一种基于形状记忆合金和低摩擦垫片的自复位支撑装置的制作方法

本发明涉及建筑结构支撑技术领域，具体为一种基于形状记忆合金和低摩擦垫片的自复位支撑装置。

背景技术：

基于原有的三水准抗震设计和我国第五代《中国地震动参数区划图》，可恢复功能结构“小震及中震不坏，大震可换、可修复，巨震不倒塌”的四水准抗震设防目标被提出且日益被重视。建筑结构需进一步其抗震性能和减小各构件的损伤，以其相应结构与当前需求相适应。然而，对于传统结构的抗震设计时，主要通过结构的构件延性和塑性变形来耗散地震能量，但这种方法往往和会导致部分构件在震后发生严重破坏和过大的残余变形，使结构在震后不宜修复。

为进一步提高结构的抗震性能和震后功能恢复能力，需提高结构的承载力和抗震刚度，将支撑引入到结构中可解决该问题。然而，往复荷载下传统支撑容易发生屈工和受承载力偏低、刚度和承载力退化严重、滞回性能差点问题。屈曲约束支撑等耗能支撑的应用可有效提高耗散地震作用下输入结构的能量，从而保护主体结构不发生损伤，但震后支撑仍会出现过大的残余变形。另外，已有学者研究表明，当结构的震后残余层间位移角大于0.5％时，震后修复成本可能高于结构拆除重建。

综上所述，提出一种拉压平衡、受压不屈曲、震后残余变形小、震后可自复位的新型自复位支撑，是实现新型结构体系具有合理抗侧刚度、强耗能能力、强自复能力的必要条件，并有效降低的经济损失。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于形状记忆合金和低摩擦垫片的自复位支撑装置，解决了现有支撑受压屈曲和残余变形较大的问题，当地震作用下支撑发生损伤，支撑的震后功能无法快速恢复的问题。本发明的基于形状记忆合金和低摩擦垫片组合的自复位支撑，可使得支撑在拉力和压力作用下形状记忆合金始终处于受拉状态，使其支撑在拉压作用下保持平衡，且大震变形后能恢复到初始状态，有效提高支撑震后功能快速恢复能力。本发明具有受力合理、构造简单、施工方便、震后无损伤和震后自复位等优点，应用前景广阔。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于形状记忆合金和低摩擦垫片的自复位支撑装置，包括第一外侧板和第二外侧板，所述第一外侧板和第二外侧板的正面贯穿有两个高强螺纹杆，所述高强螺纹杆的表面与第一外侧板和第二外侧板的内壁活动连接，所述高强螺纹杆的中部活动贯穿连接板，所述高强螺纹杆的两端分别螺纹套接有两个连接螺纹母，所述连接板的正面开设有左侧轴销孔，所述第一外侧板和第二外侧板的表面均开设有两条第一滑槽孔，所述第一外侧板和第二外侧板之间设置有中间板，所述中间板的表面开设有两条第二滑槽孔，所述第一外侧板和第二外侧板的两个第一滑槽孔内均活动贯穿有定位高强螺栓杆，所述高强螺栓杆两端的表面均开设有螺纹槽，所述定位高强螺栓杆的中部贯穿中间板开设的第二滑槽孔，两个所述定位高强螺栓杆之间固定缠绕有形状记忆合金，两条所述形状记忆合金分别以中间板的中部呈前后对称分布设置，所述定位高强螺栓杆的表面活动套接有四个垫板，四个所述垫板的正面和背面均固定连接有低摩擦丁基橡胶垫片，多个所述低摩擦丁基橡胶垫片的表面分别与第一外侧板、第二外侧板和中间板的表面挤压接触，所述中间板右方的表面开设有右侧轴销孔，所述定位高强螺栓杆的表面螺纹套接有两个外侧螺纹帽，所述定位高强螺栓杆的表面螺纹套接有两个内侧螺纹帽。

优选的，所述高强螺纹杆的表面活动套接有四个保护垫片，四个所述保护垫片分别与第一外侧板和第二外侧板和连接板的表面挤压接触。

优选的，所述连接螺纹母的侧面与最外侧两个所述保护垫片的表面挤压接触。

优选的，两个所高强螺纹杆分别以第二外侧板的轴心呈上下对称分布设置。

优选的，所述形状记忆合金位于内侧螺纹帽和外侧螺纹帽之间设置。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于形状记忆合金和低摩擦垫片的自复位支撑装置。具备以下有益效果：

(1)、该基于形状记忆合金和低摩擦垫片的自复位支撑装置，通过第一外侧板和第二外侧板的设置，以及连接板、中间板、高强螺纹杆、连接螺纹母、第一滑槽孔、第二滑槽孔、高强螺栓杆、垫板、低摩擦丁基橡胶垫片、左侧轴销孔、外侧螺纹帽、内侧螺纹帽和右侧轴销孔的配合使用，从而起到了利用自复位支撑原理，在拉力和压力作用下形状记忆合金始终受拉，形状记忆合金具有超弹性，其在拉压作用下受力平衡，且不会发生屈曲，采用低摩擦丁基橡胶垫片可有效降低板件间的摩擦力，使自复位支撑仅通过形状记忆合金来增大其变形和耗能，受力合理，而且在经历地震作用后，该装置可复位至初始状态，无残余变形，有效提高相应结构的震后功能快速恢复能力，实现可观的经济效益。

