CN111852069B - 隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点及方法。其结构是外钢管、内钢管、导向棒、左右活动夹头、SMA丝束限位构造和SMA丝束形成柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点。通过内外钢管的相对运动，带动SMA丝束伸长，利用SMA的超弹性和耗能特性实现地震作用下挑檐枋的自复位，减小斗栱的变形，增强斗栱节点的耗能与减震隔振能力，提高了整体结构的抗震性能。该加固方法具有加固隐蔽，不影响外观，安装简单，对其他结构构件影响较小的优点。
Description
技术领域
本发明涉及古建筑木结构加固修缮连接节点，具体涉及一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点及方法，可对柱头科斗栱进行加固修缮。
背景技术
古建筑木结构是中国建筑的结晶，具有悠久的历史。木结构尽管质量轻，具有良好的抗震性能，但在大震作用下仍会发生破坏，特别是位于高烈度区的古建筑，加之多年的老化和木材本身容易腐朽的特性，会导致结构倒塌，造成重大的经济和文物损失。
作为中国古建筑的特有构件，斗栱是由斗、栱构件纵横交错以榫卯形式拼装而成，主要通过各层构件之间的摩擦滑移和挤压变形耗能。柱头科斗栱与木柱相连，是主要的受力斗栱，然而在高烈度区和大震作用下，柱头科斗栱破坏严重。另外，由于古建筑木结构建造时间久远，部分柱头科斗栱发生变形和老化，耗能和减震隔震性能随着地震次数的增加而严重退化，因此，对柱头科斗栱进行加固具有重要意义。
传统的斗栱加固位置和加固方法主要有：
(1)加固位置主要是对大斗和平板枋以及栱进行加固。
(2)加固方法有角钢加固斗栱栌斗，超塑性合金材料加固大斗与平板枋。
上述斗栱加固方法能够提高斗栱抗震性能，但是斗栱加固位置(1)中，大斗、平板枋和栱构件较小，加固过程中容易造成构件本身破坏，实际加固难以操作。加固方法(2)中，角钢加固斗栱栌斗，改变了建筑的外观和文物现状；超塑性合金材料加固大斗与平板枋，可以实现隐蔽加固，耗能效果较好，但是难以实现自复位，地震作用下残余变形较大。
鉴于此，有必要提出一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点及方法，以解决地震作用下斗栱挑檐枋自复位和耗能问题。
发明内容
本发明给出了一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点及方法，通过对SMA丝束施加预拉应变，利用SMA的超弹性和耗能特性实现斗栱挑檐枋自复位，减小斗栱破坏，以增强斗栱和整体结构的抗震性能。同时该结构具有隐蔽性，不改变斗栱外观。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，包括桃尖梁、挑檐枋和挑檐枋连接机构，所述挑檐枋通过挑檐枋连接机构连接并设于桃尖梁矩形通槽中。
所述挑檐枋连接机构包括外钢管、内钢管、活动夹头和SMA丝束，所述SMA丝束缠绕于一对活动夹头上，一对活动夹头张拉SMA丝束并固定在内、外钢管限位卡槽中。
作为优选的方案，所述桃尖梁上预开桃尖梁矩形通槽，内钢管连接挑檐枋并设于桃尖梁矩形通槽中，外钢管与桃尖梁矩形通槽之间采用环氧树脂粘接剂连接，挑檐枋插入内钢管中。
作为优选的方案，所述内钢管和外钢管为框型板结构，均顶部开口，限位卡槽设于内钢管和外钢管的两侧壁。
作为优选的方案，所述外钢管的内壁设有与内钢管相接的导向棒。
作为优选的方案，所述活动夹头中间为圆柱体，端部为长方体。
