[实用新型]一种套筒型自复位形状记忆合金连梁阻尼器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种阻尼器，具体具体涉及一种用于钢筋混凝土剪力墙结构的被动耗能减震装置。 

背景技术

剪力墙结构具有较大的整体刚度，地震作用下容易造成应力集聚，发生脆性剪切破坏。而在罕遇地震下如果墙肢首先发生破坏，不利于剪力墙结构体系二道抗震防线的实现，也不能保证贯彻结构“大震不倒”的抗震设防原则。为此，剪力墙结构的延性设计要求罕遇地震作用下连梁先于墙肢屈服，通过连梁形成塑性铰耗能，同时改变结构振动频率，避开地震的卓越周期，一定程度上减弱结构共振响应。 

目前关于提高剪力墙结构抗震性能的研究大多基于传统结构抗震设计思想，即通过连梁构件本身的适度循环塑性变形来耗散地震能量。具体提高连梁变形性能的措施包括改变连梁配筋形式、在钢筋混凝土连梁中配置型钢、在连梁中开水平通缝或在连梁两端开竖缝、将钢筋混凝土连梁替换成钢连梁等。然而连梁本身塑性变形的积累总不可避免地导致连梁损伤破坏，地震后修复困难且维修费用较大。 

结构耗能减震技术已经被证明是一种有效的结构抗震技术，通过在结构中加入具有较大耗能能力的耗能器，正常使用情况下保证一定侧向刚度，结构处于弹性状态，大震时随着侧向位移的增大，耗能器产生较大阻尼，集中耗能，降低结构振动响应，避免主体结构损伤。虽然自1972年美国学者J. T. P. Yao提出结构振动控制的概念以来，各种耗能减震装置层出不穷，但至今针对剪力墙结构体系的耗能减振研究还不多见，究其原因主要是在剪力墙结构体系中安装耗能减震装置要比框架结构困难很多。澳大利亚昆士兰科技大学的Thambiratnam等曾提出在剪力墙不同高度处挖洞，在洞内打斜撑安装耗能减震装置；华中科技大学的杨军也曾提出在剪力墙中沿竖向中轴线开城垛口形的竖向通缝，并在缝内安置竖向耗能减震装置。但这两种解决方案中，前者由于过度削弱剪力墙刚度而产生薄弱层，后者因为构造过于复杂难以实现都没有广泛被其他学者接受。澳大利亚昆士兰科技大学的Madsen等提出在连梁下部安装交叉斜撑，并在斜撑中安装粘弹性阻尼器承担非弹性变形耗散地震能量；广西工业大学的邓志恒等也提出了类似的构想，称为新型组合钢连梁，即在钢连梁下部安装交叉斜撑，并在斜撑交叉点安装摩擦阻尼器，提高连梁耗能能力；哈尔滨工业大学的腾军教授等提出以软钢耗能构件替代连梁，提高连梁耗能能力。上述文献提出的方案继承了传统剪力墙延性抗震设计中由连梁耗散地震能量的思想，但又利用了耗能减震装置减小连梁的塑性累积变形，是比较合理的解决方案，但连梁中的耗能减震装置在地震后由于存在不可回复非弹性变形仍需替换。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种构造简单、不易损坏、耗能能力高且减震效果好的套筒型自复位形状记忆合金连梁阻尼器。 

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种套筒型自复位形状记忆合金连梁阻尼器，包括有分别设置在连梁两个待连接端的外套筒和内套筒以及在竖向连接外套筒和内套筒的奥氏体形状记忆合金丝，其中，外套筒和内套筒在竖向同轴设置，内套筒由通过花兰螺杆连接的内上套筒和内下套筒组成，外套筒侧壁设有一个安装内套筒的孔。 

奥氏体形状记忆合金是一种具有多种特殊力学性能的功能材料，其具有超弹性特性，即当其最大应变不超过8%时，材料变形完全可以自动回复，不产生残余变形，在奥氏体形状记忆合金产生变形和变形回复的过程中还具有一定的耗能能力。 

采用上述技术方案的套筒型自复位形状记忆合金连梁阻尼器具有如下优点：1，由于采用了分别设置在连梁两个待连接端的外套筒和内套筒以及在竖向连接外套筒和内套筒的奥氏体形状记忆合金丝构成，所以结构相比于传统的连梁阻尼器更加简单；2，由于两侧剪力墙肢在水平地震作用下发生弯曲变形，阻尼器连接的两个悬臂连梁发生相对转动和竖向错动，通过外套筒和内套筒带动奥氏体形状记忆合金产生变形，其变形回复的过程中吸收的较大的能量，从而避免连梁本身受损，可见本实用新型的连梁阻尼器耗能能力高、减震效果好且不易损坏。 

作为优选方案，为了使得奥氏体形状记忆合金丝受力更加均匀，同时为了保证奥氏体形状记忆合金丝连接的紧固性，限定所述奥氏体形状记忆合金丝对称设置在内套筒和外套筒的内壁上，并通过楔形块和压紧螺栓分别固定在内套筒和外套筒上。 

作为优选方案，为了保证外套筒和内套筒与连梁连接的紧固性，限定所述外套筒和内套筒通过预埋在连梁两个待连接端的连接板分别与连梁相连接。 

作为优选方案，为了便于安装同时降低成本，限定所述外套筒和内套筒的横截面为矩形。