附图说明

图1为本发明结构剖面俯视图；

图2为本发明结构图1的局部放大示意图；

图3为本发明结构正面示意图；

图4为本发明结构第一外侧板的正面示意图；

图5为本发明结构连接板的正面示意图；

图6为本发明结构中间板正面示意图；

图7为本发明结构图1的b-b处剖面侧视图。

图中：1、第一外侧板；2、第二外侧板；3、连接板；4、中间板；5、形状记忆合金；6、高强螺纹杆；7、保护垫片；8、连接螺纹母；9、第一滑槽孔；10、第二滑槽孔；11、高强螺栓杆；12、垫板；13、低摩擦丁基橡胶垫片；14、左侧轴销孔；15、外侧螺纹帽；16、内侧螺纹帽；17、右侧轴销孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，本发明提供一种技术方案：一种基于形状记忆合金和低摩擦垫片的自复位支撑装置，包括第一外侧板1和第二外侧板2，第一外侧板1和第二外侧板2的正面贯穿有两个高强螺纹杆6，高强螺纹杆6的表面与第一外侧板1和第二外侧板2的内壁活动连接，两个所高强螺纹杆6分别以第二外侧板2的轴心呈上下对称分布设置，高强螺纹杆6的中部活动贯穿连接板3，高强螺纹杆6的两端分别螺纹套接有两个连接螺纹母8，高强螺纹杆6的表面活动套接有四个保护垫片7，四个保护垫片7分别与第一外侧板1和第二外侧板2和连接板3的表面挤压接触，连接螺纹母8的侧面与最外侧两个保护垫片7的表面挤压接触，通过保护垫片7的设置，从而起到了保护连接螺纹母8、第一外侧板1和第二外侧板2的效果，连接板3的正面开设有左侧轴销孔14，第一外侧板1和第二外侧板2的表面均开设有两条第一滑槽孔9，第一外侧板1和第二外侧板2之间设置有中间板4，中间板4的表面开设有两条第二滑槽孔10，第一外侧板1和第二外侧板2的两个第一滑槽孔9内均活动贯穿有定位高强螺栓杆11，高强螺栓杆11两端的表面均开设有螺纹槽，定位高强螺栓杆11的中部贯穿中间板4开设的第二滑槽孔10，两个定位高强螺栓杆11之间缠绕有形状记忆合金5，两条形状记忆合金5分别以中间板4的中部呈前后对称分布设置，定位高强螺栓杆11的表面活动套接有四个垫板12，四个垫板12的正面和背面均固定连接有低摩擦丁基橡胶垫片13，多个低摩擦丁基橡胶垫片13的表面分别与第一外侧板1、第二外侧板2和中间板4的表面挤压接触，中间板4右方的表面开设有右侧轴销孔17，定位高强螺栓杆11的表面螺纹套接有两个外侧螺纹帽15，定位高强螺栓杆11的表面螺纹套接有两个内侧螺纹帽16，形状记忆合金5位于内侧螺纹帽16和外侧螺纹帽15之间设置。

使用时，当地震时，发生横向的震荡作用力时，由于连接板3和中间板4与建筑支撑结构固定连接，其当连接板3和中间板4发生横向作用力时，即利用两个高强螺栓杆11在第一滑槽孔9和第二滑槽孔10内缓冲位移，并结合形状记忆合金5的超弹性作用力，达到整个装置发生伸缩位移变化，相应结构的震后功能快速恢复能力，并配合低摩擦丁基橡胶垫片13的减缓，有效降低板件间的摩擦力，使该装置自复位支撑仅通过形状记忆合金5来增大其变形和耗能，使其受力合理，而且在经历地震作用后，该装置可复位至初始状态，无残余变形，有效提高相应结构的震后功能快速恢复能力的目的，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

综上可得，该基于形状记忆合金和低摩擦垫片组合的支撑定位装置，通过第一外侧板1和第二外侧板2的设置，以及连接板3、中间板4、高强螺纹杆6、连接螺纹母8、第一滑槽孔9、第二滑槽孔10、高强螺栓杆11、垫板12、低摩擦丁基橡胶垫片13、左侧轴销孔14、外侧螺纹帽15、内侧螺纹帽16和右侧轴销孔17的配合使用，从而起到了利用自复位支撑原理，在拉力和压力作用下形状记忆合金5始终受拉，形状记忆合金5具有超弹性，其在拉压作用下受力平衡，且不会发生屈曲，采用低摩擦丁基橡胶垫片13可有效降低板件间的摩擦力，使自复位支撑仅通过形状记忆合金5来增大其变形和耗能，受力合理，而且在经历地震作用后，该装置可复位至初始状态，无残余变形，有效提高相应结构的震后功能快速恢复能力，实现可观的经济效益。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。