作为优选的方案，缠绕于一对活动夹头上的SMA丝束通过SMA丝束限位构造限位；所述SMA丝束限位构造是位于活动夹头两端的双层金属薄片，将SMA丝束限位在金属薄片之间。
作为优选的方案，所述SMA丝束采用镍钛或铜-铝-铍合金材料。
进而，本发明提供了一种所述节点的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接方法，包括以下步骤：
步骤1：在桃尖梁上挑檐枋处开设矩形通槽；
步骤2：将均匀缠绕有SMA丝束的活动夹头张拉，并将其卡在内钢管的左右钢板的限位卡槽中；
步骤3：将左右钢板与底钢板焊接形成内钢管，使SMA丝束获得预拉力；
步骤4：将外钢管的左右钢板分别设于内钢管的左右钢板外侧，且外钢管长度小于内钢管长度，活动夹头卡在外钢管的左右钢板限位卡槽中；
步骤5：将连接有导向棒的左右钢板与底钢板焊接，形成外钢管；
步骤6：通过粘结剂将挑檐枋连接机构与桃尖梁和挑檐枋粘结成整体。
作为优选的方案，所述步骤2中，通过改变SMA丝束的缠绕圈数使挑檐枋连接机构获得不同的恢复力。
作为优选的方案，所述步骤3中，在两个活动夹头中心距离不变的情况下，调整试件行程可以改变SMA丝束的预拉应变。
本发明的有益效果在于：
本发明一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，适用于柱头科斗栱加固。本发明的加固位置位于挑檐枋处，相比传统的加固位置，地震中斗栱上部挑檐枋位移大于下部大斗位移，挑檐枋变形大，通过对挑檐枋进行加固，更能保证结构安全。同时挑檐枋更接近屋盖，避免风吹日晒，因此SMA丝束、钢板、环氧树脂等加固材料不会老化和锈蚀。
本发明安装方便，施工简单。加固位置位于挑檐枋处，具有隐蔽性，加固后不影响建筑外观，不会破坏建筑的原有风貌，符合“不改变文物原状的原则”。
加固节点采用SMA丝束作为主要耗能材料，利用加载和卸载时形状记忆合金材料马氏体相和奥氏体相之间会发生相变来耗散地震能量。相比挑檐桁与挑檐枋之间摩擦耗能，SMA丝束耗能更多，能够有效减轻地震对古建筑木结构的破坏。同时SMA丝束性能稳定，预拉应力损失小，在工作中预拉应力基本不变，能有效发挥SMA丝束的超弹性性能。
当温度T大于奥氏体相变结束温度Af时，SMA处于奥氏体相，中震或大震作用下该自复位耗能连接节点会发生应力诱发马氏体相变，材料转变为应力诱发马氏体相；当外力卸载后材料发生奥氏体相变，材料转变为奥氏体相，材料几乎没有残余变形，采用该自复位耗能连接节点能实现斗栱自复位的独特效果，震后斗栱残余变形显著减小，使得整体结构的抗震性能更加优化。
加固后的斗栱，在小震作用下，SMA丝束处于弹性状态，地震发生后无需进行更换和维修。在遭受多次地震后发生疲劳老化，通过进行更换连接机构实现二次加固，继续发挥SMA丝束的耗能性能。
本发明通过控制SMA丝束的缠绕圈数可以控制连接机构的恢复力，当缠绕圈数增多时，恢复力增大，可以在短时间内达到自复位，从而增强斗栱的自复位和耗能能力。在两个活动夹头中心距离不变的情况下，调整试件行程可以改变SMA丝束的预拉应变，能够适用多种情况。
本发明活动夹头中间为圆柱体，端部为长方体。首先，圆柱体可以减小SMA丝束的摩擦，防止SMA丝束被磨断，避免应力集中，保证受力均匀；端头采用长方体可以使活动夹头在内外钢管的限位卡槽之间只发生移动，从而保证SMA丝束正常工作。同时，活动夹头上的SMA丝束限位构造可以限制SMA丝束只能在圆柱体范围内工作。其次，限位构造比内钢管限位卡槽尺寸大，保证SMA丝束在运动过程中，带动活动夹头只能发生平行移动，不会发生翻滚。另外，活动夹头整体通过数控机床进行加工，精度高，整体受力效果好。
本发明内外钢管均通过焊接进行组装，外钢管与桃尖梁矩形通槽之间，内钢管与挑檐枋之间采用环氧树脂粘结剂进行连接，焊接和粘结不仅操作简单，而且焊接强度和粘结强度能够达到强度要求，在地震作用下，连接机构本身不会先发生破坏。
