專利名稱：一種壓電套筒式拉壓雙向受力主動抗震控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及土木工程抗震控制領域，具體涉及一種壓電套筒式拉壓雙向受力主動
抗震控制裝置。
背景技術：
隨著建筑物跨度增大、高度增加以及結構形式日益復雜化，對結構的安全性和舒 適度也提出了更高的要求。通過控制技術消除或減弱不利因素產(chǎn)生的影響得到了越來越 多設計者的重視，其中，被動、半主動控制技術在土木工程中的應用得到了很好的研究及應 用，而嚴重依賴于驅動裝置的主動控制技術，則由于傳統(tǒng)振動控制驅動裝置響應慢、出力 小、沖程小等因素影響，其應用受到了很大限制。傳統(tǒng)的主動抗震控制驅動裝置通常只能夠 實現(xiàn)單向受壓抗震控制，且不能滿足較大位移變形的需求，另外對環(huán)境的適應能力也較差， 工作效率也比較低下。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有主動抗震控制裝置對環(huán)境的適應能較差，工作效率低的技術問題， 本發(fā)明提供一種壓電套筒式拉壓雙向受力主動抗震控制裝置。
本發(fā)明的技術方案如下 本發(fā)明提供的壓電套筒式拉壓雙向受力主動抗震控制裝置包括外層套筒，設置于 外層套筒上端部的緊固換力螺母，穿過緊固換力螺母的第一連接桿；設置于外層套筒下端 部的第二連接桿；所述外層套筒內設置有中空結構的內層套筒，所述內層套筒內放置有壓 電堆；所述內層套筒的上端與緊固換力螺母通過螺栓固連；所述內層套筒上端部與壓電堆 上端部之間設置有第一傳遞端板；所述內層套筒下端部與壓電堆下端部之間設置有帶鉸的 第二傳遞端板；所述外套筒下端內側設置有在運動過程中與第二傳遞端板鉸相接觸的凸 塊。 根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術方案，所述的外層套筒與內層套筒上、下兩端之間設有 空隙。
有螺栓




根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術方案，所述的外層套筒與內層套筒上、下兩端之間設置
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術方案，所述凸塊為橢圓形。 根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術方案，所述鉸為半圓球形。 根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術方案，所述壓電堆為長方體或圓柱體。 本發(fā)明的優(yōu)點如下
1.運用壓電堆這一新型智能材料應用于土木工程的主動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了結構抗 震的新途徑，在控制主動過程中具有較好的靈活性、智能性、高效性和對環(huán)境的適應能力強 等優(yōu)點。
2.構造簡單實用，性能可靠，將拉力轉化為壓力充分發(fā)揮壓電堆受壓性能好的性能，比較符合土木結構抗震受力性能特點。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明的A-A方向的剖面視圖；
圖3為本發(fā)明的B-B方向的剖面視圖；
圖4為本發(fā)明的C-C方向的剖面視圖。
附圖標記說明 外層套筒l，緊固換力螺母2，第一連接桿3 ;第 內層套筒6，第二凸塊601 ;壓電堆7，第一傳遞端板8 ;第
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明
參見圖1-圖4所示，本發(fā)明提供的壓電套筒式雙向主動抗震控制裝置，包括外層 套筒1，設置于外層套筒1上端部的緊固換力螺母2，穿過緊固換力螺母2的第一連接桿3 ; 設置于外層套筒1下端部的第二連接桿4 ;外層套筒1內設置有中空結構的內層套筒6，內 層套筒6內放置有為長方體或圓柱體形的壓電堆7 ;內層套筒的上端與固換力螺母2通過 螺栓5固定連接；內層套筒6上端部與壓電堆7上端部之間設置有第一傳遞端板8 ;內層套 筒6下端部與壓電堆7下端部之間設置有帶半球形鉸10的第二傳遞端板9 ;內套筒6上端 面內壁上設置有在運動過程中與第一傳遞端板8相接觸的第一凸塊601 ;外層套筒1下端 內側設置有在運動過程中與第二傳遞端板9的鉸10相接觸的橢圓形凸塊401。外層套筒與 內層套筒上下兩端之間設置有調節(jié)螺栓11。由于壓電材料具有正逆壓電效應，因此既可以 做傳感器又可以做驅動器，但是一般壓電材料的壓電應變系數(shù)很小，即使施加很大的電壓， 輸出位移也較小。本申請中的壓電堆為多組壓電片在力學上串聯(lián)、電學上并聯(lián)的結構，它使 各壓電片產(chǎn)生的位移可以疊加輸出，增加了位移輸出量。
