[發明專利]多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器

有效

• 申請號: 201110318327.X
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN102425246A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 張延年;鄭怡;汪青杰
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術領域

本發明涉及一種建筑結構震動控制裝置，特別是一種建筑結構震動控制的建筑用多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器。

背景技術

金屬屈服阻尼器(metallic?yielding?damper)是用軟鋼或其它軟金屬材料做成的各種形式的阻尼耗能器。金屬屈服后具有良好的滯回性能，利用某些金屬具有的彈塑性滯回變形耗能，包括軟鋼阻尼器、鉛阻尼器和形狀記憶合金(shape?memory?alloys，簡稱SMA)阻尼器等。它對結構進行振動控制的機理是將結構振動的部分能量通過金屬的屈服滯回耗能耗散掉，從而達到減小結構反應的目的。

一般金屬材料受到外力作用后，首先發生彈性變形，達到屈服點，就產生塑性變形，壓力消除后留下永久變形。但形狀記憶合金，在發生了塑性變形后，經過合適的熱過程，能夠回復到變形前的形狀。SMA是應用較為廣泛的智能材料之一，在高于奧氏體相變結束溫度時加卸載，可以提供飽滿的滯回曲線并且卸載后沒有殘余變形，這就是相變偽彈性。美國California的Robert等于1994年研制出一種SMA中心引線型阻尼器。由于智能材料在材料性質上有著普通材料所無法比擬的優點，將其應用到結構振動控制領域會獲得優異的控制效果，這也是近年來土木工程中的研究熱點。SMA還具有良好的抗疲勞和耐腐蝕性能，加之金屬的耐久性和免維護性，所以是土木工程結構振動控制的理想材料。

全金屬阻尼器具有可恢復變形大、阻尼能力強以及耐久性、抗腐蝕性、抗疲勞性能好、工作溫度范圍大和維護費用低等優點。工程結構在地震、風或機械振動等作用下的反應是隨機的，無論是從理論分析還是震害現象看，地震地面運動和結構反應都是多維的。目前研究開發的金屬阻尼器有中國專利號03111064.9公開了一種名稱為“錐形形狀記憶合金阻尼器”發明專利，中國專利號200610200568.3公開了一種名稱為“混合型形狀記憶合金阻尼器”的發明專利；中國專利號200710010925.4公開了一種名稱為“自復位超彈性形狀記憶合金阻尼器”的發明專利；中國專利號200910011071.0公開了一種名稱為“抗扭轉自復位鉛芯形狀記憶合金阻尼器”的發明專利；它們都是單一方向的，或是僅僅能夠控制水平方向，并且本身不易實現工程結構的地震、風或機械振動等的控制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器，主要為了實現對結構的任意水平方向、豎向和扭轉振動反應的耗能控制，又兼有水平、豎直和扭轉的自動復位功能，既節省材料，又能充分發揮材料的作用，并實現阻尼器的多用途。

本發明的技術方案如下：

多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器，包括外連接板、為內分隔板、內固定板、外固定板、超彈性形狀記憶合金絲、內鎖緊螺母、外鎖緊螺母、調節螺母和調節螺桿。它是由外連接板、為內分隔板、內固定板、外固定板、超彈性形狀記憶合金絲、內鎖緊螺母、外鎖緊螺母、調節螺母、調節螺桿組成，其特征在于：六塊正方形外連接板構成一個正方體，內隔板將其分隔成八個小正方體，八個小正方體相鄰角內分別設置內固定板，大正方體八個角分別設置外固定板，相應的內固定板和外固定板之間分別采用內鎖緊螺母、外鎖緊螺母、調節螺桿和調節螺母將超彈性形狀記憶合金絲固定，八個內固定板和八個外固定板斜對稱、八個分隔空間和八組超彈性形狀記憶合金絲斜對稱。八個角均設置形狀記憶合金絲，斜拉向中心點。六個面均可螺孔可與結構或構件連接，構件可以對側、相鄰兩側或多側連接。內固定板是三角形。

在遇到地震、風振或機械振動時，利用多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器能夠減少建筑結構的地震反應，對建筑結構起到很好的保護作用。

本發明的優點是能夠充分利用形狀記憶合金，可恢復變形大、阻尼能力強以及耐久性、抗腐蝕性、抗疲勞性能好、工作溫度范圍大、體積小、用途多和維護費用低等；不僅能夠對任意水平方向的風振和地震進行耗能減震，又能對豎直方向的風振和地震進行耗能減震，同時又具有水平、豎直和扭轉的自動復位功能。在遇到地震和風振時，利用多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器能夠減少建筑結構的地震反應，對建筑結構起到很好的保護作用。

附圖說明

圖1為本發明多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器示意圖。

圖2為多維空間斜拉形狀記憶合金多用阻尼器平面示意圖。

圖3為圖2的Ⅰ-Ⅰ剖面圖示意圖。