[发明专利]滚球与形状记忆合金组合多维减隔振装置及其安装方法

说明书

本发明公开了一种滚球与形状记忆合金组合多维减隔振装置及其安装方法，隔振装置顶板设置在隔振装置底板上，隔振装置底板与隔振装置顶板之间间隔设置有多个水平阻尼器，外套筒设置在隔振装置顶板上，内套筒套装在外套筒内，内套筒能够沿外套筒的内壁上下反复错动，外套筒和内套筒之间通过多个形状记忆合金丝连接，通过对形状记忆合金丝施加预张拉，使其初始应力处在马氏体相变中段，通过形状记忆合金的超弹性性能耗散竖向振动能量。

技术领域

本发明属于结构振动控制技术领域，具体涉及一种滚球与形状记忆合金组合多维减隔振装置及其安装方法。

背景技术

在土建及机械工程领域，常常会遇到结构振动控制问题，无论是建筑结构还是机械结构，在可能遭遇的风荷载、地震荷载、波浪冲击、爆炸冲击等作用下如何避免结构自身的振动响应(位移、速度以及加速度)超出限值是近几年来的研究热点，减隔振技术就是其中的一个代表，减隔振技术通常是利用减隔振装置来隔离或者耗散外部振动能量，从而减小结构自身的振动响应。

目前针对地震以及风荷载作用下的结构的隔震(振)装置有橡胶隔震、滑移隔震等，相应的减震(振)装置主要是各种类型的阻尼器。然而，这些装置往往只能在一个方向上进行减隔振，缺乏水平向与竖向同时减隔振的功能。滚球隔震技术是在隔震层间布置具有良好滑动能力的滚珠、滚球、滚轴，是隔震层上下之间可以产生相对滑动，阻隔外部振动能量向上传递。形状记忆合金是一种新型功能材料，其具有良好的形状记忆特性及超弹性性能，利用其超弹性性能可以研制出具有良好的能量耗散以及变形恢复能力的阻尼器。将滚球支座的良好承载能力以及隔震能力与形状记忆合金阻尼器良好的能量耗散及复位能力进行合理组合，可以实现多维减隔振。对于一些特殊结构物，例如核电站的核岛、储油罐、导弹发射井、对振动敏感的大型仪器设备等，往往需要控制其在可能遭受的地震、风荷载以及爆炸冲击作用下水平向及竖向的振动响应，研发一种能同时满足多维振动控制要求的减隔振装置对于此类结构物抵御灾害具有十分重要的现实意义及工程价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种滚球与形状记忆合金组合多维减隔振装置及其安装方法，实现结构物在地震、风荷载以及爆炸冲击作用下的多维振动控制。

本发明采用以下技术方案：

一种滚球与形状记忆合金组合多维减隔振装置，包括隔振装置底板、隔振装置顶板、形状记忆合金丝、外套筒和内套筒，隔振装置顶板设置在隔振装置底板上，隔振装置底板与隔振装置顶板之间间隔设置有多个水平阻尼器，外套筒设置在隔振装置顶板上，内套筒套装在外套筒内，内套筒能够沿外套筒的内壁上下反复错动，外套筒和内套筒之间通过多个形状记忆合金丝连接，通过对形状记忆合金丝施加预张拉，使其初始应力处在马氏体相变中段，通过形状记忆合金的超弹性性能耗散竖向振动能量。

其中，根据权利要求1所述的滚球与形状记忆合金组合多维减隔振装置，其特征在于，隔振装置底板上设置有下扣板，隔振装置顶板上设置有上扣板，上扣板和下扣板为L型环状结构，隔振装置底板和隔振装置顶板之间通过下扣板和上扣板连接。

其中，下扣板内侧的隔振装置底板上设置有滚球支座底板，隔振装置顶板上对应滚球支座底板设置有滚球支座顶板，滚球支座顶板上设置有环形结构的滚球组保持架，在滚球组保持架上设置有多个滚球组。

其中，水平阻尼器为金属阻尼器、粘弹性阻尼器或摩擦阻尼器，绕滚球组在隔振装置顶板及隔振装置底板之间对称布置，并分别与隔振装置顶板底面及隔振装置底板顶面相连，水平阻尼器用于承受隔振装置顶板与底板水平错动时产生的水平力。

其中，水平阻尼器包括八个。

其中，上扣板与下扣板之间相互咬合连接，能够使滚球支座底板、滚球支座顶板与滚球组不发生竖向分离，下扣板用于对滚球组进行限位作用，上扣板与下扣板之间能够水平错动。

其中，上扣板与下扣板的接触面采取表面处理工艺或在接触面间施加润滑剂以减小接触面摩擦。