鐵基形狀記憶合金阻尼器范圍本文件規(guī)定了鐵基形狀記憶合金阻尼器的術(shù)語和符號、材料、鐵基形狀記憶合金阻尼器規(guī)格與標(biāo)記以及產(chǎn)品的一般要求、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則和標(biāo)志、包裝、運輸和貯存方法。本文件適用于建筑、市政、交通、電力、通訊、通信等工程中使用的鐵基形狀記憶合金阻尼器。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB50011-2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范DG/TJ08-2326-2020建筑消能減震及隔震技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JGJ297-2013建筑消能減震技術(shù)規(guī)程DB34/T3957-2021建筑墻式金屬阻尼器減震技術(shù)規(guī)程JG/T209-2012建筑消能阻尼器GB50017-2017鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)T/CECS547-2018建筑消能減震加固技術(shù)規(guī)程GB55006-2021鋼結(jié)構(gòu)通用規(guī)范GB/50205-2020鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)GB55008-2021混凝土結(jié)構(gòu)通用規(guī)范JGJ82-2011鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接技術(shù)規(guī)程GB55001-2021工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范09SG610-2建筑結(jié)構(gòu)消能減震(振)設(shè)計GB50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范JGJ/T101-2015建筑抗震試驗規(guī)程JGJ145-2013混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程GB/T8923.1-2011未涂覆過的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級和處理等級GB50661-2011鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范國令第744號建設(shè)工程抗震管理條例術(shù)語、符號和定義下列術(shù)語、符號和定義適用于本文件。鐵基形狀記憶合金Fe-SMA(iron-basedshapememoryalloy)以鐵-錳-硅為主要合金元素，且具備熱激發(fā)形狀記憶效應(yīng)的功能金屬材料。通常具有優(yōu)異的抗低周疲勞性能；在外力作用下，鐵基形狀記憶合金可發(fā)生馬氏體相變。也稱Fe-SMA、Fe-Mn-Si合金。金屬屈服型阻尼器MYD(metalyielddamper)利用金屬發(fā)生屈服時產(chǎn)生的彈塑性滯回變形耗散能量的減震裝置，其代號為MYD。鐵基形狀記憶合金阻尼器iron-basedshapememoryalloydamper以鐵基形狀記憶合金作為核心耗能元件的金屬屈服型阻尼器。初始屈服承載力Fy1initialyieldforce鐵基形狀記憶合金阻尼器發(fā)生塑性屈服時的承載力，即阻尼器發(fā)生初始屈服后的滯回曲線與彈性剛度斜線相交點對應(yīng)的力坐標(biāo)。