CN206693421U - 形状记忆合金三维复合隔震器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种形状记忆合金三维复合隔震器，包括同轴设置的内筒和下法兰底座，内筒和下法兰底座在径向上通过多层形状记忆合金绞线固定连接，内筒和下法兰底座在轴向上设有上、下摩擦板，还包括有上法兰，上法兰中心处设有导柱，导柱伸入到内筒的内部与内筒相配合；内筒的内部轴向设有形状记忆合金弹簧，形状记忆合金弹簧与导柱的顶端相接触；上法兰与内筒之间通过垂向耗能装置相固定连接，垂向耗能装置包括一个由钢皮、铅芯组成的筒形铅芯阻尼器、阻尼器上法兰和阻尼器下法兰。利用铅心阻尼器和上、下摩擦板达到水平和垂向耗能的作用，提高了隔震器的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及隔震装置技术领域，尤其涉及一种采用形状记忆合金、耗能与复位相结合的隔震器。
背景技术
在土木结构设计中，必须对结构进行科学且严格的抗震设计。结构振动控制技术为抗震设计提供有效的设计方法和途径。结构振动控制是通过吸振、隔振或者通过外部主动输入能量来控制工程主体结构的振动水平，以免强烈的振动导致工程结构的破坏或损伤。公告号 CN103255851B公开了一种形状记忆合金摩擦复合隔振器包括连接上法兰的内筒和连接下法兰的外筒，内筒和外筒同轴，内筒和外筒间通过多层奥氏体形状记忆合金绞线沿径向连接，内筒下方设置可滑动内筒底座，可滑动内筒底座内部设置轴向奥氏体形状记忆合金弹簧和若干组径向奥氏体形状记忆合金弹簧，径向奥氏体形状记忆合金弹簧通过滑动摩擦副连接内筒，可滑动内筒底座下部通过自适应滑动摩擦副连接外筒；滑块前部设置上小下大的斜面，内筒下部外壁设置与斜面对应的倒角。上述摩擦复合隔震器利用记忆合金绞线和记忆合金弹簧实现复位功能，在水平方向上通过摩擦板耗能，然而在垂直方向上缺乏耗能装置。同时容易发生垂向和水平方向隔振的弹性耦合的现象。
实用新型内容
本实用新型的目的在于实现水平向和垂向同时隔震，在垂向实现刚度可调节，在水平向实现变形可恢复，并避免垂向和水平向隔振的弹性耦合作用。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种形状记忆合金三维复合隔震器，包括同轴设置的内筒和下法兰底座，所述内筒和所述下法兰底座在径向上通过多层形状记忆合金绞线固定连接，所述内筒和所述下法兰底座在轴向上设有摩擦耗能装置，所述摩擦耗能装置包括一个与内筒底面固定连接的上摩擦板和一个与下法兰底座的底部上表面固定连接的下摩擦板，还包括有上法兰，所述上法兰中心处设有导柱，所述导柱伸入到所述内筒的内部与所述内筒相配合；所述内筒的内部轴向设有记忆合金弹簧，所述形状记忆合金弹簧与所述导柱的顶端相接触；所述上法兰与所述内筒之间通过垂向耗能装置相互固定连接，所述垂向耗能装置包括一个由钢皮、铅芯组成的筒形铅芯阻尼器、阻尼器上法兰和阻尼器下法兰。
进一步地，所述形状记忆合金绞线两端分别利用高强螺栓固定在下法兰底座和内筒上，在内筒、下法兰底座周向上对称设置有六组。
作为一种优选，所述形状记忆合金弹簧为蝶形弹簧。蝶形弹簧具有形变小，承受应力大且应力分布均匀的特点，对隔震的性能的提高有促进作用。
进一步地，所述上摩擦板和所述下摩擦板均为聚四氟乙烯摩擦板，所述上摩擦板和下摩擦板之间加有润滑剂。
进一步地，所述上摩擦板通过高强胶水与内筒底面粘接；下摩擦板通过高强胶水与下法兰底座的底部上表面粘接。
本实用新型的有益效果是：垂直方向上，在连接上部结构的上法兰和下法兰底座之间设置内筒，设在上法兰的导柱与内筒间隙配合，内筒的内部设置形状记忆合金弹簧，导柱作用在形状记忆合金弹簧上，来控制隔振器的垂向刚度。可在保证满足承载要求情况下设计垂向刚度来控制支座的垂向地震反力。在垂向设置筒状铅芯阻尼器，筒形铅芯阻尼器在隔震器受到垂直方向上的作用力时产生形变。由于铅芯的组织结构在拉伸和压缩时产生巨大的阻尼力，耗能作用明显，因此可以提高隔震的稳定性。水平方向上，使用高强螺栓将形状记忆合金丝固定于内筒和下法兰底座之间，利用形状记忆合金实现变形的可回复，并联合聚四氟乙烯上、下摩擦板进行耗能。这样的设计避免了垂向隔振和水平向隔振的弹性耦合作用，在水平向和垂向可单独进行参数设定。进一步增强隔震效果。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是垂向耗能装置的结构示意图；
图3是图1中A-A截面图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
如图1、图2、图3所示，一种形状记忆合金三维复合隔震器，包括同轴设置的内筒5和下法兰底座7，所述内筒5和所述下法兰底座7在径向上通过多层形状记忆合金绞线6固定连接，所述内筒5和所述下法兰底座7在轴向上设有摩擦耗能装置，所述摩擦耗能装置包括一个与内筒5底面固定连接的上摩擦板81和一个与下法兰底座7的底部上表面固定连接的下摩擦板82，还包括有上法兰1，所述上法兰1中心处设有导柱2，所述导柱2伸入到所述内筒5的内部与所述内筒5相配合；所述内筒5的内部轴向设有记忆合金弹簧3，所述形状记忆合金弹簧3与所述导柱2的顶端相接触；所述上法兰1与所述内筒5之间通过垂向耗能装置4相互固定连接，所述垂向耗能装置4包括一个由钢皮431、铅芯432组成的筒形铅芯阻尼器43、阻尼器上法兰41和阻尼器下法兰42。
