[发明专利]一种记忆合金自复位耗能阻尼器

说明书

本发明公开了一种记忆合金自复位耗能阻尼器，通过设置两个能够相对滑动的内拉压板和外拉压板，通过竖挡板和限位挡板组组成自复位结构将内拉压板和外拉压板的相对运动变换成记忆合金棒受拉状态，利用记忆合金棒的材料性能实现阻尼缓冲，当受力过大时，内拉压板和外拉压板之间的摩擦层共同作用以耗散结构的能量输入，由摩擦变形进行大量能量耗散，减小地震中建筑结构受力构件的能量耗散吸收，从而达到保护建筑结构的作用，阻尼器中的记忆合金棒能实现在震后阻尼器恢复到初始状态，从而实现地震后减小乃至消除建筑的残余变形，本装置不仅能提供较大的阻尼力，且利用记忆合金棒和摩擦层分级耗能，降低了阻尼器的成本，适用于各阶段的结构耗能需求。

技术领域

本发明涉及混凝土建筑结构及桥梁结构领域，尤其涉及的是一种记忆合金自复位耗能阻尼器。

背景技术

地震作为人类长期以来面临的一种危害性极强的自然灾害，具有特发性和不可预测性，地震所造成的大量人员伤亡以及建筑物的破坏或倒塌，会对社会和经济造成极大的冲击。当建筑物遭遇高于本地区设防烈度的强地震作用时，即使保持了结构的整体完整性，但由于变形过大、部分构件的严重破坏而需要大范围的加固修复，甚至只能推倒重建，造成了巨大的浪费，影响了人们的正常生活。在我国抗震设计规范中，主要利用提高结构的刚度和强度等方式来抵抗地震，然而这些均为结构本身耗散地震能量，对结构主体影响较大，并且由于地震的不确定性，结构尚不能通过自身调节来适应各种强度下的地震作用，很可能不满足安全性和稳定性而产生坍塌破坏。这样既不经济又达不到预期的效果。近年来随着科技与经济的发展，功能可恢复结构成为下一代建筑结构抗震设计的核心内容，该结构不仅能够消耗地震输入分能量，实现分灾功能，控制结构的失效路径，而且震后能很快的恢复其正常使用功能，如体外预应力自复位框架结构、摇摆剪力墙、放置自复位耗能元件的框架结构。

自复位耗能元件由于其耗能效果理想，残余变形小，且用于建筑结构中布置方便而受研究人员青睐。目前自复位耗能元件主要有预压弹簧自复位耗能元件、具有自复位功能的磁流体变阻尼耗能支撑、形状记忆合金自复位阻尼器。采用弹簧(叠簧)来提供自复位能力，存在弹簧刚度大，变形差；具有自复位功能的磁流体变阻尼耗能元件是采用新型智能材料磁流变液来实现半主动控制，但由于该智能材料的特殊性，需要外界通过控制电流提供磁场输入从而得到控制力，该控制路径致使做出来的耗能元件存在构造复杂，并且该材料为液体使得耗能元件密封困难，易出现漏液，且连接部位主要通过焊接实现，容易产生残余变形与残余应力。

形状记忆合金(Shape Memory Alloy，简称SMA)是一类在近几十年来应用于土木工程、汽车等领域的新型材料，其所具有的形状记忆效应和超弹性效应，使得SMA可用于作为阻尼器的主要材料。利用SMA开发的阻尼器强度高，以及在大变形循环中可保持良好的可靠性、抗腐蚀性、抗疲劳性，SMA阻尼器在经历较大变形后能够自动恢复原状的特点，更是常规阻尼器所不具备的。现有的SMA阻尼器多用铁基记忆合金丝来提供自复位能力，此类记忆合金需加热才能回复到变形前状态，且由于直径小，为了达到一定的自复位效果，对SMA丝材的用量较大，结构较为复杂，不便于制作加工，且在拉压状态下部分SMA丝材处于空闲状态，利用率不高，这些原因都致使阻尼器的整体耗能效果和自复位效果不佳。

因此需要提供一种新型的记忆合金自复位耗能阻尼器，能实现自复位功能，残余变形小，并能提供良好的耗能效果，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种记忆合金自复位耗能阻尼器，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：