初始屈服位移Dy1yielddisplacement鐵基形狀記憶合金阻尼器發(fā)生塑性屈服時對應(yīng)的沿受力方向的位移值，即阻尼器發(fā)生初始屈服后的滯回曲線與彈性剛度斜線相交點對應(yīng)的位移坐標(biāo)。阻尼器變形小于此值，阻尼器處于彈性工作狀態(tài)，達到或超過該值后將產(chǎn)生塑性變形。計算屈服承載力Fy2initialyieldforce鐵基形狀記憶合金阻尼器發(fā)生塑性屈服時的承載力，即阻尼器發(fā)生全截面屈服后的滯回曲線與彈性剛度斜線相交點對應(yīng)的力坐標(biāo)。計算屈服位移Dy2yielddisplacement鐵基形狀記憶合金阻尼器發(fā)生塑性屈服時對應(yīng)的沿受力方向的位移值，即阻尼器發(fā)生全截面屈服后的滯回曲線與彈性剛度斜線相交點對應(yīng)的位移坐標(biāo)。阻尼器變形小于此值，阻尼器處于彈性工作狀態(tài)，達到或超過該值后將產(chǎn)生塑性變形。設(shè)計位移Dddesigndisplacement鐵基形狀記憶合金阻尼器在罕遇地震作用下達到的位移值。罕遇地震作用下阻尼器的設(shè)計位移計算，應(yīng)通過結(jié)構(gòu)整體彈塑性分析確定。一般應(yīng)滿足Dd≥1.2Dy1。設(shè)計承載力Fddesignforce鐵基形狀記憶合金阻尼器在罕遇地震作用下達到的位移值。罕遇地震作用下阻尼器的設(shè)計位移計算，應(yīng)通過結(jié)構(gòu)整體彈塑性分析確定。設(shè)計延性系數(shù)μdesignductilitycoefficient定義為鐵基形狀記憶合金阻尼器設(shè)計位移Dd與初始屈服位移Dy2的比值。極限位移Duultimatedisplacement鐵基形狀記憶合金阻尼器由平衡位置至阻尼器發(fā)生開始斷裂的最大變形量。超過該值后認(rèn)為鐵基形狀記憶合金喪失承載力和耗能功能。極限承載力Fuultimatedampingforce鐵基形狀記憶合金阻尼器能夠承受的最大外力。彈性剛度K1elasticstiffness鐵基形狀記憶合金阻尼器屈服前的剛度。定義為。材料鐵基形狀記憶合金基本力學(xué)要求用于制作鐵基形狀記憶合金阻尼器耗能元件的鐵基形狀記憶合金應(yīng)根據(jù)設(shè)計需要進行選擇，其材料基本力學(xué)性能應(yīng)符合表1所列的基本性能要求。其中屈服強度為產(chǎn)生0.2%殘余應(yīng)變時對應(yīng)的應(yīng)力。表1Fe-SMA性能要求項目屈服強度/MPa斷后伸長率/%疲勞壽命（圈）沖擊韌性指標(biāo)a熱誘發(fā)恢復(fù)應(yīng)變量檢測方法標(biāo)準(zhǔn)試樣單調(diào)拉伸試驗±3%應(yīng)變幅±5%應(yīng)變幅0℃-60℃2%~10%預(yù)應(yīng)變，200℃熱輸入指標(biāo)≤300MPa≥50≥800≥300akU≥250J/cm2akU≥210J/cm2≥2%注：aFe-SMA材料0℃和60℃的沖擊韌性試驗報告（加蓋CMA、ILAC-MRA和CNAS三個認(rèn)證標(biāo)志）。鐵基形狀記憶合金牌號的命名建筑用鐵基形狀記憶合金牌號由鐵基形狀記憶合金英文首字母（F）、Mn元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)和Si元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以及除Fe、Mn、Si以外其他金屬元素英文首字母組成。目前常用的3種鐵基形狀記憶合金及相關(guān)力學(xué)性能按表2取用。