[发明专利]多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器

说明书

技术领域

本发明一种建筑结构震动控制装置，特别是涉及一种建筑结构震动控制的建筑用多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器。

背景技术

金属屈服阻尼器(metallic yielding damper)是用软钢或其它软金属材料做成的各种形式的阻尼耗能器。金属屈服后具有良好的滞回性能，利用某些金属具有的弹塑性滞回变形耗能，包括软钢阻尼器、铅阻尼器和形状记忆合金(shape memory alloys，简称SMA)阻尼器等。它对结构进行振动控制的机理是将结构振动的部分能量通过金属的屈服滞回耗能耗散掉，从而达到减小结构反应的目的。SMA是应用较为广泛的智能材料之一，在高于奥氏体相变结束温度时加卸载，可以提供饱满的滞回曲线并且卸载后没有残余变形，这就是相变伪弹性。美国California的Robert等于1994年研制出一种SMA(形状记忆合金)中心引线型阻尼器。由于智能材料在材料性质上有着普通材料所无法比拟的优点，将其应用到结构振动控制领域会获得优异的控制效果，这也是近年来土木工程中的研究热点。SMA还具有良好的抗疲劳和耐腐蚀性能，加之金属的耐久性和免维护性，所以是土木工程结构振动控制的理想材料。

全金属阻尼器具有可恢复变形大、阻尼能力强以及耐久性、抗腐蚀性、抗疲劳性能好、工作温度范围大和维护费用低等优点。工程结构在地震、风或机械振动等作用下的反应是随机的，无论是从理论分析还是震害现象看，地震地面运动和结构反应都是多维的。中国专利号03111064.9公开了一种名称为“锥形形状记忆合金阻尼器”发明专利，中国专利号200610200568.3公开了一种名称为“混合型形状记忆合金阻尼器”的发明专利；中国专利号200710010925.4公开了一种名称为“自复位超弹性形状记忆合金阻尼器”的发明专利；中国专利号200910011071.0公开了一种名称为“抗扭转自复位铅芯形状记忆合金阻尼器”的发明专利；它们都是单一方向的，或是仅仅能够控制水平方向，并且本身不易实现工程结构的地震、风或机械振动等的控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器，主要为了实现对结构的任意水平方向和竖向地震、风或机械振动的耗能控制，又兼有水平、竖直和扭转的自动复位功能，既节省材料，又能充分发挥材料的作用。它包括超弹性形状记忆合金丝、圆台筒体内固定板、圆台筒体支撑板、圆形水平支撑板、圆台筒体外固定板、中分隔板、下连接端板、上连接端板、内固定板锁紧螺母、外固定板锁紧螺母、调节螺杆、调节螺母、内固定板螺孔、外固定板螺孔和连接端板螺孔，其特征在于：在2个圆台筒体内固定板上分别有8个孔，孔均匀分布在圆台筒体中部；将其中1个圆台筒体内固定板焊接在中分隔板上，将8个超弹性形状记忆合金丝安装在圆台筒体内固定板上，采用内固定板锁紧螺母固定；焊接圆形水平支撑板，确定外固定板锁紧螺母的位置，分别将超弹性形状记忆合金丝穿过圆台筒体外固定板，安装调节螺母，将圆台筒体支撑板分别焊接在圆形水平支撑板和圆台筒体外固定板上；在下连接端板和上连接端板开孔，将其中1个端板焊接在圆台筒体支撑板和圆台筒体外固定板上。另一侧重复以上操作，最后对调节螺母进行调节。当上端板、下端板受到水平方向相对运动时，6个圆台筒会产生相对位移，这样，16组超弹性形状记忆合金丝部分伸长和部分缩短地交替变化，提供稳定的阻尼力并消耗大量的能量，从而抑制结构或构件水平任意方向的振动。

当上端板、下端板受到竖直方向相对运动时，6个圆台筒会产生相对位移，16组超弹性形状记忆合金丝同样部分伸长和部分缩短地交替变化，提供稳定的阻尼力并消耗大量的能量，从而抑制结构或构件竖直方向的振动。

当上端板、下端板受到相对扭转运动时，6个圆台筒会产生相对位移，16组超弹性形状记忆合金丝同样部分伸长和部分缩短地交替变化，提供稳定的阻尼力并消耗大量的能量，从而抑制结构或构件竖直方向的振动。

无论是上端板、下端板的相对水平运动、竖向运动，还是上端板、下端板的相对扭转运动，多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器都能提供稳定的阻尼力及自动复位功能。

在遇到地震、风振或机械振动时，利用多向六圆台筒形状记忆合金阻尼器能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用。