[发明专利]一种位移放大式自复位SMA-粘弹性复合减振装置及方法

说明书

本发明公开了一种位移放大式自复位SMA‑粘弹性复合减振装置及方法，包括上复合钢板、下复合钢板、位移放大齿轮组和SMA自复位复合装置；上复合钢板与下复合钢板相互插合并能够沿轴向位移，上复合钢板与下复合钢板的侧壁之间填充有粘弹性材料垫层；在装置受到小振时，粘弹性材料垫层发生剪切变形吸收消耗振动能量，同时SMA棒材和SMA丝材受拉变形为装置提供了自复位能力；在振动较大时，粘弹性材料垫层发生剪切变形消耗能量，SMA材料在大幅度位移下发生伸长变形，与粘弹性材料块共同耗能的同时，给装置提供自复位能力；该复合减振装置在消耗地振能量的同时，为结构提供了较大的“韧性”，有助于提升结构的抗振次数和抗振寿命，推动“韧性”城市的发展。

技术领域

本发明涉及自复位领域和复合减振技术领域，具体为一种位移放大式自复位SMA-粘弹性复合减振装置及方法。

背景技术

各类型建筑对结构安全性的要求，从最初的“刚性”结构转变为当下的“延性”结构，随着建筑结构技术的发展，日后的结构要求已经上升发展为“韧性”结构，这就使得我们要通过不同的技术手段，给予结构“韧性”性能。目前的减振装置设计大多以“延性”设计为主，重点突出结构的减震耗能性能，同时以恢复性能为辅。但在小震多发的地区，其大部分减振装置的减震耗能性能均无法完全发挥，而其自复位能力又较弱，在多次的小震影响下，减震装置自身较弱的自复位性能可能会受到损伤，减震装置无法恢复至良好的工作状态，而致使其无法继续给予结构足够的“韧性”，使建筑结构在后期的多震下发生损伤破坏。因此，如何提升减震装置的自复位性能，给予结构足够的“韧性”，是日后建筑结构安全需要解决的问题。

在被动减震装置中，粘弹性阻尼器依靠其粘弹性材料优秀的耗能能力和经济性成为了当下主流研究的阻尼装置，粘弹性材料大多为高分子聚合物，这类材料在拥有优秀的弹性的同时，也有着较好的粘性，可以通过硫化等工艺，牢固的粘接在钢板之间，在剪切变形时给予粘弹性阻尼器装置良好的耗能能力。粘弹性阻尼器的性能比较稳定，但在多次较大变形的重复加载下，性能可能会下降，导致其耗能能力减弱。

针对上述情况，实有必要开发一种位移放大式自复位SMA-粘弹性复合减振装置，使其具有良好的耗能能力以及自复位性能。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种位移放大式自复位SMA-粘弹性复合减振装置，该减振装置设计以“韧性”设计为主，具有良好的耗能能力以及自复位性能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种位移放大式自复位SMA-粘弹性复合减振装置，包括上复合钢板、下复合钢板、位移放大齿轮组和SMA自复位复合装置；

所述上复合钢板与下复合钢板相互插合并能够沿轴向位移，上复合钢板与下复合钢板的侧壁之间填充有多个粘弹性材料垫层；

所述SMA自复位复合装置包括约束钢板、SMA棒材、SMA丝材、传力滑块和传力钢条；

所述约束钢板固定在上复合钢板的外侧壁，约束钢板沿位移方向间隔设置有两个滑槽，两个传力滑块对应设置在两个滑槽中，多个SMA棒材的两端与两个传力滑块固接，传力钢条位于两个传力滑块之间，传力钢条的两端与传力滑块抵接，传力钢条的两端设置有导向延长段，导向延长段穿过传力滑块，传力钢条通过位移放大齿轮组与上复合钢板啮合连接，SMA丝材的一端与位移放大齿轮组连接，另一端与上复合钢板连接。

优选的，所述传力滑块的两端水平伸出滑槽，两个传力滑块的两端分别通过多个SMA棒材连接，并且传力滑块的两端均设置有传力钢板。

优选的，所述位移放大齿轮组包括齿条，以及同轴固定的大齿轮和小齿轮；

所述传力钢板和下复合钢板的侧壁上均设置有齿条，两个齿条沿上复合钢板位移方向平行设置，大齿轮和小齿轮通过转轴设置在上复合钢板的外侧壁上，大齿轮与下复合钢板的齿条啮合，小齿轮与传力钢板的齿条啮合。