表2常用Fe-SMA牌號及對應(yīng)化學(xué)成分牌號化學(xué)成分寫法化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%力學(xué)性能MnSiCrNiAl屈服強度/MPa抗拉強度/MPa斷后伸長率/%F1504NCFe-15Mn-4Si-8Ni-10Cr14.5-15.53.5-4.59.5-10.57.5-8.5-200-280600-700≥50F1705NCFe-17Mn-5Si-4Ni-10Cr16.5-17.54.5-5.59.5-10.53.5-4.5-200-280600-800≥50F2005NCFe-20Mn-5Si-2Ni-1Cr19.5-20.54.5-5.51.0-1.52.0-2.5-200-280600-800≥50F3004AFe-30Mn-4Si-2Al29.5-30.53.5-4.5--1.5-2.5200-300600-800≥55鐵基形狀記憶合金冶煉Fe-SMA合金的冶煉選用工業(yè)純鐵（主要雜質(zhì)為C、Al等）、鎳、電解錳、硅、電解鉻等，按設(shè)計配比混合，在中頻真空感應(yīng)爐冶煉。待原料溶化后，保溫30min使成分均勻，然后在金屬模中澆鑄成鑄錠。為了消除鑄錠成分的不均勻性，鑄錠經(jīng)1200℃×24h均勻化退火，去除表面氧化皮，切去帽口，在900℃-1200℃下軋制成板狀阻尼器耗能元件用材。鋼材用于制作鐵基形狀記憶合金阻尼器中非耗能部件（如鋼連接件、鋼支撐、鋼支承構(gòu)件、耗能部件的約束單元等）的鋼材應(yīng)根據(jù)設(shè)計需要進行選擇。選用的鋼材性能指標(biāo)應(yīng)符合GB/T700中碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金鋼的要求，牌號不應(yīng)低于Q235。相應(yīng)鋼材的力學(xué)指標(biāo)及試驗方法應(yīng)參照現(xiàn)有對應(yīng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進行。鐵基形狀記憶合金阻尼器分類、規(guī)格與標(biāo)記分類鐵基形狀記憶合金屈服型阻尼器，根據(jù)受力形式不同，通?？煞譃榧羟星停ù枮閂），彎曲屈服型（代號為M），軸向屈服型（代號為A）。標(biāo)記鐵基形狀記憶合金阻尼器的標(biāo)記應(yīng)由產(chǎn)品名稱代號、鐵基形狀記憶合金阻尼器耗能材料代號、鐵基形狀記憶合金阻尼器類型代號、屈服承載力、屈服位移組成。屈服屈服承載力，kN—-×屈服位移，mm類型代號：V、M、A彎曲行耗能材料代號：SMA產(chǎn)品名稱代號：MYD示例1：鐵基形狀記憶合金阻尼器，剪切屈服型，屈服承載力300kN，屈服位移1.5mm。標(biāo)記為：MYD-SMA-V-300×1.5示例2：鐵基形狀記憶合金阻尼器，彎曲屈服型，屈服承載力200kN，屈服位移2mm。標(biāo)記為：MYD-SMA-M-200×2示例3：鐵基形狀記憶合金阻尼器，軸向屈服型，屈服承載力1000kN，屈服位移5mm。標(biāo)記為：MYD-SMA-A-1000×5規(guī)格鐵基形狀記憶合金阻尼器可按照使用需求進行定制化設(shè)計及生產(chǎn)，也可按附錄A選用標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。一般要求阻尼器設(shè)計使用年限為50年；阻尼器所處環(huán)境應(yīng)干燥、無腐蝕性氣體，并便于觀察、檢查和更換；當(dāng)阻尼器用于環(huán)境溫度低于20℃時，耗能材料應(yīng)具備良好的低溫沖擊等性能。阻尼器在正常使用條件下，應(yīng)免于維護。技術(shù)要求外觀質(zhì)量產(chǎn)品表面平整、無機械損傷、無銹蝕、無毛刺，標(biāo)記清晰。阻尼器連接部位宜采用螺栓連接或焊接,焊縫為一級、平整。阻尼器應(yīng)采用機械加工,不宜采用氣焊等切割方式。尺寸對于鐵基形狀記憶合金剪切屈服型阻尼器和鐵基形狀記憶合金彎曲屈服型阻尼器，其外形尺寸偏差不應(yīng)超過產(chǎn)品設(shè)計值的±2mm。