本發(fā)明屬于建筑工程中的鋼框架結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，更具體地說是涉及一種震后可恢復(fù)性能的鋼框架結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、梁柱節(jié)點(diǎn)是鋼框架結(jié)構(gòu)體系中的關(guān)鍵受力部位，傳統(tǒng)的鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)多為全焊接或者螺栓結(jié)合焊連接，在地震中容易發(fā)生脆性破壞和產(chǎn)生較大的殘余變形。另外，主要抗側(cè)力構(gòu)件因在地震中耗散大部分地震能量而發(fā)生較大的塑性變形，造成震后修復(fù)困難，建筑功能中斷。帶可更換耗能件的鋼框架結(jié)構(gòu)是目前國內(nèi)外研究熱點(diǎn)，核心思想是在預(yù)期地震作用下控制損傷集中于耗能件，便于震后更換耗能件快速恢復(fù)鋼框架結(jié)構(gòu)功能。

2、例如，公開號(hào)為cn118704611a的中國專利文獻(xiàn)公開了一種鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)，包括鋼柱，鋼柱側(cè)面設(shè)置有與其垂直設(shè)置的懸臂梁段，所述懸臂梁段的翼緣通過屈曲約束耗能板連接中間梁端的翼緣，懸臂梁段的腹板通過腹板拼接板與中間兩端的腹板連接。所述屈曲約束耗能板包括固定在懸臂梁段翼緣和中間梁段翼緣上的翼緣拼接板以及固定在翼緣拼接板上的約束板。所述翼緣拼接板兩端為連接段，中間為內(nèi)核段；所述內(nèi)核段設(shè)置有兩個(gè)長槽孔形成的削弱區(qū)域。所述約束板安裝在翼緣拼接板內(nèi)核段的外圍，所述約束板上設(shè)置有限位長槽孔。所述翼緣拼接板內(nèi)核段為低屈服點(diǎn)鋼材。所述腹板拼接板與中間梁段固定的一邊的高度的中心處開有一孔，為轉(zhuǎn)動(dòng)中心，腹板拼接板還設(shè)置有繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心設(shè)置的長圓弧孔，轉(zhuǎn)動(dòng)中心及長圓弧孔的組合結(jié)構(gòu)，可為腹板拼接板提供轉(zhuǎn)動(dòng)空間，從而屈曲約束耗能板內(nèi)核段可自由拉、壓變形。上述方案的主要缺點(diǎn)為：

3、(1)在鋼梁的上方和下方都設(shè)置有屈曲約束耗能板，且轉(zhuǎn)動(dòng)中心設(shè)置在高度方向的中部，鋼梁在地震過程中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，屈曲約束耗能板所在部位相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較小，屈曲約束耗能板的利用率相對(duì)較低。

4、(2)在正常使用過程中，轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)鋼梁的中間梁段無支撐作用，主要依靠在鋼梁的上方和下方設(shè)置的屈曲約束耗能板來提供支撐作用。

5、(3)在震后恢復(fù)鋼框架結(jié)構(gòu)功能時(shí)，更換耗能件時(shí)，鋼梁的中間梁段與懸臂梁段之間缺少連接定位結(jié)構(gòu)，不具有自復(fù)位功能，實(shí)施效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供了一種震后可恢復(fù)性能的鋼框架結(jié)構(gòu)，不僅可提升屈曲約束耗能板的利用率，而且可有利于縮短震后修復(fù)周期。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：震后可恢復(fù)性能的鋼框架結(jié)構(gòu)，包括鋼柱、連接件、鋼梁、鉸接件和耗能件，鋼柱呈豎向布置，連接件的其中一端垂直固定連接在鋼柱的側(cè)面，鉸接件包括鉸接軸，連接件遠(yuǎn)離鋼柱的一端通過鉸接軸與鋼梁轉(zhuǎn)動(dòng)連接并能夠?qū)摿旱募袅鬟f至鋼柱，鉸接軸的軸心線沿水平向設(shè)置，且鉸接軸的軸心線與鋼梁的長度方向相垂直，耗能件的一端與連接件的底部可拆卸連接，另一端與鋼梁的底部可拆卸連接，鋼梁繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，耗能件在鋼梁的延伸方向上發(fā)生塑性變形以消耗地震時(shí)的能量，耗能件的上方位置設(shè)置有復(fù)位件，復(fù)位件的一端與連接件固定連接，另一端與鋼梁固定連接以在鋼梁與連接件發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)吸收能量，并在地震結(jié)束后促使鋼梁復(fù)位；連接件遠(yuǎn)離鋼柱的這一端面設(shè)置有第一弧面，第一弧面為上部邊緣相較于下部邊緣更為靠近鋼柱的凹弧面，鋼梁靠近鋼柱的這一端面設(shè)置有第二弧面，第二弧面與第一弧面貼合連接，鉸接軸的軸心線與第一弧面的軸心線共線設(shè)置以使鋼梁在地震過程中能夠繞著鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且鉸接軸的軸心線位于鋼梁的上部。

