CN202370116U - 自复位形状记忆合金支撑摩擦阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种建筑物的防护装置，尤其涉及一种具有防护耗能功能的摩擦阻尼器。本实用新型的自复位形状记忆合金支撑摩擦阻尼器，包括框架(1)以及设置在框架(1)内的阻尼器，阻尼器采用摩擦阻尼器(2)，摩擦阻尼器(2)通过形状记忆合金支撑杆(3)与框架(1)连接。本实用新型的阻尼器具有更好的耗能功能，有效地减少了地震对建筑物的破坏，同时减少了阻尼器的使用量，减低了建筑成本。本框架安装方便、便于拆卸，其耗能能力强，具有广泛的防震、抗震应用领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种建筑物的防护装置，尤其涉及一种具有防护耗能功能的摩擦阻尼器。
背景技术
耗能减振技术是在结构中设置一些装置以达到耗能减振的目的。耗能减振装置根据耗能机理不同可分为四类：粘弹性阻尼器、金属屈服阻尼器、粘滞阻尼器和摩擦阻尼器。耗能减振的原理是，安装在结构中的耗能装置在结构振动时发生塑性屈服或摩擦滑动或克服阻尼力做功，将结构的部分动能转化为热能而耗散掉，从而达到减振的目的。耗能减震技术因其减振效果好、构造简单、造价低廉、适用范围广、维护方便等特点而愈来愈收到国内外学者的重视，多种不同类型的阻尼器和阻尼器已被研制出来。摩擦阻尼器结构简单，安装方便，价格便宜，性能不受温度影响，滞回模型为库仑型，能提供附加的刚度和阻尼，耗能能力强，是结构工程中常用的一种耗能减振装置。尤其是Pall于1982年提出来的Pall摩擦阻尼器(Pall-typed frictional damper，PFD)，因具有滞回性能不受支撑屈曲力限制的优点而被广泛关注。但在强震作用下，Pall型摩擦阻尼器的四连杆支撑内力会随位移的增大而增大，而支撑内力的增加也同时意味着支撑给柱的附加轴力增加。同时，震后支撑由于屈服(或者屈曲)不易拆换，修复困难。另外当阻尼器的起滑摩擦力足够大，摩擦阻尼器出现抱死的情况，不能起到耗能减震的作用，可能给建筑物造成不可估量的损失，甚至危及居民的生命安全。
实用新型内容
本实用新型的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种自复位形状记忆合金支撑摩擦阻尼器，其具有更好的耗能功能，有效地减少了地震对建筑物的破坏，同时减少了阻尼器的使用量。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：其包括框架以及设置在框架内的阻尼器，阻尼器采用摩擦阻尼器，摩擦阻尼器通过形状记忆合金支撑杆与框架连接。
本实用新型充分利用摩擦阻尼器和形状记忆合金的优点，提出了一种摩擦阻尼器和形状记忆合金支撑体系。其中形状记忆合金(shape memory alloy，简称SMA)是具有感知和驱动能力的新型功能材料，它具有的形状记忆效应、超弹性和高阻尼特性，在其控制(主动控制、半主动控制、被动控制等)表现出其他金属材料无法比拟的优越性，且SMA材料具有良好的抗疲劳性、抗腐蚀性，故由其制作的阻尼器，强、耐久性好且性能稳定。故在摩擦阻尼器的基础上，将斜撑部分用形状记忆合金代替。当强震来临时，能量不仅被滑动摩擦所消耗，而且由于形状记忆合金的超弹性，在轴向力作用下允许有较大的塑性变形，通过这种变形可以达到吸收地震能量的目的，即使在抱死的情况下SMA本身也会耗能，同时进一步减小了阻尼器滑动位移，一定程度上减少了建筑物的水平位移。另外，由于形状记忆合金具有特有的可恢复应变值很大(6％～8％)，是通常金属材料难以实现的，能起到一定程度的自复位作用。由于形状记忆合金材料具有形状记忆效应，本装置在震后，还可利用形状记忆合金效应通过加热使装置复位，这是普通金属材料所不具备的，同时形状记忆合金材料具有耐腐蚀、抗疲劳的优点。