對于鐵基形狀記憶合金軸向屈服型阻尼器，其外形尺寸偏差不應(yīng)超過產(chǎn)品設(shè)計值的±3mm。力學(xué)性能鐵基形狀記憶合金阻尼器可采用雙線性等強硬化模型（圖1）或簡化后的雙線性本構(gòu)模型（圖2中紅色虛線）描述。位移位移D抗力F(D))K圖1雙線性等強硬化模型滯回曲線K位移D位移D抗力F(D))K圖6.3.1雙線性等強硬化模型滯回曲線K位移Dd抗力F(D)K圖2雙線性本構(gòu)模型滯回曲線（紅色虛線）K鐵基形狀記憶合金阻尼器的力學(xué)性能應(yīng)在計算書中明確所選用的模型，并在計算書、檢測報告中給出描述阻尼器耗能滯回特性的參數(shù)。鐵基形狀記憶合金阻尼器的基本力學(xué)性能及疲勞性能應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3鐵基形狀記憶合金阻尼器基本力學(xué)性能及疲勞性能要求項目性能要求基本力學(xué)性能1初始屈服承載力2初始屈服位移±15%以10%以內(nèi)3計算屈服承載力4計算屈服位移±15%以10%以內(nèi)5彈性剛度±15%以10%以內(nèi)6設(shè)計承載力±15%以10%以內(nèi)7極限位移1.2倍8滯回曲線任一循環(huán)的實測滯回曲線應(yīng)穩(wěn)定飽滿、光滑、無異常。產(chǎn)品在設(shè)計位移下連續(xù)加載不少于3圈，任一循環(huán)中滯回曲線包絡(luò)面積偏差應(yīng)在實測平均值的±15%以內(nèi)疲勞性能1設(shè)計承載力±15%2滯回曲線3滯回曲線面積實測產(chǎn)品任一循環(huán)的滯回曲線面積偏差應(yīng)在所有循環(huán)的滯±15%以內(nèi)4極限位移每個檢測產(chǎn)品按位移幅值大于等于1.2Dd連續(xù)加載3圈，任一個循環(huán)中位移測試值與設(shè)計值偏差應(yīng)在±5%內(nèi)；位移為零處第3圈比第1圈阻尼力衰減小于15%耐久性鐵基形狀記憶合金阻尼器的耐久性包括疲勞性能和耐腐蝕性能。其耐久性能應(yīng)符合表4的規(guī)定。表4鐵基形狀記憶合金阻尼器耐久性能要求項目性能指標(biāo)耐疲勞性能設(shè)計位移幅值下疲勞循環(huán)次數(shù)不小于60次耐腐蝕性能暴露在空氣中的部位，涂層干漆膜厚度應(yīng)不小于150m耐火性對于設(shè)計時不考慮承受豎向荷載作用的阻尼器，無耐火要求。對于設(shè)計時考慮承受豎向荷載作用的阻尼器，火災(zāi)時應(yīng)具有阻燃性；火災(zāi)后應(yīng)對阻尼器進行力學(xué)性能檢測，其指標(biāo)下降超過15%時應(yīng)進行更換。試驗方法外觀質(zhì)量產(chǎn)品外觀質(zhì)量應(yīng)用目測及常規(guī)量具測量評定。尺寸外形尺寸和安裝尺寸用分辨率不低于1mm的鋼卷尺在與量測方向垂直的不同位置量取2次，計算平均值。力學(xué)性能鐵基形狀記憶合金阻尼器的產(chǎn)品力學(xué)性能試驗應(yīng)按照如下規(guī)定進行。加載設(shè)備阻尼器力學(xué)性能試驗應(yīng)采用由電腦程序控制的電液伺服試驗機加載。試驗機的力測量精度等級應(yīng)不低于1級，位移分辨率應(yīng)不大于0.1mm，并應(yīng)能通過計算機自動采集，采樣頻率應(yīng)可調(diào)。試驗機的力、位移和速度量程應(yīng)能滿足試驗的要求。試驗機應(yīng)定期計量校準(zhǔn)。試件安裝阻尼器力學(xué)性能試驗中，試件與試驗機的連接應(yīng)可靠，試件往復(fù)運動過程中不應(yīng)有間隙。試件的受力方向應(yīng)與試驗機的運動方向保持完全一致。試件安裝的初始位置應(yīng)在其行程的中間位置。加載方式阻尼器的力學(xué)性能加載試驗應(yīng)采用位移控制方式進行，位移加載曲線宜為三角波或正弦波。