一种带SMA的穿墙套管自复位减震支座的制作方法

一种带sma的穿墙套管自复位减震支座
技术领域
1.本实用新型属于工程结构减振控制设备相关技术领域，更具体地，涉及一种带sma(shape memory alloy，形状记忆合金)的穿墙套管自复位减震支座。


背景技术：

2.地震是人类无法避免的自然灾害之一，地震引起的震动对电力系统的破坏是毁灭性的，给人类生命和财产造成了巨大的损失。因此，减振控制技术成为工程结构重要研究课题之一。
3.建筑非结构构件发生破坏所需的地震动强度通常远低于建筑结构构件，尤其是对于管线系统之类的非结构件而言，容易在低强度地震中发生破坏,出现漏水、漏电、气体泄漏现象从而引发火灾、水灾等次生灾害。管道隔震支座作为建筑附属机电设备系统的重要组成部分，其功能是在地震发生时，将管道所受到的地震力传递给建筑结构件，从而避免管线破坏。
4.地震期间管道需要承受很大的负荷，主要是沿着管道长度方向产生的位移负荷，对管道产生影响的主要地震伤害断层移动。相应地，可以通过优化设计增加隔震支座来避免或减少这些危害。现阶段对于涉及到穿墙套管等电力设备支座，主要采用支座来用于支撑容器或设备的重量并使其固定于一定位置，其还用于承受设备工作时的震动与地震荷载。
5.然而，进一步的研究表明，现有技术中的支座多用水泥砂浆垫层或石棉泥等材料，该类支座变形能力较差、自复位能力几乎为零，从而在受到强烈震动时容易发生破坏。相应地，本领域亟需对此作出改进或改善，以便更好地符合现代化建筑非结构构件尤其是管道之类对象的抗震需求。


