一种自复位黏弹性阻尼支撑制造技术

本发明专利技术公开了一种自复位黏弹性阻尼支撑，该支撑的上部钢构件翼缘段粘接侧、下部钢构件翼缘段粘接侧之间通过黏弹性材料粘接以构成阻尼段；翼缘段端部与相邻加强段的限位凸起正对且彼此间隔为空隙段；阻尼段的牵拉侧在垂直粘接侧方向上的中心线上镜像对称分布有一合金索组，形状记忆合金索与所述中心线之间呈设定夹角，各形状记忆合金索两端分别穿过上部钢构件牵拉侧的导线孔、下部钢构件牵拉侧的导线孔并固定在限位端头上，所述限位端头顶持在与其相邻的导线孔处。本发明专利技术构造简单、运动机制明确，能很好地协调变形和运动，不论是在单向拉压还是往复荷载如地震作用下都能表现出较好的性能。

A self reset viscoelastic damping support

【技术实现步骤摘要】
一种自复位黏弹性阻尼支撑
本专利技术属于结构减震
或可恢复功能结构领域，尤其涉及一种既能耗能又能提供复位功能的自复位黏弹性阻尼支撑。
技术介绍
功能可恢复社区、功能可恢复城市或称韧性城市要求结构体系能够实现高性能，即在地震后不需要修复或稍加修复即可恢复使用功能。自复位结构体系是可恢复功能结构中的一种，该体系通过特定装置耗散地震能量，能够在罕遇烈度地震下，不丧失建筑物的运营功能，小的损伤可以迅速修复，甚至在经受较大地震影响后能够自行将结构归位到原始零残余位移的状态。自复位结构体系中自复位支撑体系已被大量研究和开发，例如自复位屈曲约束支撑、自复位摩擦耗能支撑等金属装置，这些装置通常具有有限数量的工作循环，并且构造复杂，运动机制很难控制，而且在结构承受较大荷载和振动时才会被启动和发挥作用，同时对风振不敏感，不利于在高层建筑中使用。对于金属屈服耗能机制，当金属耗能部件屈服，经历塑性变形后，很难恢复原状，累积的变形会残留在支撑构件中，逐渐弱化支撑的功能，直至支撑失效。对于摩擦耗能机制，当摩擦界面失效或退化会导致耗能不稳定，更有甚者导致较大的永久变形，即使装配有自复位系统，摩擦部件在恢复原位和原状时仍会产生摩擦阻力，这就会严重地阻碍复位，从而使结构震后会保留一定的残余位移。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自复位黏弹性阻尼支撑，旨在克服现有技术的不足，同时提供更好的自复位能力和较稳定可靠的耗能能力，从而使结构的残余位移很小，甚至不产生残余位移。本专利技术是这样实现的，一种自复位黏弹性阻尼支撑，该支撑包括上部钢构件、下部钢构件、黏弹性材料、限位端头以及由若干平行排列的形状记忆合金索构成的合金索组；所述上部钢构件、下部钢构件均包括顺序设置的翼缘段、空隙段、加强段以及外接端，所述翼缘段包括粘接侧以及与该粘接侧相邻的牵拉侧；所述牵拉侧上均布有孔径大于形状记忆合金索直径的导线孔；其中，所述上部钢构件翼缘段粘接侧、下部钢构件翼缘段粘接侧之间通过黏弹性材料粘接以构成阻尼段；所述翼缘段端部与相邻加强段的限位凸起正对且彼此间隔为所述空隙段；所述阻尼段的牵拉侧在垂直粘接侧方向上的中心线上镜像对称分布有一所述合金索组，所述形状记忆合金索与所述中心线之间呈设定夹角，各形状记忆合金索两端分别穿过上部钢构件牵拉侧的导线孔、下部钢构件牵拉侧的导线孔并固定在限位端头上，所述限位端头顶持在与其相邻的导线孔处。优选地，所述支撑还包括锚固构件，所述锚固构件包括支撑螺柱以及紧固螺母，所述支撑螺柱上设有所述导线孔；所述牵拉侧上均布若干锚定螺孔；其中，所述支撑螺柱一端拧入锚定螺孔并配合紧固螺母固定在牵拉侧，所述形状记忆合金索端部穿过支撑螺柱的导线孔并固定在限位端头上，所述限位端头在形状记忆合金索的拉力下顶持在支撑螺柱的导线孔处。优选地，所述限位端头包括限位块、限位杆、限位螺母；所述限位块一侧设有导线槽，且所述限位块相对于导线槽方向一侧设有通孔，该通孔导通导线槽；所述限位杆包括连接段以及限位部；其中，所述形状记忆合金索端部依次穿过支撑螺柱的导线孔、限位杆的限位部，所述限位部位于导线槽内，且所述连接段穿过通孔配合限位螺母连接拧紧，所述限位部卡紧形状记忆合金索于限位块的导线槽内。优选地，所述限位杆为U形夹卡状；所述限位杆两端的连接段分别穿过一所述通孔并配合一限位螺母连接拧紧；所述限位杆的限位部设有防滑刻痕。