數(shù)據(jù)采集阻尼器試驗過程中應(yīng)對時間、力和位移的數(shù)據(jù)進行采樣，且采樣頻率應(yīng)不低于試驗加載頻率的200倍，以保證每個加載循環(huán)的數(shù)據(jù)點不少于200個。環(huán)境溫度阻尼器試驗在室溫條件下進行。力學(xué)性能試驗方法鐵基形狀記憶合金阻尼器各項目的測試方法按表5進行。表5鐵基形狀記憶合金阻尼器力學(xué)性能試驗方法項目試驗方法屈服荷載試驗采用力-位移混合控制加載制度。試件屈服前,采用力控制并分級加載,接近屈服荷載前宜減小級差加載,每級荷載反復(fù)一次;試件屈服后采用位移控制,每級位移加載幅值取屈服位移的倍數(shù)為級差進行,每級加載可反復(fù)三次。鐵基形狀記憶合金阻尼器的基本特性應(yīng)通過滯回曲線的試驗結(jié)果確定。屈服位移彈性剛度屈服后剛度極限荷載極限位移滯回曲線耐久性鐵基形狀記憶合金阻尼器的耐久性能應(yīng)按表6的規(guī)定進行。表6鐵基形狀記憶合金阻尼器耐久性能要求項目試驗方法耐疲勞性能采用三角波或正弦激勵法在設(shè)計位移下進行連續(xù)往復(fù)加載，加載不少于60圈，繪制阻尼力-位移滯回曲線。當(dāng)出現(xiàn)下列情況時中止試驗，并記錄已完成的循環(huán)次數(shù)。1）發(fā)生斷裂破壞；2）最大承載力下降15%；3）滯回曲線形狀異常。耐腐蝕性能應(yīng)采用干漆膜測厚儀檢查。每個構(gòu)件檢測5處，每處的數(shù)值為3個相距50mm測點涂層干漆膜厚度的平均值。耐火性鐵基形狀記憶合金阻尼器遭受火災(zāi)后應(yīng)按表2要求進行檢測。檢驗規(guī)則檢驗類別產(chǎn)品檢驗分出廠檢驗和型式檢驗。每批次產(chǎn)品均應(yīng)進行出廠檢驗，出廠檢驗項目如下：鐵基形狀記憶合金阻尼器產(chǎn)品的外觀質(zhì)量檢驗應(yīng)分別根據(jù)7.1條、7.2條的要求，要求每件必做。鐵基形狀記憶合金阻尼器產(chǎn)品的性能應(yīng)根據(jù)7.3條和7.4條的要求進行檢驗。抽檢數(shù)量為同一工程同一類型同一規(guī)格數(shù)量的3%，當(dāng)同一類型同一規(guī)格的阻尼器產(chǎn)品數(shù)量較少時，可以在同一類型阻尼器中抽檢總數(shù)量的3％，但不得少于2個，檢驗合格率應(yīng)為100％。阻尼器被抽檢產(chǎn)品檢測后不得用于主體結(jié)構(gòu)。廠家提供工程應(yīng)用的鐵基形狀記憶合金阻尼器應(yīng)具有型式檢驗報告。型式檢驗應(yīng)由具有相應(yīng)檢驗資質(zhì)的質(zhì)量監(jiān)督檢驗機構(gòu)進行。有下列情況之一時，應(yīng)進行型式檢驗：新產(chǎn)品鑒定或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)時；正式生產(chǎn)后，如結(jié)構(gòu)、材料、制作工藝有較大改變，可能影響產(chǎn)品性能時；正常生產(chǎn)時，每五年檢驗一次；停產(chǎn)一年以上恢復(fù)生產(chǎn)時；出廠檢驗結(jié)果與上次型式檢驗有較大差異時；國家質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)提出型式檢驗要求或使用方根據(jù)合同規(guī)定提出要求時，應(yīng)進行型式檢驗。型式檢驗項目應(yīng)為本標(biāo)準(zhǔn)6一般要求和7技術(shù)要求和試驗方法要求中的所有項目進行型式檢驗。檢驗項目鐵基形狀記憶合金阻尼器的出廠檢驗和型式檢驗項目應(yīng)符合表7的規(guī)定，并應(yīng)附上每批次進料材質(zhì)證明。