3、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：本發(fā)明不僅允許鋼梁在地震時(shí)繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)來使耗能件發(fā)生塑形變形，通過耗能件塑形變形消耗地震能量，有效減少地震對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷，而且復(fù)位件能在震后使鋼梁復(fù)位，從而讓鋼框架結(jié)構(gòu)具備震后快速恢復(fù)性能，相比于傳統(tǒng)的剛性連接鋼框架，能顯著降低地震后的修復(fù)成本和時(shí)間，另外，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生鋼梁繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一弧面與第二弧面的支撐配合方式，不會(huì)限制鋼梁的轉(zhuǎn)動(dòng)，反而能在支撐的同時(shí)為鋼梁的變位提供一定空間，協(xié)同耗能件更好地發(fā)揮耗能作用。這種合理的支撐設(shè)計(jì)既滿足了結(jié)構(gòu)抗震過程中的變形需求，又能保證在變形過程中通過耗能件消耗地震能量，有效減少地震對(duì)結(jié)構(gòu)主體的損傷程度。且本發(fā)明中的鉸接軸的軸心線位于鋼梁的上部，根據(jù)杠桿原理，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑越大，在相同的外力作用下，產(chǎn)生的力矩就越大。當(dāng)鉸接軸的軸心線位于鋼梁的上部，耗能件處于鋼梁底部時(shí)，以鉸接軸為支點(diǎn)，增大了鋼梁轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)耗能件連接部位的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，使鋼梁在地震力作用下更容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，耗能件因鋼梁轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的變形量會(huì)相應(yīng)增大，從而在地震過程中能夠吸收更多能量，更好地發(fā)揮耗能作用，有效降低地震力對(duì)整個(gè)鋼框架結(jié)構(gòu)的影響，減小結(jié)構(gòu)的破壞程度，耗能件在鋼梁底部所具有的更大轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，使得其在鋼梁轉(zhuǎn)動(dòng)過程中能夠在更大的行程范圍內(nèi)發(fā)生塑性變形。利用耗能件低屈服點(diǎn)、高變形能力的特性，通過增大轉(zhuǎn)動(dòng)半徑促使其更好地進(jìn)入塑性變形階段，更充分地耗散地震能量，提高了耗能件自身性能的利用率，延長了其有效地耗能工作區(qū)間，保障鋼框架結(jié)構(gòu)在應(yīng)對(duì)各類地震荷載下都具有良好的耗能表現(xiàn)。并且本發(fā)明僅在底部位置設(shè)置有耗能件，所需要更換的耗能件數(shù)量相對(duì)也更少，復(fù)位件的震后復(fù)位功能疊加第一弧面與第二弧面的支撐配合方式，可起到連接定位的作用，還提高了更換更換耗能件的便利性，進(jìn)而降低地震后的修復(fù)成本和時(shí)間。

4、優(yōu)選的方案是，還包括多個(gè)對(duì)拉螺栓，連接件呈相對(duì)布置的設(shè)置在鋼柱的兩側(cè)，連接件包括端板和第一h型梁，第一h型梁的一端與端板焊接固定，另一端用于設(shè)置第一弧面，所述鋼梁為第二h型梁；端板開設(shè)有多個(gè)對(duì)拉孔，鋼柱設(shè)置有多個(gè)與對(duì)拉孔相對(duì)應(yīng)的貫穿孔，端板與鋼柱側(cè)面相貼合，對(duì)拉螺栓插接于貫穿孔，對(duì)拉螺栓穿過對(duì)應(yīng)的對(duì)拉孔后將鋼柱和位于鋼柱兩側(cè)的端板固定連接在一起。采用該方案后，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，易于裝配，不僅能有效確保在各種外力作用下連接件與鋼柱的連接可靠性，而且連接件也可拆卸更換。

