一种适用于空间网格结构的SMA丝‑摩擦阻尼器制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于空间网格结构的SMA丝‑摩擦阻尼器，包括外钢管、内钢管、筒状摩擦片、SMA丝、夹具；所述外钢管设置有两个，分别套设于所述内钢管的两侧，所述外钢管上开设有供高强螺栓滑动的长滑槽；所述筒状摩擦片设置在所述外钢管和所述内钢管之间，高强螺栓穿过所述长滑槽连接所述筒状摩擦片和所述内钢管，使外钢管、筒状摩擦片和内钢管之间紧贴摩擦连接，所述筒状摩擦片、所述内钢管和所述高强螺栓能共同沿所述长滑槽与所述外钢管发生相对滑动；两个所述外钢管之间、位于所述内钢管的外侧设置有SMA丝，所述SMA丝施加预应力，并通过所述夹具锚固在所述外钢管上。本发明专利技术构造简单、加工方便、性能稳定，可用于空间网格结构减振控制。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于空间网格结构的SMA丝-摩擦阻尼器
本专利技术涉及大跨建筑钢结构领域，特别涉及一种适用于空间网格结构的SMA丝-摩擦阻尼器。
技术介绍
近年来，大跨空间钢网格结构在世界范围内得到了迅猛发展，广泛应用于体育场馆和交通枢纽等重大工程建设中。由于大跨空间钢网格结构主要应用于活动频繁、人员密集的公共建筑中，其在施工或使用过程中由于荷载或环境改变，遭受地震、风灾等均会引起结构的受力模式、传力途径及应力分布发生变化，进而导致整体失效或节点失效直至倒塌破坏。为了减轻大跨建筑钢结构的振动响应，可在结构上布置耗能装置，通过其本身的塑性变形来耗散能量。目前，大跨空间结构上主要以设置传统的调谐质量阻尼器、粘滞性阻尼器等减振耗能。这些阻尼器普遍存在漏油，造价高且需要后期维护等问题。亟需研发适用于大跨空间钢网格结构不同部位的高性能减振阻尼器。形状记忆合金(SMA)作为智能材料之一在土木工程的抗震方面的研究与应用快速发展。SMA具有独特的形状记忆效应和超弹性特性。超弹性是其主要特性之一，即SMA产生较大的变形，在外力撤除后能够回复到变形前的形状，且应力－应变关系呈现非线性特征，会产生耗散能。值得注意的是，上述带有明显滞回特征的应力－应变曲线是由SMA内部固体相变过程所引起的，因此不会导致材料的损伤。利用形状记忆合金超弹性效应设计的阻尼器，耐久性和耐腐蚀性能好，使用周期长，允许大变形并且变形可恢复。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种可替换大跨空间网格结构杆件的SMA丝-摩擦阻尼器，能有效抑制大跨空间钢网格结构的振动。本专利技术所采用的技术方案是：一种适用于空间网格结构的SMA丝-摩擦阻尼器，包括外钢管、内钢管、筒状摩擦片、SMA丝、夹具；所述外钢管设置有两个，分别套设于所述内钢管的两侧，所述外钢管上开设有供高强螺栓滑动的长滑槽；所述筒状摩擦片设置在所述外钢管和所述内钢管之间，高强螺栓穿过所述长滑槽连接所述筒状摩擦片和所述内钢管，使外钢管、筒状摩擦片和内钢管之间紧贴摩擦连接，所述筒状摩擦片、所述内钢管和所述高强螺栓能共同沿所述长滑槽与所述外钢管发生相对滑动；两个所述外钢管之间、位于所述内钢管的外侧设置有SMA丝，所述SMA丝施加预应力，并通过所述夹具锚固在所述外钢管上。所述筒状摩擦片的内径等于所述内钢管的外径，所述筒状摩擦片的外径等于所述外钢管的内径。所述外钢管上还开设有螺栓孔，所述螺栓孔内设置有螺纹，所述外钢管通过普通螺栓穿过所述螺栓孔与所述夹具紧密连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种适用于空间网格结构的SMA丝-摩擦阻尼器，当结构受到地震作用时，将使阻尼器发生变形，从而产生SMA丝变形耗能与结构摩擦耗能。相较于其他类型阻尼器，适用于大跨空间网格结构，可直接替换大跨空间网格结构中的杆件，且具有良好的耗能能力与工作稳定性，同时震后易于更换。