表7鐵基形狀記憶合金阻尼器檢驗項目檢測項目檢測參數(shù)出廠檢驗型式檢驗性能要求檢測方法外觀部件有效尺寸√√7.18.1材料鐵基形狀記憶合金√44碳素結(jié)構(gòu)鋼√其他合金結(jié)構(gòu)鋼√力學(xué)性能屈服承載力√√7.38.3設(shè)計承載力√√屈服位移√√極限位移√√彈性剛度√√第2剛度√√滯回曲線√√耐久性耐疲勞性能△√7.48.4注：√要進行試驗；×不要進行試驗；△可選擇進行試驗。抽樣及判定規(guī)則出廠檢驗按9.1.2中的a)條進行檢查時，如有一條不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，則該件產(chǎn)品應(yīng)判為不合格產(chǎn)品；按9.1.2中b)條進行抽檢時，如有一件抽樣的一項性能不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，對同批產(chǎn)品按原抽樣數(shù)加倍抽樣，并重新進行所有項目的檢測，如仍有一項不合格時，則判為該批產(chǎn)品不合格。抽樣試驗全部合格，則該批產(chǎn)品為合格。型式檢驗鐵基形狀記憶合金阻尼器應(yīng)由具有檢測資質(zhì)的第三方進行檢驗。對于原材料和產(chǎn)品，檢驗結(jié)果應(yīng)全部符合本標(biāo)準(zhǔn)要求，否則為不合格。標(biāo)志、包裝、運輸和貯存標(biāo)志每個出廠產(chǎn)品應(yīng)具有清晰永久的標(biāo)志，其內(nèi)容應(yīng)包括：a）生產(chǎn)廠名稱和商標(biāo)；b）產(chǎn)品型號；c）產(chǎn)品生產(chǎn)信息（生產(chǎn)日期、序列號或生產(chǎn)編號）。包裝每件產(chǎn)品應(yīng)采用可靠包裝或按合同要求包裝，便于運輸安全并能防止運輸中的損壞。外包裝或相關(guān)資料中應(yīng)當(dāng)明確產(chǎn)品的堆放方式，如最大疊放層數(shù)和堆放面等。包裝發(fā)貨的每箱產(chǎn)品應(yīng)具備下列文件：產(chǎn)品使用說明書；產(chǎn)品合格證；裝箱單。運輸運輸過程中應(yīng)注意防雨、防潮和防曬，不應(yīng)與有腐蝕性的化學(xué)品混運接觸。貯存產(chǎn)品應(yīng)貯存在干燥、通風(fēng)、無腐蝕性氣體且遠離熱源的場所。

（資料性）建議標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品規(guī)格型號及性能參數(shù)鐵基形狀記憶合金剪切屈服型阻尼器標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品可按表A.1選用。鐵基形狀記憶合金軸向屈服型阻尼器標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品可按表A.2選用。1鐵基形狀記憶合金剪切屈服型阻尼器產(chǎn)品規(guī)格型號及性能參數(shù)表序號規(guī)格型號屈服力Fy1/kN屈服前剛度K1/(kN/mm)屈服位移Dy1/mm1MYD-SMA-V-150×1.0150150.01.00.035≤252MYD-SMA-V-150×1.5150100.01.50.04≤323MYD-SMA-V-150×2.015075.02.00.04≤434MYD-SMA-V-200×1.0200200.01.00.035≤255MYD-SMA-V-200×1.5200100.01.50.04≤326MYD-SMA-V-200×2.020075.02.00.04≤437MYD-SMA-V-250×1.0250250.010.035≤258MYD-SMA-V-250×1.5250166.71.50.04≤329MYD-SMA-V-250×2.0250125.020.04≤4310MYD-SMA-V-300×1.0300300.010.035≤2511MYD-S