优选地，所述翼缘段的长度、宽度以及黏弹性材料的硬度和厚度需要根据所述支撑所受的力以及形状记忆合金索与黏弹性材料的刚度关系共同确定；所述形状记忆合金索的长度和截面面积由所述支撑所受的力以及相关的力学关系确定；所述间隔段的长度为所述支撑的限定位移，且该长度根据黏弹性材料的最大剪切应变、形状记忆合金的长度和最大可恢复应变计算确定得到。优选地，所述黏弹性材料为天然橡胶或者高阻尼橡胶；其中，所述上部钢构件的粘接段、下部钢构件的的粘接段分别与黏弹性材料通过硫化工艺连接。优选地，所述外接端包括焊接在加强段端部的端板以及焊接在端板远离加强段方向侧的连接板，所述连接板上设置有外接孔。本专利技术克服现有技术的不足，提供一种自复位黏弹性阻尼支撑，该支撑是由黏弹性材料、形状记忆合金索、钢构件、限位端头及锚固构件等组成，其中，黏弹性材料的剪切变形和形状记忆合金索的拉伸变形耗散能量，形状记忆合金索的超弹性性能用于复位，将这二者有机合理地组合会产生良好的耗能能力和较强的自复位能力，能够减小结构的残余位移，甚至使结构不产生残余位移。相比于现有技术的缺点和不足，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术支撑通过将黏弹性材料和形状记忆合金索组合，使自复位黏弹性阻尼支撑的构造简单，运动机制明确，使得两者的优越特性得以充分发挥，并且二者能很好地协调变形和运动，不论是在单向拉压还是往复荷载如地震作用下都能表现出较好的性能，尤其在地震作用下良好的耗能能力和较强的自复位能力使得结构残余位移很小，甚至不产生残余位移。同时，该支撑组合简单、连接简易、安装方便，即使罕遇烈度地震下发生损坏也可方便更换和替换整个装置或者某一部分。另外，本专利技术支撑在小的振动下会发挥黏弹性材料的特性，利用自身的黏弹性特性，使支撑在耗能的同时又能自行恢复到原状，尤其在风振作用下，黏弹性材料的作用发挥得更明显，能够有效地减小风振响应，因而该支撑装置也可用于高层建筑中。当形状记忆合金索处于线弹性状态时，本专利技术支撑能够提供附加刚度，能量耗散由黏弹性材料发生相对较小的位移来实现；当支撑发生比较大的位移时，此时形状记忆合金索晶体内部处于奥氏体向马氏体转化的阶段，即超弹性阶段或称伪弹性阶段，形状记忆合金索和黏弹性材料都会对能量耗散做出贡献，并且形状记忆合金索的超弹性特性提供了自复位力，使构件恢复到初始状态。随着变形增大，形状记忆合金索弱化的非线性特性又会减小结构的基底剪力。此外，本专利技术支撑能够提供附加的刚度和阻尼，当与框架结构结合使用时，会消耗很大一部分侧向动力，这就非常恰当地、有效地减小了结构的峰值响应，保护了结构和非结构构件，提高了整个建筑的抗震性能和功能可恢复能力。附图说明图1是本专利技术自复位黏弹性阻尼支撑一实施方式的立体结构示意图；图2是图1所示支撑的侧面结构示意图；图3是图1所示支撑的俯视图；图4是本专利技术锚固构件一实施方式的正面结构示意图；图5是图4所示锚固构件的侧面结构示意图；图6是图4所示锚固构件的俯视结构示意图；图7是图4所示锚固构件中限位块的仰视结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1～7所示，其中，图1是本专利技术自复位黏弹性阻尼支撑一实施方式的立体结构示意图；图2是图1所示支撑的侧面结构示意图；图3是图1所示支撑的俯视图；图4是本专利技术锚固构件一实施方式的正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自复位黏弹性阻尼支撑，其特征在于，该支撑包括上部钢构件、下部钢构件、黏弹性材料、限位端头以及由若干平行排列的形状记忆合金索构成的合金索组；所述上部钢构件、下部钢构件均包括顺序设置的翼缘段、空隙段、加强段以及外接端，所述翼缘段包括粘接侧以及与该粘接侧相邻的牵拉侧；所述牵拉侧上均布有孔径大于形状记忆合金索直径的导线孔；其中，/n所述上部钢构件翼缘段粘接侧、下部钢构件翼缘段粘接侧之间通过黏弹性材料粘接以构成阻尼段；所述翼缘段端部与相邻加强段的限位凸起正对且彼此间隔为所述空隙段；/n所述阻尼段的牵拉侧在垂直粘接侧方向上的中心线上镜像对称分布有一所述合金索组，所述形状记忆合金索与所述中心线之间呈设定夹角，各形状记忆合金索两端分别穿过上部钢构件牵拉侧的导线孔、下部钢构件牵拉侧的导线孔并固定在限位端头上，所述限位端头顶持在与其相邻的导线孔处。/n

