[發明專利]一種形狀記憶合金絞線—環形彈簧拼裝式自復位阻尼器

有效

• 申請號: 201610473486.X
• 申請日: 2016-06-27
• 公開（公告）號: CN106121336B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 莊鵬;王文婷;薛素鐸
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙)11367
• 代理人: 孫海波

技術領域

本發明屬于土木工程結構消耗減震技術領域，具體地說，本發明涉及一種形狀記憶合金絞線—環形彈簧拼裝式自復位阻尼器。

背景技術

地震中建筑物的破壞與倒塌是造成地震災害的主要原因。如何有效地減輕工程結構在地震下的響應，提高結構抗震能力是土木工程學科中亟待解決的問題之一。結構抗震，是一種被動耗能，是通過增強結構本身的強度、剛度和延性來抵御地震作用的，即由結構本身消耗地震能量，這是不經濟的，也難以達到預期的效果。

被動耗能減振因其構造簡單、造價低、易于維護且無需外部能源支持等優點頗受工程界關注，是目前發展較為成熟且應用廣泛的振動控制技術。然而已應用于實際工程中的傳統阻尼器存在這一些局限性：粘彈性阻尼器抗疲勞差、易老化；粘滯阻尼器易滲漏；金屬屈服阻尼器強震中易發生大變形而失效；摩擦阻尼器復位性差等。形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA）是一種新型功能材料，具有奇特的形狀記憶效應、超彈性和高阻尼特性。超彈性SMA可恢復應變高達6%—8%，屈服應力在400—500MPa左右，極限強度超過1000MPa，極限變形高達20%。利用SMA的超彈性和阻尼特性制作的被動耗能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，變形大且可自復位等優點。

公開號為CN 101196017的中國發明專利申請公開了一種復合型形狀記憶合金摩擦阻尼器（SMA摩擦阻尼器），主要是有主板、副板、摩擦板、超彈性SMA絲、復位拉桿、U型預應變調節板和高強螺栓組成。其特征在于：在主板及副板之間嵌入摩擦板，主板上留有螺栓活動孔和拉桿活動孔，副板和摩擦板上留有螺栓孔和拉桿活動孔；高強螺栓穿過副板、摩擦板上的螺栓孔和主板上的螺栓活動孔；復位拉桿穿過主板、副板、摩擦板上的拉桿活動孔；超彈性SMA絲穿過復位拉桿、U型預應變調節板，兩端分別用夾具拉緊固定；調節螺釘調節U型預應變調節板和復位拉桿之間的間距，使超彈性形狀記憶合金絲達到需要的初始應變。該阻尼器使用的超彈性SMA絲，在強震作用下易發生損傷，同時摩擦板隨著振動結束后難以復位。

發明內容

為了克服以上現有技術中存在的問題，本發明提供了一種形狀記憶合金絞線—環形彈簧拼裝式自復位阻尼器，該阻尼器在強震作用下能夠發揮耗能作用，不易發生損傷，且具有自復位特性。

為了實現以上目的，本發明采用如下技術方案：一種形狀記憶合金絞線—環形彈簧拼裝式自復位阻尼器，包括耗能器，還包括內套筒、外套筒、圓盤、兩個及以上SMA絞線，所述耗能器為環形彈簧耗能器，所述環形彈簧耗能器布置于所述內套筒內，所述外套筒與所述內套筒交錯布置，使SMA絞線始終處于受拉狀態，所述內套筒一端固定連接中心軸、所述外套筒一端固定連接導向軸，所述中心軸和導向軸穿過圓盤的中心孔，所述兩個及以上SMA絞線沿圓盤圓周分別、均勻地布置，并與所述圓盤固定連接。

優選的是，所述環形彈簧耗能器包括環形彈簧和環形彈簧套筒。所述環形彈簧，相比于其他彈簧，具有強力減震性能、體積小，質量輕等優點，在尺寸的選取上更加的靈活。

上述任一方案優選的是，所述環形彈簧由帶有內錐面的外圓環和帶有外錐面的內圓環配合而成。這樣結構的環形彈簧，損壞后，只需要更換個別圓環即可，修理方便，經濟適用。當所述阻尼器受到軸向作用力時，所述環形彈簧始終處于受壓狀態，鑒于環形彈簧本身的結構特性，其具有很高的耗能與復位能力。

上述任一方案優選的是，所述環形彈簧套筒內側設有凸出卡槽。

上述任一方案優選的是，所述環形彈簧通過所述凸出卡槽卡在所述環形彈簧套筒內，而不會脫離所述環形彈簧套筒。

上述任一方案優選的是，所述中心軸穿過所述環形彈簧。

上述任一方案優選的是，所述環形彈簧兩端均設有墊片。

上述任一方案優選的是，所述中心軸穿過兩端的墊片，并通過螺母固定。

上述任一方案優選的是，所述導向軸的一端與所述環形彈簧套筒連接。

上述任一方案優選的是，所述內套筒布置于所述外套筒內。

上述任一方案優選的是，所述內套筒另一端開設有條形槽。

上述任一方案優選的是，所述外套筒兩端鏤空。

上述任一方案優選的是，所述導向軸一端通過支撐板與所述外套筒連接。

上述任一方案優選的是，所述導向軸一端通過兩個支撐板與所述外套筒連接。

上述任一方案優選的是，所述導向軸一端通過三個支撐板與所述外套筒連接。

上述任一方案優選的是，所述導向軸一端通過四個支撐板與所述外套筒連接。