一种带限位功能的SMA-负刚度摩擦摆支座制造技术

本发明专利技术属于结构隔震相关技术领域，其公开了一种带限位功能的SMA

【技术实现步骤摘要】
一种带限位功能的SMA
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负刚度摩擦摆支座


[0001]本专利技术属于结构隔震相关
，更具体地，涉及一种带限位功能的SMA
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负刚度摩擦摆支座。

技术介绍

[0002]传统地震工程以工程结构抗震为主要研究对象，通过开发高性能材料、构件或结构体系等，提高结构自身抵御地震灾害的能力。而现有技术中传统抗震设计已不能满足结构安全性和经济性的要求，在此背景下，消能减震及隔震技术得到迅速发展和应用，大量的理论研究和一些地震经验表明，减震技术是目前性能最为稳定且最有效的振动控制技术之一。摩擦摆支座是一种常用的隔震装置，其通过滑块滑动达到隔离、消耗地震能量的目的，延长了结构周期。传统的摩擦摆支座具有一定的自复位能力，但复位能力有限，因此有人将SMA丝、索或棒引入摩擦摆支座，形成SMA
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摩擦摆支座，但此类支座会造成下部结构的内力过大。又有研究表明，负刚度装置有主动控制的效果，可以有效减小结构的内力，于是有人将负刚度理念与摩擦摆支座结合形成负刚度摩擦摆支座，但此支座不具备自复位能力，因此又与SMA构件结合形成SMA
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负刚度摩擦摆支座以获取自复位能力。中国专利CN110397175公开了一种SMA负刚度减震装置，包括上座板、下座板以及位于上、下座板之间的滑块，上座板的下侧面具有下凸弧面，下座板的上侧面具有上凸弧面，滑块的上侧面具有与上座板的下凸弧面凹凸配合的下凹弧面、下侧面具有与与下座板的上凸弧面凹凸配合的上凹弧面，上座板的边缘具有向下弯折的折边，下座板的边缘具有向上弯折的折边，用于对滑块进行限位；还包括环绕在上座板和下座板之间、用于将上座板和下座板压紧在滑块上的SMA索；所述上座板与下座板之间还设有限位SMA索，上、下座板未发生相对滑动时限位SMA索处于松弛状态，上、下座板发生相对滑动时限位SMA索张紧用于对上、下座板滑动位置进行限位。该支座具有自复位能力，减小了下部结构的内部，而且具有限位功能，但环向布置的SMA索很难拉紧，提供的拉力可能不足，而且整个支座完全依靠SMA索限位，而温度等环境因素对SMA材料的性能又有很大影响，在不良环境下，SMA索的性能会大幅度降低，其限位能力也会减弱，但支座遭受大级别地震时很容易产生过大位移导致支座失去稳定性、出现脱位、甚至倾覆现象。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种带限位功能的SMA
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负刚度摩擦摆支座，通过设置SMA拉索和限位装置限制支座位移，避免支座在强震作用下因产生较大位移而受到破坏，提高支座的隔震性能。
[0004]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种带限位功能的SMA
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负刚度摩擦摆支座，所述SMA
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负刚度摩擦摆支座包括：形状相同的上支座板和下支座板，所述上支座板和下支座板中间相对位置设有凸弧滑动面；滑块，所述滑块的上端面和下端面均为凹弧面，所述滑块的上端面与所述上支座板的凸弧滑动面匹配；所述滑块的下端面与所述下
支座板的凸弧滑动面匹配，且所述凹弧面的面积均小于对应的所述凸弧滑动面的面积；多个SMA拉索，所述SMA拉索的两端设有球铰状螺母，上支座板和下支座板的边缘通过所述球铰状螺母对应垂直连接，连接后所述SMA拉索具有预拉伸力；多个限位装置，每一限位装置均包括一端带滑槽的连杆和一端带小滑块的连杆，所述小滑块限制在所述滑槽内运动，所述限位装置的两端分别活动连接所述上支座板和下支座板。
[0005]优选的，所述滑块为柱形结构，所述滑块的凹弧面涂有聚四氟乙烯摩擦材料。
[0006]优选的，所述SMA拉索还包括SMA索和空心螺杆，所述SMA索由多股SMA丝绞成，所述SMA索的两端分别固定在一空心螺杆的端部，所述球铰状螺母套设固定在空心螺杆外部。
[0007]优选的，限位装置的两端与上支座板和下支座板错位连接，以使所述连杆和连杆之间的夹角为钝角。
[0008]优选的，所述限位装置通过连接装置与上支座板和下支座板连接。
[0009]优选的，所述连接装置通过销轴与所述上支座板和下支座板连接，进而所述连接装置可转动，所述限位装置与所述连接装置轴连。
[0010]优选的，所述连接装置为万向铰，所述连接装置固定于所述上支座板和下支座板上，所述万向铰与所述限位装置的端部连接。
[0011]优选的，所述凸弧滑动面的边缘设有档条。
[0012]优选的，多个SMA拉索和多个限位装置在所述上支座板和下支座板之间均匀布置。
