一种基于SMA的可更换耗能阻尼器的自复位摇摆柱的制作方法

本发明涉及建筑工程抗震，特别涉及一种基于sma的可更换耗能阻尼器的自复位摇摆柱。

背景技术：

1、形状记忆合金(shape memory alloys，sma)是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料，形状记忆合金是形状记忆材料中形状记忆性能最好的材料，形状记忆合金一般只需加温，就可由于具有“记忆”功能而自然展开，恢复到原来的形状。

2、摇摆结构是指放松部分主体结构与基础连接界面的竖向或转动约束，使结构通过竖向抬升或者有限转动耗散地震能量；或者利用附加摇摆构件的刚体转动使结构楼层的侧向变形趋于均匀，减小残余变形。摇摆结构的种类有摇摆墙结构、摇摆柱结构、摇摆桁架以及附加各类可更换耗能装置和自复位装置的组合摇摆结构等。

3、地震带来的危害是及其严重的，对建筑物的的损害更是不可估量，建筑物倒塌基本均有竖向构件破坏导致，柱底的设计对于整体结构的抗震性能起到至关重要的作用，当遭遇强震作用时，框架柱通常都会发生严重损坏，框柱传统的抗震设计思路是通过有效的抗震措施增强结构的强度、刚度或通过结构或构件的延性能力避免结构出现脆性破坏或倒塌，但是该结构体系的耗能仍主要依赖于主体结构，震后框架柱底会出现塑性铰，产生塑性损伤破坏与残余变形，抗震性能难以恢复到正常状态，需要耗费较大成本修复甚至只能推倒重建，从而严重影响建筑结构的使用功能造成巨大的经济损失。

技术实现思路

1、为了实现上述发明目的，针对上述技术问题，本发明提供一种基于sma的可更换耗能阻尼器的自复位摇摆柱。

2、其技术方案为，包括立柱、耗能阻尼器、可转动柱脚，所述耗能阻尼器设置有两个，所述耗能阻尼器包括夹板、底部连接件、顶部连接件、sma耗能金属棒、摩擦板、紧固件，所述耗能阻尼器的上端通过顶部连接件与立柱连接，所述耗能阻尼器的下端通过底部连接件与基础底板连接，所述夹板的一端通过紧固件与顶部连接件连接，所述夹板的另一端通过紧固件与底部连接件连接，所述摩擦板设置有两个，两个所述摩擦板通过sma耗能金属棒连接在夹板的两侧。

3、优选地，所述sma耗能金属棒的两端设有sma耗能金属片，所述sma耗能金属棒由形状记忆金属sma制成。

4、优选地，所述摩擦板上设有多个凹槽，所述sma耗能金属棒的两端分别插入两个所述摩擦板的凹槽内，所述sma耗能金属片卡在所述的外部，所述摩擦板上还在凹槽的两侧设有向夹板方向凹进弧形凹陷。

5、优选地，所述立柱为方形钢管柱，所述立柱上的底部两侧侧壁固定连接有底板，所述底板上表面与立柱侧壁之间固定连接有角撑。

6、优选地，所述顶部连接件为u型连接件，所述顶部连接件设有双耳板，所述顶部连接件上端与底板螺栓连接，所述夹板通过紧固件将双耳板与夹板连接。

7、优选地，所述底部连接件为t型连接件，所述底部连接件上设有单耳板，所述紧固件将两个摩擦板与单耳板连接。

8、优选地，所述紧固件为高强螺栓。

9、优选地，所述可转动柱脚包括柱脚耳板、吊板、固定板，所述柱脚耳板、吊板均对应设有两组，两组所述柱脚耳板与两组所述吊板通过所述紧固件连接，所述固定板与两组所述柱脚耳板焊接。

10、优选地，所述立柱、可转动柱脚均由q355b钢材制成，所述摩擦板、夹板、底部连接件、顶部连接件采用q235b钢材，所述紧固件采用10.9级高强螺栓。

11、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

12、1、通过耗能阻尼器与可转动柱脚放松主体结构与基础底板连接界面的转动约束，使结构有限转动和摩擦耗散地震能量，耗能阻尼器发生上下滑动摩擦耗散地震能量，降低主体结构的损伤及残余变形。

13、2、耗能阻尼器中的sma耗能金属棒有发挥“损伤保险丝”的作用，实现损伤后可更换，同时使结构在地震作用后可实现复位，满足结构可恢复性的抗震要求，在遭遇地震后，利用sma耗能金属棒可更换的功能，只需将sma耗能金属棒恢复到原来的形状，可继续使用，从而极大的减少传统抗震措施所带来的经济损失，节约资源。