所述形状记忆合金绞线6两端分别利用高强螺栓9固定在下法兰底座7和内筒5上，在内筒5、下法兰底座7周向上对称设置有六组。所述记忆合金弹簧3为蝶形弹簧。
所述上摩擦板81和所述下摩擦板82均为聚四氟乙烯摩擦板，所述上摩擦板81和下摩擦板82之间加有润滑剂。所述上摩擦板81通过高强胶水与内筒5底面粘接；下摩擦板82通过高强胶水与下法兰底座7的底部上平面粘接。
工作时，将形状记忆合金弹簧3安装到内筒5中，阻尼器下法兰42与内筒5上沿用螺栓固定，再将导柱2插入到内筒5中，导柱2抵达预定位置，其顶端压紧在形状记忆合金弹簧3上，此时上法兰1上的安装孔与阻尼器上法兰41的安装孔一一对应，用螺栓将二者固定。
用高强胶水把内筒5的底面与聚四氟乙烯上摩擦板81粘结到一起，同时在下法兰底座77的底部上表面粘结下摩擦板82。将内筒5放置到下法兰底座7的内腔中，并同时在上摩擦板81和下摩擦板82之间加入润滑剂。
内筒5和下法兰底座7之间布设三层或者五层奥氏体形状记忆合金绞线6，所述奥氏体形状记忆合金绞线6采用表面涂制隔氢层的记忆合金绞线。以其同一位置在竖直方向上的所有层数作为一组，在周上均匀对称地设置六组或者八组。
通过高强螺栓9调节形状记忆合金绞线6的预应变，使各组形状记忆合金绞线6的预应变都达到形状记忆合金应力诱发马氏体相变对应的应力—应变曲线平台的中点。
将装配好的该套隔震器通过上法兰1的安装孔和下法兰底座7的安装孔安装在需要隔振的结构中。
本实用新型的工作原理是：垂直方向上，在连接上部结构的上法兰1和下法兰底座7之间设置内筒5，固定于上法兰1的导柱2与内筒5间隙配合，内筒5的内部置形状记忆合金弹簧3，导柱2作用于形状记忆合金弹簧3上，来控制隔振器的垂向刚度。可在保证满足承载要求情况下调整记忆合金弹簧3的参数来调整垂向刚度，用以应对下法兰底座7传递的垂向地震反力。并在上法兰1和内筒5之间设置如图2所示的筒形铅芯阻尼器43，起滞回耗能作用。水平方向上，使用高强螺栓9将形状记忆合金丝固定在内筒5和下法兰底座7之间，利用形状记忆合金实现变形的回复，并联合聚四氟乙烯上、下摩擦板81、82进行耗能。这样的设计避免了垂向隔振和水平向隔振的弹性耦合作用，在水平向和垂向可单独进行参数设定，提高了隔震的性能。
Claims (5)
1.一种形状记忆合金三维复合隔震器，包括同轴设置的内筒和下法兰底座，所述内筒和所述下法兰底座在径向上通过多层形状记忆合金绞线固定连接，所述内筒和所述下法兰底座在轴向上设有摩擦耗能装置，所述摩擦耗能装置包括一个与内筒底面固定连接的上摩擦板和一个与下法兰底座的底部上表面固定连接的下摩擦板，其特征在于：还包括有上法兰，所述上法兰中心处设有导柱，所述导柱伸入到所述内筒的内部与所述内筒相配合；所述内筒的内部轴向设有形状记忆合金弹簧，所述形状记忆合金弹簧与所述导柱的顶端相接触；所述上法兰与所述内筒之间通过垂向耗能装置相互固定连接，所述垂向耗能装置包括一个由钢皮、铅芯组成的筒形铅芯阻尼器、阻尼器上法兰和阻尼器下法兰。
2.根据权利要求1所述形状记忆合金三维复合隔震器，其特征在于：所述形状记忆合金绞线两端分别利用高强螺栓固定在下法兰底座和内筒上，在内筒、下法兰底座周向上对称设置有六组。
3.根据权利要求1所述形状记忆合金三维复合隔震器，其特征在于：所述形状记忆合金弹簧为蝶形弹簧。
4.根据权利要求1所述形状记忆合金三维复合隔震器，其特征在于：所述上摩擦板和所述下摩擦板均为聚四氟乙烯摩擦板，所述上摩擦板和下摩擦板之间加有润滑剂。
5.根据权利要求4所述形状记忆合金三维复合隔震器，其特征在于：所述上摩擦板通过高强胶水与内筒底面粘接；下摩擦板通过高强胶水与下法兰底座的底部上表面粘接。
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|---|---|---|---|---|
| CN108952291A (zh) * | 2018-10-10 | 2018-12-07 | 中南大学 | 一种新型钢条金属屈服阻尼器 |
| CN109281416A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-01-29 | 西安建筑科技大学 | 滚球与形状记忆合金组合多维减隔振装置及其安装方法 |
| CN109518817A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-03-26 | 大连大学 | 组合隔震支座的弹簧减震器 |
| CN109629749A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-04-16 | 江苏中谊抗震工程股份有限公司 | 一种隔震柱 |
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