[0013]优选的，上支座板和下支座板为方形，所述凸弧滑动面边界为圆形。
[0014]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的一种带限位功能的SMA
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负刚度摩擦摆支座主要具有以下有益效果：
[0015]1.本申请的SMA拉索在初始状态具有预拉伸力，竖向紧绷的SMA索是的支座具有一定的抗拔能力，SMA拉索可以有效限制支座在水平方向和竖直方向的运动，并且SMA索采用球铰状螺母与上支座板和下支座板连接，不仅接头可以自由转动，而且安装、更换都十分方便；限制装置拉直后可以有效限制支座的最大位移，是的上部结构和下部结构的相对位移减小，显著提高了整个装置抗震能力。
[0016]2.本申请滑块表明涂有摩擦材料，滑块滑动时可以摩擦耗能，进而可以耗散地震能量。
[0017]3.所述限位装置由刚性连杆组成，且与上支座板和下支座板活动连接，进而可以在震动位移达到极限时及时进行限位纠正，强度大，纠正及时。
附图说明
[0018]图1是本申请实施例带限位功能的SMA
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负刚度摩擦摆支座的结构示意图；
[0019]图2是本申请实施例中上支座板和下支座板的结构示意图；
[0020]图3是本申请实施例中滑块的结构示意图；
[0021]图4是本申请实施例中SMA拉索球铰接头的结构示意图；
[0022]图5是本申请实施例中限位装置的结构示意图；
[0023]图6是本申请实施例中一优选实施例中限位装置的结构示意图；
[0024]图7是本申请实施例中另一优选实施例中限位装置的结构示意图；
[0025]图8是本申请实施例带限位功能的SMA
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负刚度摩擦摆支座的运动状态图。
[0026]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0027]1‑
上支座板；2
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下支座板；3
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滑块；4
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SMA拉索；5
‑
限位装置；6
‑
连接装置；301
‑
摩擦材料；401
‑
SMA索；402
‑
空心螺杆；403
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球铰状螺母；501，502
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连杆。
具体实施方式
[0028]为了使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带限位功能的SMA
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负刚度摩擦摆支座，其特征在于，所述SMA
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负刚度摩擦摆支座包括：形状相同的上支座板(1)和下支座板(2)，所述上支座板(1)和下支座板(2)中间相对位置设有凸弧滑动面；滑块(3)，所述滑块(3)的上端面和下端面均为凹弧面，所述滑块(3)的上端面与所述上支座板(1)的凸弧滑动面匹配；所述滑块(3)的下端面与所述下支座板(2)的凸弧滑动面匹配，且所述凹弧面的面积均小于对应的所述凸弧滑动面的面积；多个SMA拉索(4)，所述SMA拉索(4)的两端设有球铰状螺母(403)，上支座板(1)和下支座板(2)的边缘通过所述球铰状螺母(403)对应垂直连接，连接后所述SMA拉索(4)具有预拉伸力；多个限位装置(5)，每一限位装置(5)均包括一端带滑槽的连杆(501)和一端带小滑块的连杆(502)，所述小滑块限制在所述滑槽内运动，所述限位装置(5)的两端分别活动连接所述上支座板(1)和下支座板(2)。2.根据权利要求1所述的SMA
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负刚度摩擦摆支座，其特征在于，所述滑块(3)为柱形结构，所述滑块(3)的凹弧面涂有聚四氟乙烯摩擦材料。3.根据权利要求1所述的SMA
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负刚度摩擦摆支座，其特征在于，所述SMA拉索(4)还包括SMA索(401)和空心螺杆(402)，所述SMA索(401)由多股SMA丝绞成，所述SMA索(401)的两端分别固定在一空心螺杆(402)的端部，所述球铰状螺母(403)套...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙晓鸿，桂石海，卢春德，马永涛，周群林，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：