一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)，包括框架、可變支撐裝置和控制系統(tǒng)；框架包括框架柱和框架梁；可變支撐裝置包括上支撐桿件、下支撐桿件和驅(qū)動裝置；可變支撐裝置展開時，上支撐桿件的一端與框架梁相連，另一端與下支撐桿件相連，下支撐桿件一端與上支撐桿件相連，另一端與框架柱底部相連；控制系統(tǒng)為燒入驅(qū)動桿件運動程序的單片機；單片機通過與可變支撐裝置相連的電纜控制驅(qū)動裝置，帶動可變支撐裝置運動到指定位置。本發(fā)明的優(yōu)勢在于，平時可變支撐裝置收起，整個結(jié)構(gòu)就是一個框架結(jié)構(gòu)，可利用的空間的較大，緊急情況或突發(fā)災變時打開可變支撐裝置，整個結(jié)構(gòu)變成一個框架-支撐結(jié)構(gòu)，使房屋結(jié)構(gòu)在短時間內(nèi)具備很強的抗震和抗沖擊能力。
【專利說明】一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程領域，涉及一種結(jié)構(gòu)體系，特指一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)，主 要適用于地震多發(fā)區(qū)的房屋和承受特殊荷載的結(jié)構(gòu)，同時也適用于剛度變化大的結(jié)構(gòu)。
【背景技術】
[0002]我國常用的結(jié)構(gòu)有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-支撐結(jié)構(gòu)；框架結(jié)構(gòu)是指由梁 和柱以剛接或者鉸接相連接而成，構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)可利用的空間較大，但抗 震性能較差；剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，承受豎向和水平 力的結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能好，但可利用的空間受到剪力墻的限制；框架-支撐結(jié)構(gòu)體 系是一種由沿豎向布置的抗剪支撐結(jié)構(gòu)和梁柱框架所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，框架-支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)向 剛度較大，抗震性好，設置支撐可以提高框架的穩(wěn)定承載能力，但支撐的存在將影響空間的 使用，給建筑布局帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的抗震性能與建筑空間之間的矛盾，而提出一種 框架-可變支撐結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明采用的技術方案為:一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)，包括框架、可變支撐裝置和 控制系統(tǒng)；所述框架包括框架柱和框架梁；所述框架梁搭在框架柱上；所述可變支撐裝置 包括上支撐桿件、下支撐桿件和驅(qū)動裝置；所述可變支撐裝置展開時，上支撐桿件的一端與 框架梁相連，另一端與下支撐桿件相連，下支撐桿件一端與上支撐桿件相連，另一端與框架 柱底部相連；所述控制系統(tǒng)為燒入驅(qū)動桿件運動程序的單片機；所述單片機通過與可變支 撐裝置相連的電纜控制驅(qū)動裝置，帶動可變支撐裝置運動到指定位置。
[0005]所述控制系統(tǒng)由管理人員或者通過接收激勵信號控制，再由其產(chǎn)生控制信號控制 驅(qū)動裝置。
[0006]所述激勵信號的來源是從預警系統(tǒng)發(fā)來的信號或者通過安裝在建筑物上的傳感 器感知結(jié)構(gòu)的變形或振動產(chǎn)生的激勵信號。
[0007]所述控制系統(tǒng)的處理器也可以是ARM處理器。
[0008]所述上支撐桿件和下支撐桿件是整根桿件或者由多根小桿件組成的曲柄。
[0009]平時可變支撐裝置收起，上支撐桿件處在框架梁下方水平位置，遇到緊急情況或 突發(fā)災變時，通過管理人員或者產(chǎn)生激勵信號控制單片機，使其產(chǎn)生控制信號控制驅(qū)動裝 置，驅(qū)動裝置使上支撐桿件和下支撐桿件運動到框架柱底部至框架梁的直線上，形成一個 穩(wěn)定的支撐，增強結(jié)構(gòu)剛度，緊急情況或突發(fā)災變過后使可變支撐裝置回到收起狀態(tài)。
