[发明专利]带形状记忆合金阻尼器的自复位耗能钢支撑

说明书

本发明涉及消能减震建筑技术领域，尤其涉及一种带形状记忆合金阻尼器的自复位耗能支撑。本发明包括核心形状记忆合金阻尼器及十字形钢柱，其中，形状记忆合金阻尼器由两套内外套筒组成，内外套筒之间设置滑槽使得两者可按轨道相对滑动，两段内套筒之间及内套筒和外套筒之间均通过预张拉超弹性形状记忆合金筋连接，形状记忆合金阻尼器外端板与十字形钢柱连接。其特征在于，不论支撑处于受拉还是受压工作状态，该装置都能通过形状记忆合金阻尼器中内外套筒的相对滑动使得超弹性形状记忆合金筋处于受拉的工作状态，赋予支撑稳定、良好的自复位及耗能能力，有效提高建筑的抗震性能。

技术领域

本发明涉及消能减震建筑技术领域，尤其涉及一种带形状记忆合金阻尼器的自复位耗能支撑。

背景技术

地震具有随机性、突发性和不确定性的特点，是一种极具破坏性的自然灾害。如何有效减小工程结构在地震等动力荷载作用下的响应及控制结构残余变形，从而提高结构抵御自然灾害的能力一直是土木工程领域中的研究热点。

耗能支撑可提高框架结构的侧向刚度和强度，在地震发生时可有效耗散地震能量，是一种被实际工程证明了的有效且经济的结构形式。然而传统支撑容易受压屈曲，且可能较早的退出工作导致耗能能力不足；而屈曲约束支撑、摩擦耗能支撑等新型的耗能支撑虽然能够防止支撑构件过早退出工作从而发挥较好的耗能能力，但强震后的永久变形不易修复，往往需要整根更换，造成浪费。

形状记忆合金具有形状记忆效应、超弹性效应、高阻尼特性等特点，其中超弹性效应是一种特殊的滞回耗能特性，其具有允许变形大且变形可恢复等优点，将这一材料与现有耗能减震装置相结合，可弥补部分传统装置性能上的不足，但形状记忆合金材料存在的拉压力学性能的不对称性也给其合理的应用带来了挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带形状记忆合金阻尼器的自复位耗能钢支撑，以解决现有技术中钢框架支撑存在的消能减震效果差及残余变形不可恢复等技术问题。

本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：该带形状记忆合金阻尼器的自复位耗能支撑包括形状记忆合金阻尼器及十字形钢柱，其中，形状记忆合金阻尼器由两套方钢管内套筒、方钢管外套筒及超弹性形状记忆合金筋组成，十字形钢柱一侧的端板与形状记忆合金阻尼器外套筒连接，另一端带螺栓孔的半圆形连接板与建筑结构相连接。

进一步的，所述的内套筒外壁上沿截面的一条对称轴对称设有凹槽状轨道，该凹槽状轨道在靠近支撑中间的一侧为凹槽状，在靠近支撑端部的一侧为矩形；所述的外套筒在内壁上与凹槽状轨道相对应的位置设有凸起状轨道，该凸起状轨道在靠近支撑中间的一侧为凸起状，在靠近支撑端部的一侧为矩形；内套筒与外套筒之间可通过滑槽连接并沿轨道相对滑动。

内套筒在靠近支撑端部一侧的外壁上沿截面的另一条对称轴对称设有带孔的连接板，且内套筒两端均设置四角带孔的阻尼器内端板；外套筒在靠近支撑中间的一侧沿截面的另一条对称轴对称设有带孔的连接板；两段内套筒之间通过在带孔的阻尼器内端板中穿入超弹性形状记忆合金筋Ⅰ并张拉锚固连接，而两套内套筒与外套筒则分别通过在内套筒带孔连接板和外套筒带孔连接板中穿入超弹性形状记忆合金筋Ⅱ，并张拉锚固实现连接。

当支撑不受力时，超弹性形状记忆合金筋上预加的拉力使得构件中的内套筒之间、内套筒与外套筒之间均紧密连接且不发生相对移动；当支撑受拉时，十字形钢柱及外套筒带动两段内套筒之间背向移动，此时连接两段内套筒的超弹性形状记忆合金筋Ⅰ受拉，而内套筒和外套筒之间未发生相对移动，因此连接两者的超弹性形状记忆合金筋Ⅱ不受力；当支撑受压时，内套筒之间紧密连接无缝隙，其内的超弹性形状记忆合金筋Ⅰ不受力，而十字形钢柱连接两段外套筒沿内套筒上的滑槽相对运动，内套筒及外套筒之间发生相对移动，连接两者的超弹性形状记忆合金筋Ⅱ受拉。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：