[发明专利]一种SMA自复位隔震支座

说明书

本发明公开了一种SMA自复位隔震支座，包括上连接板、下连接板，叠层橡胶、连接件、狗骨形SMA棒和带连接块的钢链以及吊环螺母，上连接板和下连接板上有螺栓孔，叠层橡胶置于上连接板和下连接板中间位置，与上连接板和下连接板采用螺栓连接，连接件通过螺栓和下连接板相连接，置下连接板，狗骨形SMA棒通过螺纹与下连接板上的连接件相连，另一端与带连接块的钢链相连，钢链另一端与上连接板的吊环螺母相连，支座的两侧布置有SMA棒和钢链，但不限于两侧布置，每一侧有两根SMA棒和钢链组合体，整体上SMA棒和钢链组合体上呈现X交叉型分布。本发明可以改善结构的隔震效果，减少震后的损失。

技术领域

本发明属于土木工程防震减灾领域，是一种应用于结构和桥梁工程领域中的隔震构件，基于SMA棒具有良好的耗能能力和自复位性能。

背景技术

地震是人类从古至今面临的难题，它的到来不仅伴随着巨大财产损失，还给人们带来严重生命危险。随着地震工程的发展，对于建筑的保护，人们已经从传统的硬抗发展到现在的减震隔震技术。其中，减震体系由于隔震层刚度的减小，增大结构的自振周期，从小减小上部结构的位移和加速度响应，对于结构主体和附属结构都能起到很好的保护作用。在大震下，传统结构只能依靠自身塑性变形来耗散能力；隔震支座使得上部结构保持弹性状态，发生“刚体平动”。

地震后，依靠构件承载能力和塑性变形能力来耗能的传统结构会产生较大的残余变形，而较大残余变形的存在会严重损害结构整体抵抗余震的能力，并使建筑失去使用功能。对于建筑的震后可恢复性，也就是韧性，近年来成为一个热点话题。传统的橡胶支座虽然能耗散部分地震能力且提供一些自复位能力，但橡胶易老化而影响耐久性，且其在大震下可能因过大水平变形而难以复位。

为了解决这种问题，国内外学者研发了一些SMA自复位支座。形状记忆合金(SMA)是一种具有形状记忆效应和超弹性的新型智能材料。普通金属的弹性应变约0.2％，而SMA允许发生更大的应变，通常超弹性极限应变可以达到6％-8％，可恢复极限应变可达到10％，是普通金属的50倍；SMA产生大应变卸载后几乎没有残余变形，并形成饱满的滞回曲线。SMA相变完成后，继续加载会出现应力硬化现象，弹模极大増加，利用这种性能提高结构在大变形下的复位能力。如果将SMA棒作为阻尼器，合理布置到叠层橡胶支座上形成SMA橡胶支座，可以发挥两种材料各自的特性，延长结构周期、吸收输入能量，避免支座出现滑移或产生过大残余位移，从而大大降低震后损失。现有的SMA自复位支座多采用SMA丝和SMA绞线。SMA丝在转折点处的转角使其与支座转向装置发生摩擦和挤压，容易造成SMA丝材的损伤；SMA绞线则存在制作工艺复杂的情况。使用带螺纹的SMA棒与隔震支座连接，不仅制作工艺更简便，其性能也比SMA丝更稳定。除此之外，本发明小震时仅橡胶支座进入工作，保证了小震时刚度足够小，避免普通SMA隔震支座小震下刚度较大，对构件保护作用不佳的情况；大震下，SMA棒进入工作，增加隔震层刚度，避免隔震层出现过大的水平变形。

发明内容

针对现有隔震支座存在较大残余变形，自复位能力差，小震下对加速度敏感和速度敏感型的构件保护效果不佳或大震下隔震层水平变形过大的问题，本发明提出一种SMA自复位隔震支座，用以增强结构抵御地震的能力，减少震后的损失。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自复位隔震支座，包括：上连接板、下连接板、叠层橡胶、连接块、吊环螺母、狗骨形SMA棒和带连接块的钢链，所述的上连接板和下连接板上有螺栓孔，上连接板中的螺栓孔用于与上部结构进行连接，下连接板的螺栓孔与结构下部基础或下部结构相连接，所述的叠层橡胶置于上连接板和下连接板中间位置，与上连接板和下连接板采用螺栓连接，所述的连接件通过螺栓与下连接板相连接，置于下连接板，所述吊环螺母位于上联板，狗骨形SMA棒与连接件通过螺纹连接，SMA棒与带连接块的钢链也是通过螺纹连接，钢链则通过吊环螺母与上联板相连。