本發(fā)明的工作原理如下 本發(fā)明適用于結構抗震主動控制中，嵌固于結構普通桿件中間，由第一連接桿和
第二連接桿分別與普通桿件連接，傳遞拉力或者壓力，緊固換力螺母2與內層套筒6的上端
通過通過螺栓5;當桿件受到壓力作用時，外層套筒下端與內層套筒的上端相對運動，壓電
堆受壓；當?shù)谝贿B接桿和第二連接桿受拉時，外層套筒上端與內層套筒下端相對運動，同樣
使壓電堆受壓。從而使壓電堆受壓性能良好的特性得到了充分發(fā)揮。內、外套筒端板與壓
電堆之間通過第一傳遞端板和第二傳遞端板傳力，第一傳遞端板與壓電堆之間以及第二傳
遞端板與內層套筒之間通過半圓形球鉸傳力，可以實現(xiàn)鉸接，從而避免彎矩傳遞。當將調節(jié)
螺栓擰緊時，外層套筒和內層套筒相互之間共同工作，此時為普通構件。 本發(fā)明根據(jù)壓電堆受壓性能強的特點，將拉力轉化為壓力且不承受彎矩的壓電抗
震裝置，克服了以往相近的主動抗震控制裝置只能夠實現(xiàn)單向抗震控制，并且不能滿足較
大位移變形的需求的問題，本發(fā)明提供的技術方案更加符合土木工程結構的受力特征，能
夠更好的提高結構在地震荷載下的抗震性能。 以上內容是結合具體的優(yōu)選技術方案對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定
二連接桿4，第一凸塊401 ;螺栓5 ;
二傳遞端板9 ;鉸IO ;調節(jié)螺栓ll。本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的 保護范圍。
權利要求
一種壓電套筒式拉壓雙向受力主動抗震控制裝置，包括外層套筒，設置于外層套筒上端部的緊固換力螺母，穿過緊固換力螺母的第一連接桿；設置于外層套筒下端部的第二連接桿；其特征在于所述外層套筒內設置有中空結構的內層套筒，所述內層套筒內放置有壓電堆；所述內層套筒的上端與緊固換力螺母通過螺栓固連；所述內層套筒上端部與壓電堆上端部之間設置有第一傳遞端板；所述內層套筒下端部與壓電堆下端部之間設置有帶鉸的第二傳遞端板；所述內套筒上端面內壁上設置有在運動過程中與第一傳遞端板相接觸的第一凸塊；所述外套筒下端面內側設置有在運動過程中與第二傳遞端板鉸相接觸的凸塊。
2. 根據(jù)權利要求1所述的壓電套筒式拉壓雙向受力主動抗震控制裝置，其特征在于 所述的外層套筒與內層套筒上、下兩端之間設有空隙。
3. 根據(jù)權利要求2所述的壓電套筒式拉壓雙向受力主動抗震控制裝置，其特征在于 所述的外層套筒與內層套筒上、下兩端之間設置調節(jié)螺栓。
4. 據(jù)權利要求3述的壓電套筒式拉壓雙向受力主動抗震控制裝置，其特征在于所述凸塊為橢圓形。
5. 據(jù)權利要求4述的壓電套筒式拉壓雙向受力主動抗震控制裝置，其特征在于所述 鉸為半圓球形。
6. 據(jù)權利要求5述的壓電套筒式拉壓雙向受力主動抗震控制裝置，其特征在于所述 壓電堆為長方體或圓柱體。
全文摘要
本發(fā)明提供的壓電套筒式拉壓雙向受力主動抗震控制裝置，包括外層套筒，設置于外層套筒上部的緊固換力螺母，穿過緊固換力螺母的第一連接桿；設置于外層套筒下部的第二連接桿；外層套筒內設置有中空結構的內層套筒，內層套筒內放置有壓電堆；內層套筒的上端與緊固換力螺母通過螺栓固連；內層套筒上端部與壓電堆上端部之間設置有第一傳遞端板；內層套筒下端部與壓電堆下端部之間設置有帶鉸的第二傳遞端板；外套筒下端內側設置有在運動過程中與第二傳遞端板鉸相接觸的凸塊。其解決抗震控制裝置工作效率低的技術問題，具有對環(huán)境的適應能力強等優(yōu)點。
文檔編號E04B1/98GK101736829SQ200910254589
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權日2009年12月29日
發(fā)明者代劍波, 朱軍強, 王社良, 馬乾瑛 申請人:西安建筑科技大學