综上所述，本发明一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点及方法具有以下优点：
1.该加固方法不仅能消耗能量，还能实现自复位，具有多重功能。同时，对其他构件影响较小，基本不改变受力性能。另外，加固位置位于挑檐枋处，使得位移较大的挑檐枋更加安全，同时挑檐枋更靠近屋盖，加固材料不容易锈蚀老化，使用时间更长。
2.该加固方法施工简单，不改变建筑的外观和原貌，具有隐蔽性，符合“不改变文物原状的原则”。
3.SMA丝束性能稳定，预拉应变基本不会损失。小震作用下加固节点处于弹性状态，中震和大震作用下SMA丝束发生应力诱发马氏体相变，外力消除后发生奥氏体相变，残余变形较小。二次加固时，替换方便，安装简单，继续发挥SMA材料自复位耗能特性。
4.通过控制SMA丝束的圈数使得挑檐枋连接机构得到不同的恢复力，快速实现自复位。在两个活动夹头中心距离不变的情况下，调整试件行程可以改变SMA丝束的预拉应变。活动夹头的构造保证SMA丝束不会磨断，活动夹头只发生平移运动，整体通过数控机床加工，精度高。
5.挑檐枋连接机构之间通过焊接连接，连接机构与桃尖梁和挑檐枋通过粘接，焊接和粘结施工简单，强度高。
附图说明
图1为本发明的实施例中斗栱加固节点位置图；
图2为本发明的实施例的轴视图；
图3为本发明的实施例的外层钢管爆炸图；
图4为本发明的实施例的内层钢管爆炸图；
图5为本发明的实施例的活动夹头与SMA丝束图；
图6(a)-6(f)为本发明的实施例的工作原理图。
图中各标号含义：1-外钢管，1-1-外钢管左钢板，1-2-外钢管右钢板，1-3-外钢管底钢板，2-内钢管，2-1-内钢管左钢板，2-2-内钢管右钢板，2-3-内钢管底钢板，3-导向棒，4-活动夹头,5-SMA丝束限位构造，6-SMA丝束，7-桃尖梁，8-挑檐枋，9-桃尖梁矩形通槽。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施例做进一步的详细阐述。
如图1所示，本发明实施例示出了一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其结构包括桃尖梁7、挑檐枋8和挑檐枋连接机构，挑檐枋8通过挑檐枋连接机构连接并设于桃尖梁矩形通槽9中；如图2所示，挑檐枋连接结构包括外钢管1、内钢管2、导向棒3、活动夹头4、SMA丝束限位构造5和SMA丝束6。在外钢管1与内钢管2的左右钢板上开设限位卡槽，并保证内外钢管卡槽重合。将超弹性SMA丝束7缠绕在活动夹头4上，张拉活动夹头使SMA丝束伸长。将活动夹头4卡在内钢管左钢板2-1和内钢管右钢板2-2上的限位卡槽中，后与内钢管底钢板2-3焊接形成内钢管2。将活动夹头4卡在外钢管左钢板1-1和外钢管右钢板1-2的限位卡槽中，后与外钢管底钢板1-3焊接形成外钢管1。在桃尖梁7挑檐枋8位置处开设桃尖梁矩形通槽9，通过环氧树脂粘结剂将外钢管1与桃尖梁矩形通槽9内壁进行粘结，内钢管2与挑檐枋8进行粘结。当挑檐枋8沿面宽方向发生刚体平动时，内钢管2和外钢管1相互错动，带动活动夹头4运动，随着两个活动夹头4的相互远离，SMA丝束6被拉伸，从而利用其形状记忆合金特性实现斗栱挑檐枋自复位。
在一个实施例中，桃尖梁矩形通槽宽110mm，高175mm。
外钢管1与桃尖梁7之间采用环氧树脂粘接剂连接，挑檐枋8插入内钢管2。内钢管2和外钢管1为框型板结构，均顶部开口，限位卡槽设于内钢管2和外钢管1的两侧壁。
