[实用新型]碰撞式形状记忆合金耗能器

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，涉及一种碰撞式形状记忆合金耗能器。

背景技术

强烈地震给人类带来了巨大的灾难。地震中建筑物的大量破坏和倒塌是造成地震灾害的直接原因。因此，科学的建造房屋，提高其抗震能力，减轻震害损失具有重要的实际意义。传统的抗震结构体系是通过增强结构本身的性能来“抵抗”地震作用，即通过增强结构构件的抗力、增加延性等措施储存和耗散地震能量，但是这种方法存在着安全性难以保证、适应能力差、经济性欠佳的局限性。消能减震技术为结构抗震提供了一条合理有效的途径。被动耗能阻尼器的减振技术相对比较成熟，当目前仍然普遍存在许多问题。如粘弹性阻尼器易老化，粘滞阻尼器的维护，摩擦阻尼器在长期使用时的可靠性，软钢阻尼器的塑性残余变形等。

形状记忆合金是一种兼有感知和驱动能力的新型功能材料，具有形状记忆效应和超弹性的优良品质，利用形状记忆合金的超弹性特性制作的被动耗能器可以克服上述问题。这类阻尼器与其他阻尼器相比，具有耐久性和耐腐蚀性能好，使用周期长，变形大且可恢复等优点。但现有的形状记忆合金耗能器主要利用奥氏体形状记忆合金的阻尼特性，这种阻尼器一般滞回曲线狭长，耗能能力有限。且建筑结构在遭受地震作用时，其破坏力大小不一，耗能器作为重要的消能装置，在耗能方面应该根据地震强度的不同而提供不同的控制力。

因此，开发一种具有高耗能特性的阻尼器对工程结构抵御地震灾害具有重要的现实意义。

发明内容

本实用新型提供了一种碰撞式形状记忆合金耗能器，其目的是解决现有耗能器残余变形大、耐久性差、耗能能力有限等问题。

本实用新型的技术方案如下：

碰撞式形状记忆合金耗能器，主要由方钢筒、形状记忆合金板、推拉杆和钢制椭圆饼组成。其特征在于：方钢筒内壁上、下各嵌有七块形状记忆合金板将其内部均分为八个间隔；钢制推拉杆上面均匀分布有类似于糖葫芦串的四个钢制椭圆饼，四个椭圆饼放置于方钢筒中间的四个间隔内；当推拉杆往返运动时，钢制椭圆饼将与形状记忆合金板发生非完全弹性碰撞，达到交换动量和耗散动能的目的；该耗能器的耗能能力与振幅成正比，当振幅较小时，每个钢制椭圆饼在各自的空间内往返碰撞耗能；当振幅较大时，钢制椭圆饼可进入旁边的间隔碰撞耗能，此过程中由于形状记忆合金板的变形较大，将会产生较强的回复力，从而达到减小结构振动的目的。

本实用新型的效果和益处主要体现在耗能器可以根据振幅的不同而提供不同的耗能能力，该耗能器还具有较好的抗腐蚀、抗疲劳性，且维护费用低、构造简单、安装方便。这种新型碰撞式状记忆合金阻尼器使得抗震设计过程更为方便、实用，将会广泛的应用于工程结构抗震设计领域。

附图说明

图1是碰撞式形状记忆合金耗能器的俯视图。

图2是碰撞式形状记忆合金耗能器的侧立面图。

图3是碰撞式形状记忆合金耗能器的前视图。

图4是碰撞式形状记忆合金耗能器的后视图。

图5是图1中碰撞式形状记忆合金耗能器的A-A剖面图。

图6是图5中碰撞式形状记忆合金耗能器的B-B剖面图。

图7是图5中碰撞式形状记忆合金耗能器的C-C剖面图。

图中：1.连接孔；2.形状记忆合金板；3.钢制椭圆饼；4.方钢筒；5.推拉杆；6.高强螺栓；7.翼缘。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的实施步骤。

步骤1.分别在小震和大震作用下，对工程结构进行分析，根据所要达到的性能要求，确定耗能器的尺寸及参数。

步骤2.将两个槽钢边缘焊接上翼缘7，翼缘上每隔一定间隔留有螺栓孔；将十四块形状记忆合金板2牢固均匀的布置在槽钢内部，每个槽钢七块；形状记忆合金板上留有可供推拉杆5穿过的孔洞。

步骤3.将4个钢制椭圆饼牢固均匀的焊接在推拉杆5上，钢制椭圆饼的间距与形状记忆合金板的间距相等，然后将推拉杆5放入槽钢内，将两个槽钢扣紧用高强螺栓6固定好。

步骤4.通过推拉杆5与耗能所处位置上部的梁或板等结构构件连接，通过连接孔1和耗能所处位置下部的支撑或梁柱节点连接。