[發明專利]自復位形狀記憶合金支撐摩擦阻尼器

無效

• 申請號: 201110390837.8
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN103132626A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 張紀剛;張同波;王勝;高嵩;孫進偉;江志偉
• 申請（專利權）人: 青島理工大學;青建集團股份公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

技術領域

本發明涉及一種建筑物的防護裝置，尤其涉及一種具有防護耗能功能的摩擦阻尼器。?

背景技術

耗能減振技術是在結構中設置一些裝置以達到耗能減振的目的。耗能減振裝置根據耗能機理不同可分為四類：粘彈性阻尼器、金屬屈服阻尼器、粘滯阻尼器和摩擦阻尼器。耗能減振的原理是，安裝在結構中的耗能裝置在結構振動時發生塑性屈服或摩擦滑動或克服阻尼力做功，將結構的部分動能轉化為熱能而耗散掉，從而達到減振的目的。耗能減震技術因其減振效果好、構造簡單、造價低廉、適用范圍廣、維護方便等特點而愈來愈收到國內外學者的重視，多種不同類型的阻尼器和阻尼器已被研制出來。摩擦阻尼器結構簡單，安裝方便，價格便宜，性能不受溫度影響，滯回模型為庫侖型，能提供附加的剛度和阻尼，耗能能力強，是結構工程中常用的一種耗能減振裝置。尤其是Pall于1982年提出來的Pall摩擦阻尼器(Pall-typed?frictional?damper，PFD)，因具有滯回性能不受支撐屈曲力限制的優點而被廣泛關注。但在強震作用下，Pall型摩擦阻尼器的四連桿支撐內力會隨位移的增大而增大，而支撐內力的增加也同時意味著支撐給柱的附加軸力增加。同時，震后支撐由于屈服(或者屈曲)不易拆換，修復困難。另外當阻尼器的起滑摩擦力足夠大，摩擦阻尼器出現抱死的情況，不能起到耗能減震的作用，可能給建筑物造成不可估量的損失，甚至危及居民的生命安全。?

發明內容

本發明的技術效果能夠克服上述缺陷，提供一種自復位形狀記憶合金支撐摩擦阻尼器，其具有更好的耗能功能，有效地減少了地震對建筑物的破壞，同時減少了阻尼器的使用量。?

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：其包括框架以及設置在框架?內的阻尼器，阻尼器采用摩擦阻尼器，摩擦阻尼器通過形狀記憶合金支撐桿與框架連接。?

本發明充分利用摩擦阻尼器和形狀記憶合金的優點，提出了一種摩擦阻尼器和形狀記憶合金支撐體系。其中形狀記憶合金(shape?memory?alloy，簡稱SMA)是具有感知和驅動能力的新型功能材料，它具有的形狀記憶效應、超彈性和高阻尼特性，在其控制(主動控制、半主動控制、被動控制等)表現出其他金屬材料無法比擬的優越性，且SMA材料具有良好的抗疲勞性、抗腐蝕性，故由其制作的阻尼器，強、耐久性好且性能穩定。故在摩擦阻尼器的基礎上，將斜撐部分用形狀記憶合金代替。當強震來臨時，能量不僅被滑動摩擦所消耗，而且由于形狀記憶合金的超彈性，在軸向力作用下允許有較大的塑性變形，通過這種變形可以達到吸收地震能量的目的，即使在抱死的情況下SMA本身也會耗能，同時進一步減小了阻尼器滑動位移，一定程度上減少了建筑物的水平位移。另外，由于形狀記憶合金具有特有的可恢復應變值很大(6％～8％)，是通常金屬材料難以實現的，能起到一定程度的自復位作用。由于形狀記憶合金材料具有形狀記憶效應，本裝置在震后，還可利用形狀記憶合金效應通過加熱使裝置復位，這是普通金屬材料所不具備的，同時形狀記憶合金材料具有耐腐蝕、抗疲勞的優點。?

摩擦阻尼器包括中心板，中心板的兩側分別設有側板，中心板與側板之間設有摩擦片；中心板與兩個側板皆設置在同一個軸上，中心板與軸鉸接，中心板與側板垂直設置。中心板的頂端與框架的橫梁鉸接，目的是當這個阻尼器用在抗震結構中時在橫梁上不產生彎矩，同時鉸接也能增加中心板和連接板間轉動的幅度，也就是增加系統的耗能能力。?

側板與形狀記憶合金支撐桿鉸接。兩個側板通過支撐和框架相連，也就是說阻尼器是按照倒V形安裝在框架上。用兩個側板而不是一個側板的原因是增加摩擦面積，使裝置對稱，并且保持裝置在平面內運動。?

側板的外側設有彈簧墊圈，可保證阻尼器發揮作用時獲得穩定的摩擦力。?

彈簧墊圈與側板之間設有硬墊圈，以防止彈簧墊圈在受壓時給鋼板造成劃?痕。?

形狀記憶合金支撐桿與框架栓接或鉚接或焊接。?

摩擦片采用耐久性好、摩擦系數高的摩擦材料，如汽車剎車片等。?

本發明的阻尼器具有更好的耗能功能，有效地減少了地震對建筑物的破壞，同時減少了阻尼器的使用量，減低了建筑成本。本框架安裝方便、便于拆卸，其耗能能力強，具有廣泛的防震、抗震應用領域。?

附圖說明

圖1為本發明整體結構示意圖；?

圖2為本發明摩擦阻尼器示意圖。?

圖中：1.框架；2.摩擦阻尼器；3.形狀記憶合金支撐桿；4.中心板；5.側板；6.軸；7.彈簧墊圈；8.硬墊圈；9.摩擦片。?

具體實施方式