[发明专利]一种抗震控制阻尼器大变形保护装置

说明书

技术领域

本发明属于土木工程结构抗震控制技术领域，具体涉及一种抗震控制阻尼器大变形保护装置。

背景技术

随着建筑物跨度增大、高度增加以及结构形式日益复杂，按传统设计方法设计的工程结构在强地震作用下，很难完全避免损伤和破坏。通过振动控制技术来抑制外部动力荷载引起的结构动力响应是提高结构安全性的有效手段。其中应用被动抗震控制技术较为多见，如应用各种阻尼器进行结构被动抗震控制。但在研究领域或工程应用中均未考虑当结构发生超出阻尼器正常运行行程范围之外的大变形时，如何确保阻尼器仍能正常运行而不会因遭到突然破坏导致失去对结构的抗震控制保护作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种抗震控制阻尼器大变形保护装置，其具有独特的构造特点，设计新颖合理，使用方便，能够有效防止抗震控制阻尼器在结构抗震控制进程中因过大的变形而突然失效，且能够有效降低结构损害，性能可靠，为土木工程领域中结构的抗震控制提供了更为安全有效的装置，具有广阔的应用前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种抗震控制阻尼器大变形保护装置，其特征在于：包括一端为敞口端、另一端为封闭端的防护壳，所述防护壳的封闭端外部连接有用于连接抗震控制阻尼器的连接件，所述防护壳的敞口端插装有一端插入防护壳内部、另一端外露在防护壳外部且能够在防护壳的敞口端内部往复运动的滑动导杆，所述滑动导杆插入防护壳的敞口端内部的一端端部固定连接有能够在防护壳内部往复运动的滑块，所述防护壳的中部内壁上设置有用于对滑块的往复运动位置进行限位的滑块定位肋，所述滑块与防护壳的封闭端之间设置有一端与滑块连接、另一端与防护壳的封闭端连接且施加有预应力σ_p的奥氏体形状记忆合金丝。

上述的一种抗震控制阻尼器大变形保护装置，其特征在于：所述连接件通过第一螺丝与防护壳的封闭端连接。

上述的一种抗震控制阻尼器大变形保护装置，其特征在于：所述防护壳的敞口端内壁上设置有与滑动导杆相接触且用于对滑动导杆在防护壳的敞口端内部往复运动进行导向的滑动导杆导向轮。

上述的一种抗震控制阻尼器大变形保护装置，其特征在于：所述滑块上安装有与防护壳内壁相接触且用于对滑块在防护壳内部的往复运动进行导向的滑块导向轮。

上述的一种抗震控制阻尼器大变形保护装置，其特征在于：所述滑块的形状为工字形，所述滑块导向轮的数量为四个，且两个滑块导向轮位于滑块的顶部，另两个滑块导向轮位于滑块的底部。

上述的一种抗震控制阻尼器大变形保护装置，其特征在于：所述滑块通过第二螺丝与滑动导杆插入防护壳的敞口端内部的一端端部固定连接。

上述的一种抗震控制阻尼器大变形保护装置，其特征在于：所述奥氏体形状记忆合金丝的一端通过第一调节螺栓与滑块连接，所述奥氏体形状记忆合金丝的另一端通过第二调节螺栓与防护壳的封闭端连接。

上述的一种抗震控制阻尼器大变形保护装置，其特征在于：所述奥氏体形状记忆合金丝的数量为一根或多根。

上述的一种抗震控制阻尼器大变形保护装置，其特征在于：施加给奥氏体形状记忆合金丝的预应力σ_p的大小为其中，k_max为所述抗震控制阻尼器的最大刚度，n为奥氏体形状记忆合金丝的数量，A_SMA为单根奥氏体形状记忆合金丝的截面面积。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明具有独特的构造特点，当结构发生较大的变形时，本发明可起到对抗震控制阻尼器的有效保护，同时又对结构在地震作用下产生的动力反应有一定的控制作用；当结构受地震作用而产生较大变形时，超出抗震控制阻尼器可承受的范围以外的变形激活本发明的保护机制，牵引滑动导杆做往复运动，滑动导杆通过滑块及使奥氏体形状及合金丝产生拉伸或回缩运动，发挥其超弹性性能，从而承担“多余的”结构变形，避免抗震控制阻尼器先于结构破坏而失去对结构的抗震控制作用，同时本发明本身又能消耗结构中地震输入的部分能量，一定程度上减小结构物在地震中产生的动力反应；因此在本发明进入大变形保护状态后，本发明体现出了既保护抗震控制阻尼器、又保护结构的双重功效，设计新颖合理。

2、当结构大变形阶段结束重新进入正常变形阶段时，本发明能够自动复位到初始状态，同时抗震控制阻尼器亦恢复正常运行状态，此时本发明相当于一个附加刚性连接杆，将结构变形传递给抗震控制阻尼器。