[发明专利]一种SMA负刚度减震装置

说明书

本发明涉及一种SMA负刚度减震装置。该SMA负刚度减震装置包括上座板、下座板以及位于上、下座板之间的滑块，所述上座板的下侧面具有下凸弧面，所述下座板的上侧面具有上凸弧面，所述滑块的上侧面具有与上座板的下凸弧面凹凸配合的下凹弧面、下侧面具有与下座板的上凸弧面凹凸配合的上凹弧面，所述减震装置还包括环绕在上座板和下座板之间、用于将上座板和下座板压紧在滑块上的SMA索。本发明的SMA负刚度减震装置具有自复位能力，SMA索具有恢复自身变形的能力，这一能力使得减减震装置可恢复自身变形。SMA负刚度减震装置利用上座板的下凸弧面、下座板的上凸弧面形成负刚度效应，减小减震装置下部结构的内应力。

技术领域

本发明涉及一种减震装置，特别是涉及一种SMA负刚度减震装置。

背景技术

自20世纪60年代以来，隔震、耗能减震技术逐步引起世界各国的重视并广泛应用于建筑结构和桥梁结构。隔震、减震技术是通过隔震、减震装置将结构最大限度的与地震时的地面运动或支座运动分隔开，从而大幅减少传递到上部结构的地震作用。大量理论研究和部分隔震工程震害经验表明，隔震与耗能减震技术是目前为止性能最为稳定且最有效的控制技术之一，已有部分采用了隔震及耗能减震技术的工程结构经受住了强烈地震的考验，证实了这种被动控制技术的有效性，减隔震技术也在建筑和桥梁结构的加固及重建中得到了比较广泛的应用，随着近几年地震的频繁发生，与桥梁、建筑相关的抗震产品得到了快速发展。

超弹性形状记忆合金(Shape Memory Alloys,SMA)应用于减隔震桥梁，可有效减小墩梁间最大相对位移、减小残余变形、增加额外耗能能力。国内外学者提出了大批SMA限位装置和基于SMA的减隔震装置，极大的提高了桥梁的自恢复能力。但是，由于SMA构件增大了墩梁间的连接刚度，导致下部结构在地震动作用下的内力响应明显增大。如何减小下部结构的内力，成为SMA隔震体系桥梁需要解决的一大问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种SMA负刚度减震装置，以解决现有技术中的SMA减震装置因内力响应大而易损坏的技术问题。

本发明的一种SMA负刚度减震装置的技术方案是：

一种SMA负刚度减震装置包括上座板、下座板以及位于上、下座板之间的滑块，所述上座板的下侧面具有下凸弧面，所述下座板的上侧面具有上凸弧面，所述滑块的上侧面具有与上座板的下凸弧面的弧顶部分凹凸配合的下凹弧面、下侧面具有与下座板的上凸弧面的弧顶部分凹凸配合的上凹弧面，所述减震装置还包括环绕在上座板和下座板之间、用于将上座板和下座板压紧在滑块上的SMA索。

所述上座板与下座板之间还设有限位SMA索，上、下座板未发生相对滑动时限位SMA索处于松弛状态，上、下座板发生相对相对滑动时限位SMA索张紧用于对上、下座板滑动位置进行限位。

所述限位SMA索与上、下座板通过球铰结构连接。

所述球铰结构包括设置在限位SMA索两端的球头、固定连接在上、下座板上的球头座。

所述球头座包括两个可拆连接的单体。

所述滑块为柱形块，所述上座板的下凸弧面的边缘呈圆形，所述下座板的上凸弧面的边缘呈圆形。

所述SMA索具有多条，多条SMA索中的部分为平行间隔布置的横向SMA索，剩余部分为平行间隔布置的纵向SMA索。

所述上座板的下凸弧面与下座板的上凸弧面的弧度相等。

本发明的有益效果是：

本发明的SMA负刚度减震装置中的上座板连接建筑结构，下座板连接基础结构，上座板承载的结构的重力会作用在上凸弧面上，此重力载荷会沿上凸弧面产生沿上凸弧面切向的分力，此分力提供滑块下滑的作用力，而滑块与上凸弧面之间的摩擦力又阻止滑块下滑。当下滑力大于摩擦力时，二者差值帮助滑块背离平衡位置，通过上凹弧面和上凸弧面配合，滑块将在上座板上滑动，从而使减震装置产生负刚度。