其中，外钢管1与内钢管2均采用3块钢板通过角焊缝连接，材料为Q235或Q345钢，内钢管2左右钢板长度400-700mm，宽度100-150mm，厚度3-5mm，底钢板长度400-700mm,宽度50-80mm，厚度3-5mm；外钢管1左右钢板长度300-600mm，宽度120-180mm，厚度3-5mm，底钢板长度300-600mm，宽度60-100mm，厚度3-5mm。在一个实施例中，材料为Q345钢，外钢管左钢板1-1与外钢管右钢板1-2尺寸为550mm×175mm×5mm，外钢管底钢板1-3尺寸为650mm×100mm×5mm。内钢管左钢板2-1与内钢管右钢板2-2尺寸为650mm×150mm×5mm，内钢管底钢板2-3尺寸为650mm×80mm×5mm。
其中，内外钢管左右钢板限位卡槽为矩形卡槽，内外钢管卡槽尺寸一致，卡槽中心线与外钢管左右钢板中心线重合，卡槽长40-80mm，宽10-20mm，卡槽中心距离外钢管端部30-50mm。在一个实施例中，卡槽尺寸50mm×20mm，卡槽中心距离外钢管端部45mm。
外钢管1的内壁端部设有与内钢管2相接的导向棒3，导向棒3为圆形钢棒，材料为Q235或Q345钢构件，直径3-5mm，长度60-120mm，其作用是防止内外钢管的晃动，保证内外钢管在相对运动时沿轴线平移。在一个实施例中，导向棒3直径5mm，长度100mm，焊接在外钢管1内壁，导向棒中心距离外钢管1端部5mm。
活动夹头4采用Q235或Q345钢构件，夹头中间为圆柱体，直径10-20mm，长60-100mm，圆柱体可以避免SMA丝束应力集中，受力均匀。两端为长方体，边长15-30mm，长20-25mm，长方体端头保证活动夹头在内外钢管限位卡槽中只进行平移运动，避免发生翻滚。长方体端头与圆形钢棒之间设置SMA丝束限位构造，限位构造为双层金属薄片，材料为Q235或Q345钢材，边长20-25mm，厚度1-2mm，间隔1-2mm。限位构造保证SMA丝束只在活动夹头的圆柱体范围内工作，使活动夹头只发生平移，防止发生翻滚。活动夹头整体通过数控机床加工。在一个实施例中，活动夹头材料为Q345钢材，圆柱体直径20mm，长度80mm，长方体端头边长20mm，长度25mm，SMA丝束限位构造双层金属薄片尺寸为24mm×24mm×5mm，间隔2mm。
缠绕于一对活动夹头4上的SMA丝束6通过SMA丝束限位构造5限位；SMA丝束选用镍钛或铜-铝-铍合金材料，直径1-1.5mm。在一个实施例中，SMA丝束采用镍钛合金材料，直径1.2mm。
图2示出了本发明的一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接方法，具体包括如下步骤：
步骤1：在桃尖梁7上挑檐枋8处开设桃尖梁矩形通槽9以放置挑檐枋连接结构。
步骤2：分别在外钢管1与内钢管2的左右钢板上开设限位卡槽，并保证内外钢管卡槽重合。
步骤3：临时固定活动夹头4，将超弹性SMA丝束6均匀缠绕在活动夹头4上。活动夹头4中间为圆柱体，可以减小SMA丝束与圆柱体之间的摩擦，防止SMA丝束6被磨断，避免应力集中，保证受力均匀。两端为长方体端头，保证活动夹头在内外钢管的限位卡槽之间只发生平移，不发生翻滚。长方体端头与圆柱体之间为SMA丝束限位构造5，可以限制SMA丝束6只能在圆柱体范围内工作，同时，SMA丝束限位构造5比内钢管限位卡槽尺寸大，保证SMA丝束6在运动过程中，带动活动夹头只能发生平行移动。整个活动夹头通过数控机床进行加工，精度高，整体受力效果好。
步骤4：通过张拉活动夹头4使SMA丝束6伸长，将活动夹头4卡在内钢管2左右钢板的限位卡槽中，后将内钢管2左右钢板与底钢板焊接，形成内钢管2，从而获得预拉力。
可以通过改变SMA丝束的缠绕圈数使挑檐枋连接机构获得不同的恢复力，SMA圈数采用下式计算：
式中，nmax为SMA丝最大缠绕圈数，Fmax为最大荷载限值，A1为单根SMA丝的截面面积，为马氏体相变完成应力。
