螺栓連接，制成自復(fù)位Y型偏心支撐結(jié)構(gòu)。

如圖9所示，自復(fù)位耗能梁可與框架梁9通過高強度螺栓連接，制成自復(fù)位K型偏心支撐結(jié)構(gòu)。

如圖10所示，自復(fù)位耗能梁可與框架梁9、框架柱11通過高強度螺栓連接，制成自復(fù)位D型偏心支撐結(jié)構(gòu)。

如圖11所示，自復(fù)位耗能梁可與框架梁9、框架柱11通過高強度螺栓連接，制成自復(fù)位V型偏心支撐結(jié)構(gòu)。

基于對本發(fā)明優(yōu)選實施方式的描述，應(yīng)該清楚，由所附的權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明并不僅僅局限于上面說明書中所闡述的特定細節(jié)，未脫離本發(fā)明宗旨或范圍的對本發(fā)明的許多顯而易見的改變同樣可能達到本發(fā)明的目的。