[实用新型]一种适用于空间网格结构的SMA丝-摩擦阻尼器

说明书

本实用新型公开了一种适用于空间网格结构的SMA丝‑摩擦阻尼器，包括外钢管、内钢管、筒状摩擦片、SMA丝、夹具；所述外钢管设置有两个，分别套设于所述内钢管的两侧，所述外钢管上开设有供高强螺栓滑动的长滑槽；所述筒状摩擦片设置在所述外钢管和所述内钢管之间，高强螺栓穿过所述长滑槽连接所述筒状摩擦片和所述内钢管，使外钢管、筒状摩擦片和内钢管之间紧贴摩擦连接，所述筒状摩擦片、所述内钢管和所述高强螺栓能共同沿所述长滑槽与所述外钢管发生相对滑动；两个所述外钢管之间、位于所述内钢管的外侧设置有SMA丝，所述SMA丝施加预应力，并通过所述夹具锚固在所述外钢管上。本实用新型构造简单、加工方便、性能稳定，可用于空间网格结构减振控制。

技术领域

本实用新型涉及大跨建筑钢结构领域，特别涉及一种适用于空间网格结构的SMA丝-摩擦阻尼器。

背景技术

近年来，大跨空间钢网格结构在世界范围内得到了迅猛发展，广泛应用于体育场馆和交通枢纽等重大工程建设中。由于大跨空间钢网格结构主要应用于活动频繁、人员密集的公共建筑中，其在施工或使用过程中由于荷载或环境改变，遭受地震、风灾等均会引起结构的受力模式、传力途径及应力分布发生变化，进而导致整体失效或节点失效直至倒塌破坏。为了减轻大跨建筑钢结构的振动响应，可在结构上布置耗能装置，通过其本身的塑性变形来耗散能量。目前，大跨空间结构上主要以设置传统的调谐质量阻尼器、粘滞性阻尼器等减振耗能。这些阻尼器普遍存在漏油，造价高且需要后期维护等问题。亟需研发适用于大跨空间钢网格结构不同部位的高性能减振阻尼器。

形状记忆合金(SMA)作为智能材料之一在土木工程的抗震方面的研究与应用快速发展。SMA具有独特的形状记忆效应和超弹性特性。超弹性是其主要特性之一，即SMA产生较大的变形，在外力撤除后能够回复到变形前的形状，且应力－应变关系呈现非线性特征，会产生耗散能。值得注意的是，上述带有明显滞回特征的应力－应变曲线是由SMA内部固体相变过程所引起的，因此不会导致材料的损伤。利用形状记忆合金超弹性效应设计的阻尼器，耐久性和耐腐蚀性能好，使用周期长，允许大变形并且变形可恢复。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种可替换大跨空间网格结构杆件的SMA丝-摩擦阻尼器，能有效抑制大跨空间钢网格结构的振动。

本实用新型所采用的技术方案是：一种适用于空间网格结构的SMA丝-摩擦阻尼器，包括外钢管、内钢管、筒状摩擦片、SMA丝、夹具；所述外钢管设置有两个，分别套设于所述内钢管的两侧，所述外钢管上开设有供高强螺栓滑动的长滑槽；所述筒状摩擦片设置在所述外钢管和所述内钢管之间，高强螺栓穿过所述长滑槽连接所述筒状摩擦片和所述内钢管，使外钢管、筒状摩擦片和内钢管之间紧贴摩擦连接，所述筒状摩擦片、所述内钢管和所述高强螺栓能共同沿所述长滑槽与所述外钢管发生相对滑动；两个所述外钢管之间、位于所述内钢管的外侧设置有SMA丝，所述SMA丝施加预应力，并通过所述夹具锚固在所述外钢管上。

所述筒状摩擦片的内径等于所述内钢管的外径，所述筒状摩擦片的外径等于所述外钢管的内径。

所述外钢管上还开设有螺栓孔，所述螺栓孔内设置有螺纹，所述外钢管通过普通螺栓穿过所述螺栓孔与所述夹具紧密连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种适用于空间网格结构的SMA丝-摩擦阻尼器，当结构受到地震作用时，将使阻尼器发生变形，从而产生SMA丝变形耗能与结构摩擦耗能。相较于其他类型阻尼器，适用于大跨空间网格结构，可直接替换大跨空间网格结构中的杆件，且具有良好的耗能能力与工作稳定性，同时震后易于更换。

本实用新型阻尼器在内外钢管之间设有摩擦片，且外钢管之间设有SMA丝。小震时，此阻尼器受力小于滑动摩擦力，阻尼器提供刚度，外钢管产生变形从而拉动SMA丝产生变形耗能；大震时，摩擦力被克服，阻尼器结构层发生相对滑动，此时摩擦耗能和SMA丝变形耗能共同工作。本实用新型阻尼器受力明确，结构简单，便于加工、安装、替换。