步骤5：将导向棒3焊接在外钢管1左右钢板与底钢板端部，保证内钢管2与外钢管1在相对运动过程中能够沿着轴线滑动，避免发生晃动。
在两个活动夹头中心距离不变的情况下，调整试件行程可以改变SMA丝束的预拉应变，通过下式计算：
式中，d为两个活动夹头的中心距离，umax为试件行程，Δεmax为最大行程下SMA丝束的应变与预拉应变的差值，R为活动夹头的半径，t为SMA丝束的累计厚度，为SMA丝束的初始预拉应变。
在一个实施例中，SMA丝束6初始预拉应变为0.6％。
步骤6：将活动夹头4卡在外钢管1左右钢板的限位卡槽中，后将外钢管1的左右钢板与底钢板焊接，形成外钢管1。
步骤7：通过环氧树脂粘结剂将外钢管1与桃尖梁7粘结成整体，内钢管2与挑檐枋8粘结成整体。
在一个实施例中，挑檐枋与内钢管2粘结长度为60mm，满足粘结强度。
当挑檐枋8沿面宽方向发生刚体平动时，内外钢管相互错动，带动活动夹头4运动，SMA丝束6被拉伸，从而利用其自复位耗能特性实现斗栱挑檐枋节点自复位。
图3示出了本发明的实施例的外钢管爆炸图，外钢管1通过外钢管左钢板1-1、外钢管右钢板1-2和外钢管底钢板1-3焊接组成，焊缝采用角焊缝，焊接强度高。
图4示出了本发明的实施例的内钢管爆炸图，内钢管2通过内钢管左钢板2-1、内钢管右钢板2-2和内钢管底钢板2-3焊接组成，焊缝采用角焊缝，焊接强度高。
图5示出了本发明的实施例的活动夹头4与SMA丝束6，SMA丝束均匀缠绕在活动夹头4的圆柱体上，圆柱体可以减小与SMA丝束的摩擦。
图6(a)-图6(f)示出了挑檐枋连接机构的工作原理图。连接机构中的SMA丝束6在工作中一直处于张拉状态，当挑檐枋8未发生运动时，活动夹头4位于内外钢管限位卡槽的最里端，活动夹头4将SMA丝束6中的预拉力传递至内外钢管，连接机构处于自平衡状态。
当挑檐枋8整体向右移动时带动内外钢管发生相对运动，使得右活动夹头向右运动，而左活动夹头在外钢管1的限位卡槽约束下保持不动，随着左右活动夹头之间距离增大，SMA丝束6被逐渐伸长，挑檐枋运动到极限状态时，右活动夹头正好运动到外钢管1右侧限位卡槽的最右端，SMA丝束6达到极限张拉状态，最大程度发挥材料超弹性特性，挑檐枋8整体向左移动时发生类似变形。
挑檐枋连接结构在工作过程中依次经过弹性、自复位和强化阶段。在弹性工作阶段，挑檐枋移动距离较小，SMA丝束4处于奥氏体弹性变形状态。进入自复位工作阶段后，SMA丝束6进入马氏体相变阶段，发生“屈服”，SMA丝束6受拉刚度明显减小，发生明显的拉伸变形，连接机构通过使挑檐枋8自复位从而降低斗栱的地震震害。在强化阶段，挑檐枋8位移逐渐达到极限位移，SMA丝束处于最大拉伸变形，发挥最大自复位作用。最后活动夹头4成为内钢管2和外钢管1之间的抗剪连接件，并在较大地震剪力作用下发生剪切破坏，此时连接机构破坏并退出工作。
挑檐枋连接机构在柱头科斗栱中的挑檐枋处，具有隐蔽性。加固后的斗栱节点通过外观处理，不影响建筑物的外貌，增强了斗栱节点的耗能能力与变形能力，使得整体结构的抗震性能得到了优化。
以上所述，仅为本发明的专利较佳的实施方式，但本发明专利的保护范围并不仅限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其特征在于，包括桃尖梁(7)、挑檐枋(8)和挑檐枋连接机构，所述挑檐枋(8)通过挑檐枋连接机构连接并设于桃尖梁矩形通槽(9)中；
所述挑檐枋连接机构包括外钢管(1)、内钢管(2)、活动夹头(4)和SMA丝束(6)，所述桃尖梁(7)上预开桃尖梁矩形通槽(9)，内钢管(2)连接挑檐枋(8)并设于桃尖梁矩形通槽(9)中，外钢管(1)与桃尖梁矩形通槽(9)之间采用环氧树脂粘接剂连接，挑檐枋(8)插入内钢管(2)中；
