本發(fā)明屬于工程結(jié)構(gòu)減震控制領(lǐng)域，涉及到一種減震控制裝置，特別是對(duì)工程結(jié)構(gòu)在地震作用下的結(jié)構(gòu)震動(dòng)響應(yīng)起到抑制作用的一種高阻尼橡膠圓柱體分段式外纏SMA絲的阻尼器。

背景技術(shù)：

高阻尼橡膠材料是一種性能優(yōu)良的耗能減震材料，利用其超彈性和高阻尼性能可以制作高阻尼橡膠阻尼器，用于結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制，是工程中常用的一種耗能減震裝置，如純高阻尼橡膠減震器、疊層橡膠減震器等。但純高阻尼橡膠減震器剛度小，受壓后變形太大；而疊層橡膠減震器剛度太大，受壓后變形太小，耗能效果不顯著。因而，此類減震裝置在工程應(yīng)用中有諸多條件限制。形狀記憶合金作為一種新型功能材料，具有形狀記憶效應(yīng)、超彈性、高阻尼以及良好的耐腐蝕、耐疲勞等特點(diǎn)，在工程結(jié)構(gòu)減震耗能方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。因而，合理利用兩種材料可以更好的實(shí)現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)的減震控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種阻尼器，這種阻尼器具有減隔震效果明顯、性價(jià)比高、制作簡(jiǎn)單、易于安裝與更換，推廣度較高且適宜批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，同時(shí)還可以依照設(shè)計(jì)者的想法在指定位置進(jìn)行安裝。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種高阻尼橡膠圓柱體分段式外纏形狀記憶合金絲的阻尼器，包括連接鋼板1、連接螺栓2、膠結(jié)層3、高阻尼橡膠圓柱體4、形狀記憶合金絲5和錨固裝置6；

連接鋼板1為圓柱體，預(yù)留螺栓孔7，一側(cè)通過膠結(jié)層3與高阻尼橡膠圓柱體4固結(jié)，另一側(cè)通過連接螺栓2或膠安裝在相應(yīng)位置上，如橋梁墩臺(tái)或擋塊；

所述的高阻尼橡膠圓柱體4側(cè)面帶有多個(gè)凹槽，其一端通過膠結(jié)層3與連接鋼板1固結(jié)，另一端自由；

在高阻尼橡膠圓柱體4的凹槽內(nèi)纏繞形狀記憶合金絲5，每個(gè)凹槽內(nèi)用一根形狀記憶合金絲5，形狀記憶合金絲5的兩端用錨固裝置6固定，高阻尼橡膠圓柱體4的長(zhǎng)度L、直徑D，形狀記憶合金絲5的直徑、纏繞段數(shù)量n、纏繞段寬度b及纏繞段間距c可以調(diào)整阻尼器的軸向剛度，滿足不同位置的阻尼器的軸向剛度需求；

錨固裝置6將形狀記憶合金絲5兩端固定，形狀記憶合金絲5兩端放入U(xiǎn)型螺栓10內(nèi)部，將擠壓板9安裝在U型螺栓上，通過螺母8提供擠壓力，使形狀記憶合金絲5兩端錨固。

本發(fā)明的工作過程是：分段式纏繞形狀記憶合金絲的高阻尼橡膠圓柱體與連接鋼板連接。在軸向壓力作用下，高阻尼橡膠圓柱體產(chǎn)生壓縮變形。高阻尼橡膠圓柱體的側(cè)向膨脹使所纏繞的形狀記憶合金絲伸長(zhǎng)，從而把高阻尼橡膠圓柱體的變形與形狀記憶合金絲的變形聯(lián)系起來。在往復(fù)的加載卸載過程中，兩種材料反復(fù)伸縮，利用兩種材料的高阻尼與超彈性性能實(shí)現(xiàn)耗能減震。另一方面，形狀記憶合金的超彈性約束高阻尼橡膠圓柱體的側(cè)向膨脹，減少其軸向變形，從而提高了高阻尼橡膠圓柱體的軸向剛度。

本發(fā)明具有耗能性能穩(wěn)定、剛度可調(diào)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。在本發(fā)明中應(yīng)用高阻尼橡膠與形狀記憶合金的組合，耗能效果顯著；安裝簡(jiǎn)單，不需要大量的連接件；本發(fā)明中高阻尼橡膠圓柱體上分段式外纏SMA絲，可以實(shí)現(xiàn)一部分的自復(fù)位效果；采用SMA絲外纏的方式，利用形狀記憶合金絲的耐腐蝕、耐疲勞的特性，阻尼器可裸露在大氣環(huán)境中使用，易于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)阻尼器的工作狀態(tài)；通過調(diào)整高阻尼橡膠圓柱體的截面積與長(zhǎng)度，形狀記憶合金絲的直徑、纏繞段數(shù)量、纏繞段寬度及纏繞段間距來調(diào)整阻尼器的豎向剛度，可以滿足不同位置的阻尼器的軸向剛度需求。