摩擦阻尼器包括中心板，中心板的两侧分别设有侧板，中心板与侧板之间设有摩擦片；中心板与两个侧板皆设置在同一个轴上，中心板与轴铰接，中心板与侧板垂直设置。中心板的顶端与框架的横梁铰接，目的是当这个阻尼器用在抗震结构中时在横梁上不产生弯矩，同时铰接也能增加中心板和连接板间转动的幅度，也就是增加系统的耗能能力。
侧板与形状记忆合金支撑杆铰接。两个侧板通过支撑和框架相连，也就是说阻尼器是按照倒V形安装在框架上。用两个侧板而不是一个侧板的原因是增加摩擦面积，使装置对称，并且保持装置在平面内运动。
侧板的外侧设有弹簧垫圈，可保证阻尼器发挥作用时获得稳定的摩擦力。
弹簧垫圈与侧板之间设有硬垫圈，以防止弹簧垫圈在受压时给钢板造成划痕。
形状记忆合金支撑杆与框架栓接或铆接或焊接。
摩擦片采用耐久性好、摩擦系数高的摩擦材料，如汽车刹车片等。
本实用新型的阻尼器具有更好的耗能功能，有效地减少了地震对建筑物的破坏，同时减少了阻尼器的使用量，减低了建筑成本。本框架安装方便、便于拆卸，其耗能能力强，具有广泛的防震、抗震应用领域。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型摩擦阻尼器示意图。
图中：1.框架；2.摩擦阻尼器；3.形状记忆合金支撑杆；4.中心板；5.侧板；6.轴；7.弹簧垫圈；8.硬垫圈；9.摩擦片。
具体实施方式
本实用新型的自复位形状记忆合金摩擦阻尼器，包括框架1以及设置在框架1内的阻尼器，阻尼器采用摩擦阻尼器2，摩擦阻尼器2通过形状记忆合金支撑杆3与框架1连接。
摩擦阻尼器2包括中心板4，中心板4的两侧分别设有侧板5，中心板4与侧板5之间设有摩擦片9；中心板4与两个侧板5皆设置在同一个轴6上，中心板4与轴6铰接，中心板4与侧板5垂直设置。
侧板5的外侧设有弹簧垫圈7，弹簧垫圈7与侧板5之间设有硬垫圈8。中心板4的顶端与框架1的横梁铰接。侧板5与形状记忆合金支撑杆3铰接。形状记忆合金支撑杆3与框架1焊接或铰接或栓接。
当一个水平力作用在框架1上，框架1的横梁发生侧移，摩擦阻尼器2由于铰接而随着框架1移动，形状记忆合金支撑杆3阻止它水平移动，中心板4、侧板5与摩擦片9之间的摩擦力阻止它水平移动，中心板4将开始水平旋转和绕着铰轴转动。由于所产生的力小于螺栓紧固力而产生的摩擦力，侧板5将随着中心板4运动，直到所产生的力大于摩擦力，此时侧板5开始滑移，中心板4也相对摩擦片9转动；另外，侧板5由于形状记忆合金支撑杆3的拉力在另外一个方向也开始滑移和旋转，这样摩擦阻尼器2通过摩擦而耗散能量。
当框架1的水平力反向时亦然。
Claims (7)
1.一种自复位形状记忆合金支撑摩擦阻尼器，包括框架(1)以及设置在框架(1)内的阻尼器，其特征在于，阻尼器采用摩擦阻尼器(2)，摩擦阻尼器(2)通过形状记忆合金支撑杆(3)与框架(1)连接。
2.根据权利要求1所述的自复位形状记忆合金支撑摩擦阻尼器，其特征在于，摩擦阻尼器(2)包括中心板(4)，中心板(4)的两侧分别设有侧板(5)，中心板(4)与侧板(5)之间设有摩擦片(9)；中心板(4)与两个侧板(5)皆设置在同一个轴(6)上，中心板(4)与轴(6)铰接，中心板(4)与侧板(5)垂直设置。
3.根据权利要求2所述的自复位形状记忆合金支撑摩擦阻尼器，其特征在于，侧板(5)的外侧设有弹簧垫圈(7)。
4.根据权利要求3所述的自复位形状记忆合金支撑摩擦阻尼器，其特征在于，弹簧垫圈(7)与侧板(5)之间设有硬垫圈(8)。
5.根据权利要求2所述的自复位形状记忆合金支撑摩擦阻尼器，其特征在于，中心板(4)的顶端与框架(1)的横梁铰接。
6.根据权利要求2所述的自复位形状记忆合金支撑摩擦阻尼器，其特征在于，侧板(5)与形状记忆合金支撑杆(3)铰接。
7.根据权利要求2所述的自复位形状记忆合金支撑摩擦阻尼器，其特征在于，形状记忆合金支撑杆(3)与框架(1)栓接或铆接或焊接。
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