所述SMA丝束(6)缠绕于一对活动夹头(4)上，一对活动夹头(4)张拉SMA丝束(6)，并在内、外钢管限位卡槽中发生平行移动；
当挑檐枋(8)沿面宽方向发生刚体平动时，内钢管(2)和外钢管(1)相互错动，带动活动夹头(4)运动，随着两个活动夹头(4)的相互远离，SMA丝束(6)被拉伸，从而利用其形状记忆合金特性实现斗栱挑檐枋自复位。
2.根据权利要求1所述的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其特征在于，所述内钢管(2)和外钢管(1)为框型板结构，均顶部开口，限位卡槽设于内钢管(2)和外钢管(1)的两侧壁。
3.根据权利要求1所述的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其特征在于，所述外钢管(1)的内壁设有与内钢管(2)相接的导向棒(3)。
4.根据权利要求1所述的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其特征在于，所述活动夹头(4)中间为圆柱体，端部为长方体。
5.根据权利要求1所述的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其特征在于，缠绕于一对活动夹头(4)上的SMA丝束(6)通过SMA丝束限位构造(5)限位；所述SMA丝束限位构造(5)是位于活动夹头(4)两端的双层金属薄片，将SMA丝束(6)限位在金属薄片之间。
6.根据权利要求1所述的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接节点，其特征在于，所述SMA丝束(6)采用镍钛或铜-铝-铍合金材料。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述节点的隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在桃尖梁(7)上挑檐枋(8)处开设桃尖梁矩形通槽(9)；
步骤2：将均匀缠绕有SMA丝束(6)的活动夹头(4)张拉，并将其卡在内钢管(2)的左右钢板限位卡槽中；
步骤3：将左右钢板与底钢板焊接形成内钢管(2)，使SMA丝束(6)获得预拉力；
步骤4：将外钢管(1)左右钢板分别设于内钢管(2)左右钢板外侧，且外钢管(1)长度小于内钢管(2)长度，活动夹头(4)卡在外钢管(1)左右钢板限位卡槽中；
步骤5：将连接有导向棒(3)的左右钢板与底钢板焊接，形成外钢管(1)；
步骤6：通过粘结剂将挑檐枋连接机构与桃尖梁(7)和挑檐枋(8)粘结成整体。
8.根据权利要求7所述的一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接方法，其特征在于，所述步骤2中，通过改变SMA丝束(6)的缠绕圈数使挑檐枋连接机构得到不同的恢复力，SMA圈数采用下式计算：
式中，nmax为SMA丝最大缠绕圈数，Fmax为最大荷载限值，A1为单根SMA丝的截面面积，为马氏体相变完成应力。
9.根据权利要求7所述的一种隐蔽式清式柱头科斗栱挑檐枋自复位耗能连接方法，其特征在于，所述步骤3中，在两个活动夹头(4)中心距离不变的情况下，调整试件行程可以改变SMA丝束(6)的预拉应变，通过下式计算：
式中，d为两个活动夹头的中心距离，umax为试件行程，Δεmax为最大行程下SMA丝束的应变与预拉应变的差值，R为活动夹头的半径，t为SMA丝束的累计厚度，为SMA丝束的初始预拉应变。
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