本专利技术阻尼器在内外钢管之间设有摩擦片，且外钢管之间设有SMA丝。小震时，此阻尼器受力小于滑动摩擦力，阻尼器提供刚度，外钢管产生变形从而拉动SMA丝产生变形耗能；大震时，摩擦力被克服，阻尼器结构层发生相对滑动，此时摩擦耗能和SMA丝变形耗能共同工作。本专利技术阻尼器受力明确，结构简单，便于加工、安装、替换。附图说明图1：本专利技术立体结构示意图；图2：本专利技术平面结构示意图；图3：本专利技术纵剖面结构示意图；图4：本专利技术图2中A-A剖视结构示意图。附图标注：1-外钢管，2-内钢管，3-筒状摩擦片，4-SMA丝，5-夹具，6-高强螺栓，7-第一普通螺栓，8-第二普通螺栓。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。如附图1至图4所示，一种适用于空间网格结构的SMA丝-摩擦阻尼器，包括外钢管1、内钢管2、筒状摩擦片3、SMA丝4、夹具5。所述外钢管1设置有两个，分别套设于所述内钢管2的两侧，所述外钢管1上开设有两个供所述高强螺栓6滑动的长滑槽和六个用于固定夹具5的螺纹孔，所述螺栓孔内设置有螺纹。所述筒状摩擦片3分别设置在所述内钢管2的两侧，并设置在所述外钢管1和所述内钢管2之间，所述内钢管2与所述筒状摩擦片3均设有相同孔径的螺栓孔，且螺栓孔中心位置与外钢管1的长滑槽的中心位置相对应，四根高强螺栓6穿过所述长滑槽连接所述筒状摩擦片3和所述内钢管2，使外钢管1、筒状摩擦片3和内钢管2之间紧贴摩擦连接，并且，所述筒状摩擦片3、所述内钢管2和所述高强螺栓6能共同沿所述长滑槽与所述外钢管1发生相对滑动。其中，所述筒状摩擦片3的内径等于所述内钢管2的外径，所述筒状摩擦片3的外径等于所述外钢管1的内径。两个所述外钢管1之间、位于所述内钢管2的外侧设置有SMA丝4，所述SMA丝4施加预应力，并通过所述夹具5锚固在所述外钢管1上。所述夹具5上开设有与所述外钢管1上的螺栓孔孔径相同的螺栓孔，普通螺栓穿过所述外钢管1上的螺栓孔将所述夹具5与所述外钢管1紧密连接，其中，普通螺栓包括一根第一普通螺栓7和两根第二普通螺栓8，第一普通螺栓7通过螺母紧固，第二普通螺栓8通过螺纹旋紧紧固。本专利技术SMA丝-摩擦阻尼器直接替换结构杆件，当产生地震作用时，外钢管1和夹具5共同沿滑槽与筒状摩擦片3产生相对滑动，从而产生SMA丝4变形耗能与结构摩擦耗能。尽管上面结合附图对本专利技术的优选实施例进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于空间网格结构的SMA丝‑摩擦阻尼器，其特征在于，包括外钢管、内钢管、筒状摩擦片、SMA丝、夹具；所述外钢管设置有两个，分别套设于所述内钢管的两侧，所述外钢管上开设有供高强螺栓滑动的长滑槽；所述筒状摩擦片设置在所述外钢管和所述内钢管之间，高强螺栓穿过所述长滑槽连接所述筒状摩擦片和所述内钢管，使外钢管、筒状摩擦片和内钢管之间紧贴摩擦连接，所述筒状摩擦片、所述内钢管和所述高强螺栓能共同沿所述长滑槽与所述外钢管发生相对滑动；两个所述外钢管之间、位于所述内钢管的外侧设置有SMA丝，所述SMA丝施加预应力，并通过所述夹具锚固在所述外钢管上。

【技术特征摘要】
1.一种适用于空间网格结构的SMA丝-摩擦阻尼器，其特征在于，包括外钢管、内钢管、筒状摩擦片、SMA丝、夹具；所述外钢管设置有两个，分别套设于所述内钢管的两侧，所述外钢管上开设有供高强螺栓滑动的长滑槽；所述筒状摩擦片设置在所述外钢管和所述内钢管之间，高强螺栓穿过所述长滑槽连接所述筒状摩擦片和所述内钢管，使外钢管、筒状摩擦片和内钢管之间紧贴摩擦连接，所述筒状摩擦片、所述内钢管和所述高强螺栓能共同沿所述长滑槽与所述外钢管发生相对滑动；两个所述外钢管之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：芦燕，黄进，韩庆华，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12