[发明专利]基于屈曲约束形状记忆合金棒的自复位阻尼器

说明书

本发明公开了一种基于屈曲约束形状记忆合金棒的自复位阻尼器，属于建筑物的防护装置领域。所述阻尼器包括第一连接单元、第二连接单元和核心单元，第一连接单元包括第一侧板和第二侧板，底部通过下底板连接，下底板的外侧用于与外部连接端连接，顶部通过上盖板连接；第二连接单元包括第三侧板和第四侧板，两者的下部由上到下依次设置有第一内连接板和第二内连接板，第三侧板和第四侧板的上端穿过上盖板之后向外伸出，第三侧板和第四侧板的上端用于与外部连接端连接；核心单元包括上芯棒和下芯棒。本发明构造简单，自复位力大，且震后没有残余变形，在地震时能够保证阻尼器拉压受力对等，且拉压行为均可预测，简化了建筑的设计难度以及建造成本。

技术领域

本发明涉及建筑物的防护装置领域，特别是指一种基于屈曲约束形状记忆合金棒的自复位阻尼器。

背景技术

地震引发的灾害一直受到社会各界的关注，阻尼器因能通过自身滞回变形来吸收或耗散由外力作用而输入结构的能量，减少主体结构的地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌。这种实现结构被动控制的耗能减震装置因其减震激励明确、减震效果显著、构造简单、适用范围广、维护方便等优点而备受关注。

建筑用阻尼器一般有金属阻尼器、粘滞型阻尼器、摩擦型阻尼器等几种，目前开发的几类比较成熟的被动阻尼器都有一个很严重的缺点，就是由于传统阻尼器需要通过自身的变形来耗散能量，所以在在承受地震作用后，自身会产生较大的残余变形，结构主体也会因此出现较大的残余变形，导致建筑结构在地震之后不易、甚至无法修复，带来严重的经济社社会损失。

形状记忆合金是一种具有形状记忆效应、超弹性和高阻尼特性的材料，其最大弹性应变可以达到10％-12％，也就是说在形状记忆合金在其应变硬化阶段以下受力不仅可以大量耗能，而且基本不产生残余变形。利用形状记忆合金超弹性效应设计的阻尼器与其它的金属阻尼器相比，具有耐久性、耐腐蚀性能好、使用周期长、允许大变形并且变形可恢复等一系列优点。但目前土木工程中利用形状记忆合金进行耗能的研究绝大多数是利用形状记忆合金丝进行耗能，应用时先对形状记忆合金丝进行预张拉，避免其发生受压屈曲。但这样严重限制了形状记忆合金的应用，首先形状记忆合金丝的直径很小，而由于结构对阻尼器力的特殊需求，所以形状记忆合金丝做的阻尼器强度有限，提供的恢复力很小，若想通过缠绕更多圈数来实现增加自复位能力又面临工艺难度的限制；其次形状记忆合金丝使用时需要进行预张拉，既繁琐而且容易产生大震下被拉断的后果。而普通的SMA制作的阻尼器因其自身拉压不对等的性质会导致结构在地震作用下出现受拉受压两种不同的表现，这样不仅极大地增加了结构在设计时的难度，也降低了SMA阻尼器的实用性。由于建筑结构对力的要求较高，而使用SMA棒材可以在满足建筑应用的情况下极大地简化生产工艺。

综上，研发一种新型的基于屈曲约束SMA棒的自复位抗震阻尼器来抵抗地震并消除震后残余变形就显得十分有意义。

发明内容

本发明提供一种基于屈曲约束形状记忆合金棒的自复位阻尼器，其构造简单，自复位力大，且震后没有残余变形，在地震时能够保证阻尼器拉压受力对等，且拉压行为均可预测，简化了建筑的设计难度以及建造成本。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种基于屈曲约束形状记忆合金棒的自复位阻尼器，包括第一连接单元、第二连接单元和核心单元，其中：

所述第一连接单元包括相对设置的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和第二侧板的底部通过下底板连接，所述下底板的外侧用于与外部连接端连接，所述第一侧板和第二侧板的顶部通过上盖板连接；

所述第二连接单元包括相对设置的第三侧板和第四侧板，所述第三侧板和第四侧板的下部由上到下依次设置有第一内连接板和第二内连接板，所述第三侧板和第四侧板的上端穿过所述上盖板之后向外伸出，所述第三侧板和第四侧板的上端用于与外部连接端连接；

所述核心单元包括设置在所述第一内连接板和上盖板之间的上芯棒以及设置在所述第二内连接板和下底板之间的下芯棒。