[發(fā)明專利]碰撞式形狀記憶合金耗能器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910011070.6
• 申請(qǐng)日: 2009-04-05
• 公開（公告）號(hào): CN101509281A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊廷華;李宏男;郭道盛;孫輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 侯明遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種碰撞式形狀記憶合金耗能器。

背景技術(shù)

強(qiáng)烈地震給人類帶來了巨大的災(zāi)難。地震中建筑物的大量破壞和倒塌是造成地震災(zāi)害的直接原因。因此，科學(xué)的建造房屋，提高其抗震能力，減輕震害損失具有重要的實(shí)際意義。傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)體系是通過增強(qiáng)結(jié)構(gòu)本身的性能來“抵抗”地震作用，即通過增強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力、增加延性等措施儲(chǔ)存和耗散地震能量，但是這種方法存在著安全性難以保證、適應(yīng)能力差、經(jīng)濟(jì)性欠佳的局限性。消能減震技術(shù)為結(jié)構(gòu)抗震提供了一條合理有效的途徑。被動(dòng)耗能阻尼器的減振技術(shù)相對(duì)比較成熟，當(dāng)目前仍然普遍存在許多問題。如粘彈性阻尼器易老化，粘滯阻尼器的維護(hù)，摩擦阻尼器在長期使用時(shí)的可靠性，軟鋼阻尼器的塑性殘余變形等。

形狀記憶合金是一種兼有感知和驅(qū)動(dòng)能力的新型功能材料，具有形狀記憶效應(yīng)和超彈性的優(yōu)良品質(zhì)，利用形狀記憶合金的超彈性特性制作的被動(dòng)耗能器可以克服上述問題。這類阻尼器與其他阻尼器相比，具有耐久性和耐腐蝕性能好，使用周期長，變形大且可恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn)有的形狀記憶合金耗能器主要利用奧氏體形狀記憶合金的阻尼特性，這種阻尼器一般滯回曲線狹長，耗能能力有限。且建筑結(jié)構(gòu)在遭受地震作用時(shí)，其破壞力大小不一，耗能器作為重要的消能裝置，在耗能方面應(yīng)該根據(jù)地震強(qiáng)度的不同而提供不同的控制力。

因此，開發(fā)一種具有高耗能特性的阻尼器對(duì)工程結(jié)構(gòu)抵御地震災(zāi)害具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種碰撞式形狀記憶合金耗能器，其目的是解決現(xiàn)有耗能器殘余變形大、耐久性差、耗能能力有限等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

碰撞式形狀記憶合金耗能器，主要由方鋼筒、形狀記憶合金板、推拉桿和鋼制橢圓餅組成。其特征在于：方鋼筒內(nèi)壁上、下各嵌有七塊形狀記憶合金板將其內(nèi)部均分為八個(gè)間隔；鋼制推拉桿上面均勻分布有類似于糖葫蘆串的四個(gè)鋼制橢圓餅，四個(gè)橢圓餅放置于方鋼筒中間的四個(gè)間隔內(nèi)；當(dāng)推拉桿往返運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼制橢圓餅將與形狀記憶合金板發(fā)生非完全彈性碰撞，達(dá)到交換動(dòng)量和耗散動(dòng)能的目的；該耗能器的耗能能力與振幅成正比，當(dāng)振幅較小時(shí)，每個(gè)鋼制橢圓餅在各自的空間內(nèi)往返碰撞耗能；當(dāng)振幅較大時(shí)，鋼制橢圓餅可進(jìn)入旁邊的間隔碰撞耗能，此過程中由于形狀記憶合金板的變形較大，將會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的回復(fù)力，從而達(dá)到減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)的目的。

本發(fā)明的效果和益處主要體現(xiàn)在耗能器可以根據(jù)振幅的不同而提供不同的耗能能力，該耗能器還具有較好的抗腐蝕、抗疲勞性，且維護(hù)費(fèi)用低、構(gòu)造簡單、安裝方便。這種新型碰撞式狀記憶合金阻尼器使得抗震設(shè)計(jì)過程更為方便、實(shí)用，將會(huì)廣泛的應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是碰撞式形狀記憶合金耗能器的俯視圖。

圖2是碰撞式形狀記憶合金耗能器的側(cè)立面圖。

圖3是碰撞式形狀記憶合金耗能器的前視圖。

圖4是碰撞式形狀記憶合金耗能器的后視圖。

圖5是圖1中碰撞式形狀記憶合金耗能器的A-A剖面圖。

圖6是圖5中碰撞式形狀記憶合金耗能器的B-B剖面圖。

圖7是圖5中碰撞式形狀記憶合金耗能器的C-C剖面圖。

圖中：1.連接孔；2.形狀記憶合金板；3.鋼制橢圓餅；4.方鋼筒；5.推拉桿；6.高強(qiáng)螺栓；7.翼緣。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的實(shí)施步驟。

步驟1.分別在小震和大震作用下，對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，根據(jù)所要達(dá)到的性能要求，確定耗能器的尺寸及參數(shù)。

步驟2.將兩個(gè)槽鋼邊緣焊接上翼緣7，翼緣上每隔一定間隔留有螺栓孔；將十四塊形狀記憶合金板2牢固均勻的布置在槽鋼內(nèi)部，每個(gè)槽鋼七塊；形狀記憶合金板上留有可供推拉桿5穿過的孔洞。

步驟3.將4個(gè)鋼制橢圓餅牢固均勻的焊接在推拉桿5上，鋼制橢圓餅的間距與形狀記憶合金板的間距相等，然后將推拉桿5放入槽鋼內(nèi)，將兩個(gè)槽鋼扣緊用高強(qiáng)螺栓6固定好。

步驟4.通過推拉桿5與耗能所處位置上部的梁或板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接，通過連接孔1和耗能所處位置下部的支撐或梁柱節(jié)點(diǎn)連接。