5、優(yōu)選的方案是，鉸接件還包括第一鉸接板和第二鉸接板，鉸接軸為銷軸，鋼梁上設(shè)置有第一銷孔，第一銷孔位于第二h型梁的腹板上部；第一鉸接板的一端與第一h型梁的腹板的一側(cè)固定連接、另一端設(shè)置有第二銷孔，第二鉸接板的一端與第一h型梁的腹板的另一側(cè)固定連接、另一端設(shè)置有第三銷孔，銷軸用于穿過第一銷孔、第二銷孔和第三銷孔以使鋼梁與連接件形成以鉸接軸為轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)連接。采用該方案后，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，易于加工和裝配。

6、優(yōu)選的方案是，第二銷孔位于第二弧面的底部邊緣的正上方。采用該方案后，可進(jìn)一步充分利用耗能件自身性能的利用率。

7、優(yōu)選的方案是，耗能件的一端與第一h型梁的下翼緣通過相互配合的多個(gè)固定螺栓和多個(gè)固定螺母固定連接，耗能件的另一端與第二h型梁的下翼緣通過相互配合的多個(gè)固定螺栓和多個(gè)固定螺母固定連接。采用該方案后，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，易于加工和裝配。

8、優(yōu)選的方案是，連接件的主體為第一h型梁，連接件還包括多個(gè)第一加勁板，各第一加勁板對(duì)應(yīng)固定連接于第一h型梁的腹板的兩側(cè)，且第一加勁板的頂端與第一h型梁上翼緣焊接固定，第一加勁板的底端與第一h型梁的下翼緣焊接固定。采用該方案后，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，易于加工和裝配，而且可進(jìn)一步提升節(jié)點(diǎn)處的連接強(qiáng)度。

9、優(yōu)選的方案是，鋼梁的主體為第二h型梁，鋼梁還包括多個(gè)第二加勁板，各第二加勁板對(duì)應(yīng)固定連接于第二h型梁的腹板的兩側(cè)，且第二加勁板的頂端與第二h型梁上翼緣焊接固定，第二加勁板的底端與第二h型梁的下翼緣焊接固定。采用該方案后，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，易于加工和裝配，而且可進(jìn)一步提升節(jié)點(diǎn)處的連接強(qiáng)度。

10、優(yōu)選的方案是，復(fù)位件包括多個(gè)壓縮彈簧，各壓縮彈簧設(shè)置于第一h型梁的腹板的兩側(cè)，壓縮彈簧的一端與第一加勁板的上部固定連接，另一端與第二加勁板的上部固定連接。采用該方案后，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，壓縮彈簧在鋼梁轉(zhuǎn)動(dòng)過程中其能夠有效吸收能量，并且在地震結(jié)束后，以其彈性恢復(fù)能力推動(dòng)鋼梁回到初始位置，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)位功能。

11、優(yōu)選的方案是，復(fù)位件包括多個(gè)記憶合金抗震件，各記憶合金抗震件設(shè)置于第一h型梁的腹板的兩側(cè)，記憶合金抗震件的一端與第一加勁板的下部固定連接，另一端與第二加勁板的下部固定連接。采用該方案后，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，當(dāng)?shù)卣鸾Y(jié)束后，憑借其形狀記憶特性恢復(fù)原狀，推動(dòng)鋼梁回復(fù)到初始位置，實(shí)現(xiàn)快速復(fù)位。材質(zhì)還具有耐腐蝕、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，可以延長結(jié)構(gòu)在長期使用過程中復(fù)位功能的有效性。

12、優(yōu)選的方案是，耗能件為低屈服點(diǎn)鋼板，采用該方案后，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，易于加工和裝配，震后更換成本相對(duì)較低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。