技术特征：

1.一种基于sma的可更换耗能阻尼器的自复位摇摆柱，其特征在于，包括立柱(1)、两个耗能阻尼器(2)、可转动柱脚(3)，所述耗能阻尼器(2)对称设置于立柱(1)的两侧，所述耗能阻尼器(2)包括夹板(201)、底部连接件(202)、顶部连接件(203)、sma耗能金属棒(206)、摩擦板(204)、紧固件(205)，所述耗能阻尼器(2)的上端通过顶部连接件(203)与立柱(1)连接，所述耗能阻尼器(2)的下端通过底部连接件(202)与基础底板(4)连接，所述夹板(201)的一端通过紧固件(205)与顶部连接件(203)连接，所述夹板(201)的另一端通过紧固件(205)与底部连接件(202)连接，所述摩擦板(204)设置有两个，两个所述摩擦板(204)通过sma耗能金属棒(206)连接在夹板(201)的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于sma的可更换耗能阻尼器的自复位摇摆柱，其特征在于，所述sma耗能金属棒(206)的两端设有sma耗能金属片(2061)，所述sma耗能金属棒(206)由形状记忆金属sma制成。

3.根据权利要求2所述的一种基于sma的可更换耗能阻尼器的自复位摇摆柱，其特征在于，所述摩擦板(204)上设有多个凹槽(2042)，所述sma耗能金属棒(206)的两端分别插入两个所述摩擦板(204)的凹槽(2042)内，所述sma耗能金属片(2061)卡在所述(2042)凹槽的外部，所述摩擦板(204)上还在凹槽(2042)的两侧设有向夹板(201)方向凹进的弧形凹陷(2042)。

4.根据权利要求1所述的一种基于sma的可更换耗能阻尼器的自复位摇摆柱，其特征在于，所述立柱(1)为方形钢管柱，所述立柱(1)底部两侧侧壁上固定连接有底板(102)，所述底板(102)上表面与立柱(1)侧壁之间固定连接有角撑(101)。

5.根据权利要求4所述的一种基于sma的可更换耗能阻尼器的自复位摇摆柱，其特征在于，所述顶部连接件(203)为u型连接件，所述顶部连接件(203)设有双耳板，所述顶部连接件(203)上端与底板(102)之间通过螺栓连接，所述夹板(201)通过紧固件将双耳板与夹板(201)连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于sma的可更换耗能阻尼器的自复位摇摆柱，其特征在于，所述底部连接件(202)为t型连接件，所述底部连接件(202)上设有单耳板，所述紧固件(205)将两个摩擦板(204)与单耳板连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于sma的可更换耗能阻尼器的自复位摇摆柱，其特征在于，所述紧固件(205)为高强螺栓。

8.根据权利要求1所述的一种基于sma的可更换耗能阻尼器的自复位摇摆柱，其特征在于，所述可转动柱脚(3)包括柱脚耳板(301)、吊板(302)、固定板(303)，所述柱脚耳板(301)、吊板(302)均对应设有两组，两组所述柱脚耳板(301)与两组所述吊板(302)通过所述紧固件(205)连接，所述固定板(303)与两组所述柱脚耳板(301)焊接。

9.根据权利要求1所述的一种基于sma的可更换耗能阻尼器的自复位摇摆柱，其特征在于，所述立柱(1)、可转动柱脚(3)均由q355b钢材制成，所述摩擦板(204)、夹板(201)、底部连接件(202)、顶部连接件(203)采用q235b钢材，所述紧固件(205)采用10.9级高强螺栓。

技术总结本发明公开了一种基于SMA的可更换耗能阻尼器的自复位摇摆柱，涉及建筑工程抗震技术领域，其技术方案为，包括立柱、耗能阻尼器、可转动柱脚，所述耗能阻尼器设置有两个，所述耗能阻尼器包括夹板、底部连接件、顶部连接件、SMA耗能金属棒、摩擦板、紧固件，所述耗能阻尼器通过顶部连接件与立柱连接，所述夹板一端通过紧固件与顶部连接件连接，所述夹板的另一端通过紧固件与底部连接件连接，所述摩擦板设置有两个，通过耗能阻尼器与可转动柱脚放松主体结构与基础底板连接界面的转动约束，使结构有限转动和摩擦耗散地震能量，耗能阻尼器发生上下滑动摩擦耗散地震能量，降低主体结构的损伤及残余变形。技术研发人员：郭荡,王军,董鹏,李露,徐斌,赵明城,段瑛琳,张晓辉,张国栋,杜贻超,李彬,汪维斌受保护的技术使用者：中建八局第一建设有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17