本發(fā)明的有益效果：

1、解決了傳統(tǒng)的純橡膠減震裝置承載力低、變形太大的問題，并且將高阻尼橡膠與形狀記憶合金結(jié)合，耗能效果顯著；

2、解決了疊層橡膠減震裝置剛度太大、變形太小、耗能能力有限的問題；

3、通過調(diào)整高阻尼橡膠圓柱體的面積與長(zhǎng)度，形狀記憶合金絲的直徑、纏繞段數(shù)量、纏繞段寬度及纏繞段間距可以調(diào)整阻尼器的軸向剛度，滿足不同位置的阻尼器的軸向剛度需求；

4、利用形狀記憶合金絲的耐腐蝕、耐疲勞的特性，改善了常用的橡膠減震器耐久性差的情況；

5、解決了傳統(tǒng)阻尼器在應(yīng)用中需要大量連接件和施工維修不便的難題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的外觀示意圖。

圖2是本發(fā)明的頂部俯視示意圖。

圖3是圖1的A-A向剖面示意圖。

圖4是連接鋼板示意圖。

圖5是高阻尼橡膠圓柱體側(cè)面示意圖。

圖6是形狀記憶合金絲錨固裝置示意圖。

圖7是工程中阻尼器安裝示意圖A。

圖8是工程中阻尼器安裝示意圖B。

圖中：1 連接鋼板；2 連接螺栓；3 膠結(jié)層；4 高阻尼橡膠圓柱體；

5 形狀記憶合金絲；6 錨固裝置；7 螺栓孔；8 螺母；9 擠壓板；10U 型螺栓；

11 梁；12 支座；13 鋼擋塊；14 加勁鋼板；

15 高阻尼橡膠圓柱體分段式外纏形狀記憶合金絲的阻尼器；16 墊石；

17 橋墩；18 梁；19 支座；20 混凝土下部結(jié)構(gòu)；21 膠結(jié)層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式詳細(xì)說明本發(fā)明：

一種高阻尼橡膠圓柱體分段式外纏形狀記憶合金絲的阻尼器，如圖1所示，它包括連接鋼板1、連接螺栓2、膠結(jié)層3、高阻尼橡膠圓柱體4、形狀記憶合金絲5、錨固裝置6；

如圖1-4所示，所述的連接鋼板1為圓形，預(yù)留螺栓孔7，一側(cè)通過膠結(jié)層3與高阻尼橡膠圓柱體4固結(jié)，另一側(cè)通過連接螺栓2或膠安裝在具有相對(duì)位移的其中一個(gè)結(jié)構(gòu)上，如橋梁墩臺(tái)或擋塊；

如圖1-3和圖5所示，所述的高阻尼橡膠圓柱體4側(cè)面帶有一定間距的凹槽，一端通過膠結(jié)層3與連接鋼板1固結(jié)，另一端自由；在高阻尼橡膠圓柱體4的凹槽內(nèi)纏繞形狀記憶合金絲5，每個(gè)凹槽內(nèi)用一根形狀記憶合金絲5，每根形狀記憶合金絲5的兩端用錨固裝置6固定；

如圖5所示，所述的高阻尼橡膠圓柱體4的長(zhǎng)度L、直徑D，形狀記憶合金絲5的直徑、纏繞段數(shù)量n、纏繞段寬度b及纏繞段間距c可以調(diào)整阻尼器的軸向剛度，滿足不同位置的阻尼器的軸向剛度需求；

如圖6所示，所述的錨固裝置6將形狀記憶合金絲5的兩端固定。形狀記憶合金絲5兩端放入U(xiǎn)型螺栓10內(nèi)部，將擠壓板9安裝在U型螺栓上，通過預(yù)緊螺母8提供擠壓力，使形狀記憶合金絲5兩端錨固；

本發(fā)明的工作過程是：

分段式纏繞形狀記憶合金絲5的高阻尼橡膠圓柱體4與連接鋼板1連接。在軸向壓力作用下，高阻尼橡膠圓柱體4產(chǎn)生壓縮變形。高阻尼橡膠圓柱體4的側(cè)向膨脹使所纏繞的形狀記憶合金絲5伸長(zhǎng)。在往復(fù)的加載卸載過程中，利用高阻尼橡膠圓柱體4與形狀記憶合金絲5的高阻尼與超彈性性能實(shí)現(xiàn)耗能減震。另一方面，形狀記憶合金絲5的超彈性約束高阻尼橡膠圓柱體4的側(cè)向膨脹，減少其軸向變形，從而提高了高阻尼橡膠圓柱體4的軸向剛度。

在實(shí)際的工程結(jié)構(gòu)中，本阻尼器可以按照?qǐng)D7-8的方式進(jìn)行連接。

安裝方式一：如圖7所示，高阻尼橡膠圓柱體分段式外纏形狀記憶合金絲的阻尼器15可通過螺栓2連接安裝在的鋼擋塊13上；安裝方式二：如圖8所示，高阻尼橡膠圓柱體分段式外纏形狀記憶合金絲的阻尼器15通過膠結(jié)層21安裝在混凝土下部結(jié)構(gòu)20與梁18之間，在地震過程中阻尼器只受壓不受拉，能夠在反復(fù)的地震力下達(dá)到耗能減震的作用。