技术实现要素：

6.针对现有技术的以上缺陷或需求，本实用新型的目的在于提供一种带sma 的穿墙套管自复位减震支座，其中通过对整个装置的构造组成及一些关键模块的设置方式重新进行设计，相应有效解决现有技术中管道支座变形性能差的问题，同时提供良好的耗能及自复位功能，因而尤其适用于管道之类建筑非结构构件的抗震应用场合。
7.为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种带sma的穿墙套管自复位减震支座，其特征在于，该穿墙套管自复位减震支座包括基座外壳、基座板、管道外壳、带小球自复位撑杆以及sma丝也即形状记忆合金丝，其中：
8.所述基座外壳、管道外壳分别呈内外套合的环状结构，所述基座板布置在该基座外壳的内部，所述管道外壳贯穿安装在所述基座板的中央位置；
9.所述带小球自复位撑杆的数量为多个，它们沿着周向方向彼此间隔地设置在所述基座外壳与所述管道外壳之间；对于相邻的两个带小球自复位撑杆而言，它们的一端经由同一个连接件与所述管道外壳保持相连，它们的另外一端分别经由弧形滑槽与所述基座外
壳保持相连且在该弧形滑槽内自由滑动，由此形成一组自复位撑杆系统；
10.所述sma丝的数量为多个，它们沿着周向方向分别设置在相邻的两组自复位撑杆系统之间，并且各个sma丝的一端连接于所述管道外壳，另外一端连接于所述基座外壳。
11.通过以上构思，地震可从环形的基座外壳内均匀传入，有效避免了边角的产生而对支座造成破坏。具体而言，一方面，当地震来临时，地震能量传递到基座外壳带动基座发生位移，通过连接件将带小球自复位撑杆使其发生位移，带动下端小球在弧形滑槽的内部滑动，从而将动能转化为内能，同时弧形滑槽的两端对带小球自复位撑杆的下端小球有约束作用，避免管道外壳与基座板之间相对位移过大对内部管道造成损伤；另一方面，当地震来临时，当基座外壳与管道外壳发生相对位移，sma丝也会发生形变，由此进一步辅助耗能。相应地，通过将sma丝与带小球自复位撑杆、弧形滑槽等多个组件一同配合使用，使减震支座有着良好的耗能效果。
12.作为进一步优选地，所述连接件与所述管道外壳的外表面相切并通过焊接固定连接。
13.作为进一步优选地，所述带小球自复位撑杆的一端经由栓杆与所述连接件形成铰接，其另外一端的小球与所述弧形滑槽内部设置的弹簧端部焊接固定连接。
14.作为进一步优选地，所述弧形滑槽与所述基座外壳、所述基座外壳与所述基座板均通过焊接固定连接，并且在基座外壳与所述基座板之间预留缝隙。
15.作为进一步优选地，所述管道外壳的外侧面设置有管道外壳端定滑轮，所述基座外壳的内侧面设置有基座外壳端定滑轮，所述sma丝套设在所述管道外壳端定滑轮、基座外壳端定滑轮之间。
16.作为进一步优选地，所述基座外壳端定滑轮的圆形端面与所述基座外壳的内部弧面相切焊接，所述管道外壳端定滑轮的弧形面与所述管道外壳的外部弧形面相切焊接。
17.作为进一步优选地，所述带小球自复位撑杆的小球端表面、所述弧形滑槽的内表面均喷涂有阻尼层。
18.作为进一步优选地，所述阻尼层为采用等离子喷涂技术制备的wc-co涂层。
19.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下技术优点：
20.(1)本实用新型充分结合建筑非结构构件在抗震环境特征进行考虑，通过对整个装置的构造组成以及工作机理重新进行设计，相应能够有效解决现有技术中管道支座变形性能差的问题，并提供良好的耗能及自复位功能；
21.(2)本实用新型还进一步对带小球自复位撑杆、sma丝以及轨道滑槽等多个关键组件的具体结构形式及设置方式作出改进，相应能够确保在结构震动时，地震从环形的基座外壳内均匀传入，避免了边角的产生而对支座造成破坏；多个自复位撑杆系统的引入能够起到良好的耗能作用，同时sma丝发生形变进一步辅助耗能；
22.(3)本实用新型的穿墙套管自复位减震支座整体结构紧凑、可靠性高、便于操控，能够适应各类复杂工作环境，因而尤其适用于管道之类建筑非结构构件的抗震应用场合。
附图说明
23.图1是用于示范性说明本实用新型的一种带sma的穿墙管道自复位减震支座的整
体结构立体图；
24.图2是用于示范性本实用新型的一种带sma的穿墙管道自复位减震支座的整体结构主视图；
25.图3是按照本实用新型的一个优选实施例，显示了自复位连杆部分的部分细节示意图。
26.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：
27.1-基座外壳；2-基座板；3-管道外壳；4-连接件；5-带小球自复位撑杆；6
‑ꢀ
弧形滑槽；7-弹簧；8-管道外壳端定滑轮；9-基座外壳端定滑轮；10-形状记忆合金丝。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
29.图1是用于示范性说明本实用新型的一种带sma的穿墙管道自复位减震支座的整体结构立体图，图2是用于示范性本实用新型的一种带sma的穿墙管道自复位减震支座的整体结构主视图。如图1和图2所示，按照本实用新型的一种带sma的穿墙套管自复位减震支座主要包括基座外壳1、基座板2、管道外壳3、带小球自复位撑杆5以及sma丝也即形状记忆合金丝10等组件，下面将逐一进行具体解释说明。
30.首先，所述基座外壳1、管道外壳3分别呈内外套合的环状结构，所述基座板2布置在该基座外壳1的内部，所述管道外壳3贯穿安装在所述基座板2 的中央位置。
31.更具体地，基座外壳1和基座板2譬如可通过焊接固定，基座板2和管道外壳3之间预留缝隙。
32.作为本实用新型的关键组件之一，所述带小球自复位撑杆5的数量为多个，它们沿着周向方向彼此间隔地设置在所述基座外壳1与所述管道外壳3之间；并且对于相邻的两个带小球自复位撑杆而言，它们的一端经由同一个连接件4 与所述管道外壳3保持相连，它们的另外一端分别经由弧形滑槽6与所述基座外壳1保持相连且在该弧形滑槽6内自由滑动，由此形成一组自复位撑杆系统。
33.更具体地，按照本实用新型的一个优选实施例，连接件4与管道外壳3外表面相切并通过焊接连接固定，带小球自复位撑杆5连杆端通过栓杆与连接件 4形成铰接。
34.按照本实用新型的另一优选实施例，弧形滑槽6、基座外壳1与基座板2 可通过焊接连接固定，带小球自复位撑杆5的小球端放置于弧形滑槽6内部可自由滑动。该弧形滑槽6应具备优良的摩擦性能。
35.按照本实用新型的另一优选实施例，所述带小球自复位撑杆5的一端经由栓杆与所述连接件4形成铰接，其另外一端的小球与所述弧形滑槽6内部设置的弹簧7端部焊接固定连接。
36.作为本实用新型的另一关键组件，所述形状记忆合金丝10的数量为多个，它们沿着周向方向分别设置在相邻的两组自复位撑杆系统之间，并且各个形状记忆合金丝10的一
端连接于所述管道外壳3，另外一端连接于所述基座外壳1。
37.更具体地，按照本实用新型的另一优选实施例，所述管道外壳3外侧设置有管道外壳端定滑轮8，所述基座外壳1的内侧面设置有基座外壳端定滑轮9，所述形状记忆合金丝10套设在所述管道外壳端定滑轮8和基座外壳端定滑轮 9。此外，所述基座外壳端定滑轮9的圆形端面优选与基座外壳1的内部弧面相切焊接；所述管道外壳端定滑轮8的弧形面优选与管道外壳3弧形面相切焊接。
38.此外，按照本实用新型的又一优选实施例，所述带小球自复位撑杆5的小球端表面、所述弧形滑槽6的内表面均喷涂有阻尼层。进一步地，所述阻尼层为采用等离子喷涂技术制备的wc-co涂层，因而具备高摩擦系数，同时具有高硬度和优良的耐磨损性能。
39.下面将具体解释说明按照本实用新型的穿墙套管自复位减震支座的工作原理。
40.当譬如建筑非结构构件构之类的管道由于地震发生震动时，地震从环形的基座外壳1内均匀传入。避免了边角的产生而对支座造成破坏。
41.更具体地，在地震来临时，地震能量传递到基座外壳1带动基座发生位移，通过连接件4将带小球自复位撑杆5使其发生位移，带动下端的小球在弧形滑槽6内部滑动，将动能转化为内能，带小球自复位撑杆5发生位移离开原位时，弹簧7变形，同时弧形滑槽6两端对带小球自复位撑杆5的下端小球有约束作用，避免管道外壳3与基座板2之间相对位移过大而对内部管道造成损伤。
42.此外，形状记忆合金丝10穿过定滑轮，在地震来临时，基座外壳1与管道外壳3发生相对位移，形状记忆合金丝10发生形变进一步辅助耗能。因此将形状记忆合金丝10与带小球自复位支撑杆5、高摩擦滑槽6复合使用，使减震支座有着良好的耗能效果。在震动结束后，发生形变的弹簧7可提供自复位能力。
43.综上，按照本实用新型的带sma丝的穿墙套管自复位减震支座与现有设备相比，其整体结构紧凑、可靠性高、便于安装及使用，环境适应性强，能够有效解决现有技术中管道支座变形性能差的问题，同时提供良好的耗能及自复位功能，因而尤其适用于管道之类建筑非结构构件的抗震应用场合，并具备广阔的应用前景。
44.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。