[发明专利]多向形状记忆合金、软钢和铅组合鼓状阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑结构震动控制装置，特别是涉及一种建筑结构震动控制的建筑用多向形状记忆合金、软钢和铅组合鼓状阻尼器。

背景技术

金属屈服阻尼器(metallic yielding damper)是用软钢或其它软金属材料做成的各种形式的阻尼耗能器。金属屈服后具有良好的滞回性能，利用某些金属具有的弹塑性滞回变形耗能，包括软钢阻尼器、铅阻尼器和形状记忆合金(shape memory alloys，简称SMA)阻尼器等。它对结构进行振动控制的机理是将结构振动的部分能量通过金属的屈服滞回耗能耗散掉，从而达到减小结构反应的目的。

软钢阻尼器是充分利用软钢进入塑性阶段后具有良好的滞回特性。1972年，Kelly和Skinner等美国学者首先开始研究利用软钢的这种性能来控制结构的动力反应，并提出软钢阻尼器的几种形式，包括扭转梁、弯曲梁、U形条耗能器等。随后，其它学者又相继提出许多形式各异的软钢阻尼器，其中比较典型的如X形、三角形板软钢阻尼器、E型钢阻尼器、C型钢阻尼器。经过国内外许多学者的理论分析和实验研究，证实软钢阻尼器具有稳定的滞回特性，良好的低周疲劳性能，长期的可靠性和不受环境、温度影响等特点，是一种很有前途的耗能器。

铅阻尼器是充分利用铅具有密度大、熔点低、塑性高、强度低、耐腐强、润滑能力强等特点，同时由于具有较高的延性和柔性，所以在变形过程中可以吸收大量的能量，并具有较强的变形跟踪能力，而且通过动态回复和再结晶过程，其组织和性能还可恢复至变形前的状态，因此铅阻尼器具有使用寿命不受限制、提供的阻尼可靠、对位移变化敏感、构造简单、工作中不需要维护等优点。但是它具有恢复性差及铅污染等缺点。

SMA是应用较为广泛的智能材料之一，在高于奥氏体相变结束温度时加卸载，可以提供饱满的滞回曲线并且卸载后没有残余变形，这就是相变伪弹性。美国California的Robert等于1994年研制出一种SMA中心引线型阻尼器。由于智能材料在材料性质上有着普通材料所无法比拟的优点，将其应用到结构振动控制领域会获得优异的控制效果，这也是近年来土木工程中的研究热点。SMA还具有良好的抗疲劳和耐腐蚀性能，加之金属的耐久性和免维护性，所以是土木工程结构振动控制的理想材料。

全金属阻尼器具有可恢复变形大、阻尼能力强以及耐久性、抗腐蚀性、抗疲劳性能好、工作温度范围大和维护费用低等优点。

工程结构在地震、风或机械振动等作用下的反应是随机的，无论是从理论分析还是震害现象看，地震地面运动和结构反应都是多维的。中国专利号200810137193.X公开了一种名称为“形状记忆合金阻尼器”的发明专利；中国专利号03111064.9公开了一种名称为“锥形形状记忆合金阻尼器”的发明专利，中国专利号200610200568.3公开了一种名称为“混合型形状记忆合金阻尼器”的发明专利；中国专利号200710010925.4公开了一种名称为“自复位超弹性形状记忆合金阻尼器”的发明专利；中国专利号200910011071.0公开了一种名称为“抗扭转自复位铅芯形状记忆合金阻尼器”的发明专利；它们都是单一方向的，或是仅仅能够控制水平方向，并且本身不易实现工程结构的地震、风或机械振动等的控制。

发明内容