[發明專利]基于形狀記憶合金棒材的自復位搖擺墻組件

有效

• 申請號: 201710930096.5
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107574945B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 李向民;董金芝;鄭迪;蔣璐;張富文
• 申請（專利權）人: 上海市建筑科學研究院;上海建科建筑設計院有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 王一琦

本發明提供了一種基于形狀記憶合金棒材的自復位搖擺墻組件，在搖擺墻底部和基礎梁之間安裝有自復位搖擺墻組件，自復位搖擺墻組件包括：V型支座和記憶合金自復位器，記憶合金自復位器包括形狀記憶合金組件及其上下兩端的鉸接支座和固定支座；形狀記憶合金組件由中間的合金棒材、頂部的連接板及底部的限位擋塊組成，合金棒材的上下兩端分別與連接板、限位擋塊固定連接。本發明中利用形狀記憶合金阻尼器和底部鉸接的V型支撐實現自復位搖擺墻設計，可保證框架?搖擺墻結構體系既能在強震下充分發揮墻體的搖擺性能、耗散地震動能量，同時在震后又具有自復位特性、減輕結構震害和殘余變形，便于結構快速修復和構件替換。

技術領域

本發明屬于土木工程結構技術領域，尤指一種基于形狀記憶合金棒材的自復位搖擺墻組件，能夠保證框架-搖擺墻結構體系既能在強震下充分發揮墻體的搖擺性能、耗散地震動能量，又同時具有自復位特性、減輕結構震害和殘余變形，便于震后的結構快速修復和構件替換。

背景技術

早期的震害調研結果表明，基礎的適當抬起有助于減少上部結構的地震作用，由此揭示了搖擺結構的減震機制。搖擺墻作為搖擺結構的一種實現形式，可與預應力筋或其它自復位元件相結合形成自復位搖擺墻，減少地震損傷和結構殘余變形，也可通過阻尼器或其它耗能元件與主體結構連接，將預期損傷位置控制在這些耗能元件中，實現震后的便捷更換。

搖擺墻主要實現形式可分為基于無粘結預應力的自復位搖擺墻和基于顯化鉸接點的耗能搖擺墻兩類，前者存在的搖擺幅度有限、墻趾易發生碰撞破壞等尚難以克服，而后者自復位功能的缺失使得搖擺墻的功用大打折扣。另外，現有研究與工程實際存在的明顯差別在于，目前的研究對象均為無洞口搖擺墻，而實際工程中搖擺墻體往往需要開設門窗洞口，這將使得預應力的自復位形式難以適用，搖擺墻的設計也面臨挑戰。

發明內容

本發明研發的基于形狀記憶合金棒材的自復位技術有別于傳統預應力自復位形式，一方面能夠不影響搖擺墻體洞口布置，另一方面避免了預應力筋在基礎梁底面錨固的高難度施工。本發明有助于擴展搖擺墻的適用范圍，推動可恢復功能結構的應用。具體方案如下：

一種基于形狀記憶合金棒材的自復位搖擺墻組件，在搖擺墻底部和基礎梁之間預留有用于安裝所述自復位搖擺墻組件的空間，所述自復位搖擺墻組件包括：

V型支座，所述V型支座的頂部開口端固定在所述搖擺墻底面，底部鉸接在一支撐底座上，所述支撐底座固定在所述基礎梁上；

記憶合金自復位器，分布在所述V型支座兩側，所述記憶合金自復位器包括形狀記憶合金組件及其上下兩端的鉸接支座和固定支座；

所述形狀記憶合金組件由中間的合金棒材、頂部的連接板及底部的限位擋塊組成，合金棒材呈兩頭粗中間細的狗骨狀，所述合金棒材的上下兩端分別與連接板、限位擋塊固定連接，所述連接板鉸接在所述鉸接支座下方，所述固定支座內設有活動槽，所述限位擋塊位于所述活動槽內。

進一步的，所述搖擺墻底面及底部側壁固定有U型外包鋼板，所述U型外包鋼板在側面采用對穿螺栓固定在所述搖擺墻上。

進一步的，在所述搖擺墻兩端具有主體框架，所述搖擺墻兩端通過若干工字型軟鋼連接件與所述主體框架連接，所述工字型軟鋼連接件與所述主體框架的中心梁齊平。

進一步的，所述空間高度為主體框架首層層高的1/5～1/3。

進一步的，限位擋塊的外沿呈弧狀，與活動槽頂面弧度稍大的弧形切面相接觸，所述固定支座頂面開設有與所述活動槽相連的孔，合金棒材的底部穿過所述孔以將所述限位擋塊卡在所述活動槽頂部；

所述棒材通過螺紋方式與連接板及限位擋塊連接，且所述合金棒材與上下兩端螺紋段的連接處為弧面，螺紋段的寬度大于所述合金棒材的寬度。

進一步的，所述孔的孔徑為所述棒材端部直徑的1.5倍，所述活動槽內的凈高度大于2倍限位擋塊的高度。