[发明专利]一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能支撑

说明书

技术领域

本发明涉及结构减震技术领域，具体地说是一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能支撑。

背景技术

被动耗能装置因其构造简单、造价低以及易于维护等优点备受工程界关注，是目前发展成熟且应用较为广泛的振动控制技术。然而，目前开发应用的被动耗能装置存在着诸多缺点，比如粘弹性阻尼器易老化、粘滞阻尼器维护困难、软钢阻尼器的塑性残余变形不可恢复等。摩擦阻尼器具有良好的耗能能力，且耗能性能受荷载大小、加载频率和加载循环次数的影响较小，但和以上其它被动阻尼器一样不具备自复位功能，地震作用后存在残余位移。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能支撑，该支撑结构构造简单、耗能性能稳定，卸载后基本无残余变形且易于更换。

本发明一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能支撑，包括第一槽钢1和第二槽钢2，第一槽钢1、第二槽钢2的外端分别依次连有圆管7和连接板8；第一槽钢1开口向下，第二槽钢2开口向上，二者通过连接件4压紧接触面以提供摩擦力；第一槽钢1翼缘左右两边分别设置有等距分布的四个第一螺栓5，第二槽钢2翼缘左右两边分别设置有四个第二螺栓5-1，第二螺栓5-1两两相对于第二槽钢2中轴线对称设置；第一螺栓5与对应第二螺栓5-1之间通过形状记忆合金丝3相连。

第一槽钢1的腹板开设有两个矩形螺栓方孔，第二槽钢2的腹板开设有两个螺栓圆孔，连接件4为螺栓。

槽钢于圆管7之间、圆管7与连接板8之间均设置有端板6。

连接板8端部开孔，用于与主体结构相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：摩擦阻尼器可以提供较大的初始刚度和附加阻尼，具有良好的耗能能力，且耗能性能受荷载大小、加载频率和加载循环次数的影响较小；形状记忆合金（英文全称ShapeMemoryAlloy，简称SMA）材料兼具感知和驱动功能，具有独特的形状记忆效应和超弹性，卸载后没有残余变形。本发明兼具摩擦阻尼器和SMA材料的优点，取长补短，极大地改善了结构的减震效果，提高了经济效益。本发明构造简单，耗能性能稳定，卸载后几乎没有残余变形，且易于更换。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为槽钢的结构示意图。

图3为圆管的结构示意图。

图4为槽钢一侧的形状记忆合金丝连接示意图。

图中，1为第一槽钢，2为第二槽钢，3为形状记忆合金丝，4为连接件，5为第一螺栓，5-1为第二螺栓，6为端板，7为圆管，8为连接板。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-图4所示，一种基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能支撑，包括第一槽钢1和第二槽钢2，第一槽钢1、第二槽钢2的外端分别依次连有圆管7和连接板8；第一槽钢1开口向下，第二槽钢2开口向上，二者通过连接件4压紧接触面以提供摩擦力；第一槽钢1翼缘左右两边分别设置有等距分布的四个第一螺栓5，第二槽钢2翼缘左右两边分别设置有四个第二螺栓5-1，第二螺栓5-1两两相对于第二槽钢2中轴线对称设置；第一螺栓5与对应第二螺栓5-1之间通过形状记忆合金丝3相连。

第一槽钢1的腹板开设有两个矩形螺栓方孔，第二槽钢2的腹板开设有两个螺栓圆孔，连接件4为螺栓。所述第一槽钢1、第二槽钢2的腹板螺栓孔宽度（直径）比连接件4螺栓的直径宽1-2mm。

槽钢于圆管7之间、圆管7与连接板8之间均设置有端板6。

连接板8端部开孔，用于与主体结构相连。

所述各部件均采用焊接连接。

本发明支撑结构，利用形状记忆合金丝的超弹性性能实现自复位，利用螺栓压紧接触面所提供的摩擦力进行耗能。图1中，当耗能支撑左端固定、右端施加拉力时，耗能支撑右半部分合金丝不工作，左半部分合金丝处于受拉状态，槽钢腹板螺栓向右滑动，卸除拉力后，耗能支撑基本复位到初始位置；反向加载时，耗能支撑右半部分合金丝处于受拉状态，槽钢腹板螺栓向左滑动，卸载拉力后，耗能支撑基本复位到初始位置。如此往复。