【技术特征摘要】
1.一种自复位黏弹性阻尼支撑，其特征在于，该支撑包括上部钢构件、下部钢构件、黏弹性材料、限位端头以及由若干平行排列的形状记忆合金索构成的合金索组；所述上部钢构件、下部钢构件均包括顺序设置的翼缘段、空隙段、加强段以及外接端，所述翼缘段包括粘接侧以及与该粘接侧相邻的牵拉侧；所述牵拉侧上均布有孔径大于形状记忆合金索直径的导线孔；其中，
所述上部钢构件翼缘段粘接侧、下部钢构件翼缘段粘接侧之间通过黏弹性材料粘接以构成阻尼段；所述翼缘段端部与相邻加强段的限位凸起正对且彼此间隔为所述空隙段；
所述阻尼段的牵拉侧在垂直粘接侧方向上的中心线上镜像对称分布有一所述合金索组，所述形状记忆合金索与所述中心线之间呈设定夹角，各形状记忆合金索两端分别穿过上部钢构件牵拉侧的导线孔、下部钢构件牵拉侧的导线孔并固定在限位端头上，所述限位端头顶持在与其相邻的导线孔处。


2.如权利要求1所述的自复位黏弹性阻尼支撑，其特征在于，所述支撑还包括锚固构件，所述锚固构件包括支撑螺柱以及紧固螺母，所述支撑螺柱上设有所述导线孔；所述牵拉侧上均布若干锚定螺孔；其中，
所述支撑螺柱一端拧入锚定螺孔并配合紧固螺母固定在牵拉侧，所述形状记忆合金索端部穿过支撑螺柱的导线孔并固定在限位端头上，所述限位端头在形状记忆合金索的拉力下顶持在支撑螺柱的导线孔处。


3.如权利要求2所述的自复位黏弹性阻尼支撑，其特征在于，所述限位端头包括限位块、限位杆、限位螺母；所述限位块一侧设有导线...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩建平，章全才，韩维丽，张鸿宇，张虎虎，杨强，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62