[发明专利]一种内填橡胶的免焊形状记忆合金双管剪切耗能装置

说明书

本发明一种内填橡胶的免焊形状记忆合金双管剪切耗能装置，包括上、下刚性板件、四个固定用板件和两个薄壁形状记忆合金圆管，两个薄壁形状记忆合金圆管位于上、下刚性板之间，两个薄壁形状记忆合金圆管内填充有柱状高阻尼橡胶填充物，每个薄壁形状记忆合金圆管的上、下内壁及一侧内壁都分别安装有单侧变曲率板件，两个薄壁形状记忆合金圆管的侧壁通过螺栓穿过变曲率板件互相固定连接，每对上、下固定用板件的两侧分别通过螺栓穿过两个薄壁形状记忆合金圆管上内壁或下内壁的单侧变曲率板件与其固定连接。本发明显著降低阻尼器自身的损伤；该装置可在较大余震及其以后地震中继续耗散能量而不需更换，具有优异的抗震韧性。

技术领域

本发明涉及结构抗震领域，具体涉及到一种内填橡胶的免焊形状记忆合金(SMA)双管剪切耗能装置。

背景技术

城市基础设施和土木工程结构的使用期长达几十年、甚至上百年，在其服役过程中，由于地震、风荷载作用导致的损伤、疲劳效应等不利因素的影响，结构将不可避免地产生损伤积累、抗力衰减，甚至导致突发事故。目前，重大土木工程结构和基础设施已经采用耗能减震装置来提升其抗震或抗风性能。

金属阻尼器是建筑结构和桥梁工程中普遍采用的一种耗能减震装置。然而，在某些消能减震工程中，阻尼器需要满足较大行程的需求，由于钢材自身变形能力的限制，往往需要增加阻尼器的尺寸来适应，同时，传统的金属阻尼器在加工过程中多需要焊接连接，容易产生应力集中问题，金属阻尼器在大幅值荷载下的低周疲劳性能也应引起足够重视。因此，具有体积小、变形能力强的免焊管状金属阻尼器具有很大的应用前景。

因此，传统的钢质金属阻尼仍然存在问题：

1)钢制金属阻尼器的变形能力有限，在经历几个大幅值加载循环后往往会产生较大残余变形，累积损伤明显，性能下降，不利于其在余震以及后续地震中发挥作用。

2)往复荷载作用下，金属阻尼器的焊缝连接位置处易出现累积损伤或应力集中现象，严重时可能会引起阻尼器失效。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种新型内填橡胶的免焊形状记忆合金双管剪切耗能装置，在满足阻尼器自身的变形和耗能功能的同时，通过内填柱状橡胶材料进一步提升薄壁圆管的面外刚度和粘弹性耗能能力，显著降低阻尼器自身的损伤；该装置可在较大余震及其以后地震中继续耗散能量而不需更换，具有优异的抗震韧性。

本发明的目的按如下方式实现：一种内填橡胶的免焊形状记忆合金双管剪切耗能装置，包括上、下刚性板件、四个固定用板件和两个薄壁形状记忆合金圆管，上、下刚性板之间互相中心对称设置，两个薄壁形状记忆合金圆管位于上、下刚性板之间，两个薄壁形状记忆合金圆管的轴向与上、下刚性板的纵向互相垂直，所述的两个薄壁形状记忆合金圆管内填充有柱状高阻尼橡胶填充物，每个薄壁形状记忆合金圆管的上、下内壁及一侧内壁都分别安装有单侧变曲率板件，两个薄壁形状记忆合金圆管的侧壁通过带螺母螺栓穿过变曲率板件互相固定连接，上刚性板的上平面与两个薄壁形状记忆合金圆管的位置对应处分别设置有两对固定用板件，下刚性板的下平面与两个薄壁形状记忆合金圆管的位置对应处也分别设置有两对固定用板件，每对上、下固定用板件的两侧分别通过带螺母螺栓穿过两个薄壁形状记忆合金圆管上内壁或下内壁的单侧变曲率板件与其固定连接。

本发明还具有如下技术特征：

1、所述的薄壁形状记忆合金圆管的径厚比不低于20，以减少塑性损伤。

2、所述的单侧变曲率板件的中心区段为圆弧，厚度不低于薄壁形状记忆合金圆管的管壁厚度的4倍，两侧区段曲率半径逐渐变小。

3、所述的上部两个固定用板件之间和两侧分别固定安装有平板型限位板件，所述的平板型限位板件与下刚性板件固定连接。

4、所述的下部两个固定用板件之间和两侧分别安装有平板型限位板件，所述的平板型限位板件与下刚性板件固定连接。

5、所述的上、下刚性板件均为Z形。