[發明專利]一種多向疊層變剛度形狀記憶合金阻尼器及其安裝方法

有效

• 申請號: 201811319914.9
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109267666B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 徐善華;冉驥;李安邦;鄭合祥;聶彪;張豪亮
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;E04G21/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種多向疊層變剛度形狀記憶合金阻尼器及其安裝方法，阻尼器中間板包括多個，層疊設置在阻尼器頂板和阻尼器底板之間組成圓柱形結構的阻尼器，上下任意相鄰的層板間水平對稱布置有形狀記憶合金絲。本發明可以解決現有阻尼器行程較小、復位性能差、耐久性差、耐高低溫性能差等問題，構造簡單且便于安裝，可廣泛應用于土木工程技術領域的結構被動控制，有效減小結構或構件的振動及強振后的殘余變形。

技術領域

本發明屬于土木工程技術領域，具體涉及一種多向疊層變剛度形狀記憶合金阻尼器及其安裝方法。

背景技術

在土木建筑領域，結構難以避免地要遭受各種類型振動荷載的作用，例如風荷載、地震動荷載、爆炸沖擊荷載等。傳統意義上的抗震(振)結構通常是以結構構件的損傷為代價來耗散振動荷載的能量。對于一些有特殊使用要求的結構(例如核電站外殼、儲液罐等)而言，構件的損傷甚至過大的結構振動響應都是難以接受的，因此結構振動的控制顯得極為重要。隔震(振)及消能減震(振)技術是當前結構振動控制領域常用的技術手段之一，對于這一技術而言，重點往往在于研制適合各特殊工程條件的阻尼器。

形狀記憶合金是一種新型功能材料，其具有良好的形狀記憶特性及超彈性性能，利用形狀記憶合金的超彈性性能研制阻尼器可以實現良好的能量耗散、變形恢復能力。同時這類阻尼器與其他類型阻尼器相比具有耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、使用周期長、變形能力大、剛度可變、能夠自復位等優異特點。

因此，結合特殊工程條件與形狀記憶合金的超彈性性能，研制一種適合特殊工況、性能優異、結構簡單可靠的超彈性形狀記憶合金阻尼器，對于隔震(振)及消能減震(振)技術的推廣應用具有重要的現實意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種多向疊層變剛度形狀記憶合金阻尼器及其安裝方法，其目的是解決現有阻尼器行程較小、復位性能差、耐久性差、耐高低溫性能差等問題。

本發明采用以下技術方案：

一種多向疊層變剛度形狀記憶合金阻尼器，包括阻尼器頂板、阻尼器底板和阻尼器中間板，阻尼器中間板包括多個，層疊設置在阻尼器頂板和阻尼器底板之間組成圓柱形結構的阻尼器，上下任意相鄰的層板間水平對稱布置有形狀記憶合金絲。

其中，阻尼器頂板和阻尼器中間板的中心間隔設置有拉環，每個形狀記憶合金絲穿過拉環后分別與阻尼器頂板和阻尼器中間板側面對應設置的張拉螺桿連接。

其中，阻尼器底板及阻尼器中間板的側壁分別設置有螺桿孔道，張拉螺桿貫穿螺桿孔道設置，外部通過張拉螺母緊固，通過旋轉張拉螺母對形狀記憶合金絲施加預張拉。

其中，阻尼器頂板和阻尼器中間板下端中心分別設置有圓柱型的凸起，拉環間隔設置在凸起的側面，且拉環與螺桿孔道上下對齊設置。

其中，拉環和螺桿孔道分別為十六個。

其中，任意對稱分布的兩根形狀記憶合金絲組成一個工作組，當阻尼器上下相鄰層板間發生水平錯動時，任意一個工作組中預張拉的兩根形狀記憶合金絲的一根趨于拉長，另一根則趨于松弛，在反復水平錯動過程中，利用形狀記憶合金絲的超彈性性能耗散能量同時自動復位。

更進一步的，本發明的特點還在于：形狀記憶合金絲從上至下分別設置在阻尼器頂板與阻尼器中間板，阻尼器中間板與阻尼器中間板，以及阻尼器中間板與阻尼器底板之間。

更進一步的，本發明的特點還在于：阻尼器頂板與阻尼器中間板，阻尼器中間板與阻尼器中間板，以及阻尼器中間板與阻尼器底板之間的接觸面均采取表面處理工藝或在接觸面間施加潤滑劑。

更進一步的，本發明的特點還在于：阻尼器頂板及阻尼器底板上均預留有支座螺栓孔道，通過螺栓分別與隔震層頂板以及隔震層底板相連。

本發明的另一技術方案是：