[0010]由于上述技術方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點:平時可變支撐 裝置收起，整個結(jié)構(gòu)就是一個框架結(jié)構(gòu)，可利用的空間的較大，緊急情況或突發(fā)災變時，通 過管理人員或者產(chǎn)生激勵信號控制單片機，使其產(chǎn)生控制信號控制驅(qū)動裝置，帶動可變支 撐裝置運動到指定位置，可變支撐裝置打開后，整個結(jié)構(gòu)變成一個框架-支撐結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度增大，同時可變支撐裝置下部仍能保證人員的通行，使房屋結(jié)構(gòu)在短時間內(nèi)具備很強的 抗震和抗沖擊能力，適用于抵抗地震作用和各種特殊荷載的情況，也可用于臨時改善剛度 變化較大的房屋結(jié)構(gòu)的剛度均勻性，緊急情況或突發(fā)災變過后將可變支撐裝置收起，整個 結(jié)構(gòu)又變回框架結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)的展開狀態(tài)平面圖；
[0012]圖2為本發(fā)明的一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)的一種實施例的收起狀態(tài)平面圖；
[0013]圖3為本發(fā)明的一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)的另一種實施例的收起狀態(tài)平面圖；
[0014]其中:1、框架柱；2、框架梁；3、上支撐桿件；4、下支撐桿件。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0016]實施例1:
[0017]圖1為一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)的展開狀態(tài)平面圖，所述框架-可變支撐結(jié)構(gòu)包 括框架、可變支撐裝置和控制系統(tǒng)；所述框架包括框架柱I和框架梁2 ;所述框架梁2搭在 框架柱I上；所述可變支撐裝置包括上支撐桿件3、下支撐桿件4和驅(qū)動裝置；所述可變支 撐裝置展開時，上支撐桿件3的一端與框架梁2相連，另一端與下支撐桿件4相連，下支撐 桿件4 一端與上支撐桿件3相連，另一端與框架柱I底部相連；所述控制系統(tǒng)為燒入驅(qū)動桿 件運動程序的單片機；所述單片機通過與可變支撐裝置相連的電纜控制驅(qū)動裝置，帶動可 變支撐裝置運動到指定位置；所述控制系統(tǒng)由管理人員或者通過接收激勵信號控制，再由 其產(chǎn)生控制信號控制驅(qū)動裝置；所述激勵信號的來源是從預警系統(tǒng)發(fā)來的信號或者通過安 裝在建筑物上的傳感器感知結(jié)構(gòu)的變形或振動產(chǎn)生的激勵信號；所述控制系統(tǒng)的處理器也 可以是ARM處理器；所述上支撐桿件3和下支撐桿件4是整根桿件或者由多根小桿件組成 的曲柄。
[0018]圖2為一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)的一種收起狀態(tài)平面圖，所述可變支撐裝置中的 驅(qū)動裝置是一個由氣動葫蘆帶動的曲柄滑塊機構(gòu)，滑槽位于框架柱I中，滑塊在滑槽中豎 向移動，下支撐桿件4與滑塊通過軸銷連接，上支撐桿件3與位于框架梁2底部跨中位置的 固定鉸支座通過軸銷連接，上支撐桿件3與下支撐桿件4通過軸銷連接，上支撐桿件3上裝 有套筒，下支撐桿件4上有卡環(huán)，氣動葫蘆的吊鉤鉤住上支撐桿件3。
[0019]如圖2，所述可變支撐裝置處在收起狀態(tài)，上支撐桿件3被氣動葫蘆吊住處在水平 位置，下支撐桿件4處在豎直位置，遇到緊急情況或突發(fā)災變時，通過管理人員或者產(chǎn)生激 勵信號控制單片機，使其產(chǎn)生控制信號控制驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置中的氣動葫蘆使上支撐桿 件3繞固定鉸支座向下轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程中調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動速度以避免碰到人員和產(chǎn)生過大的沖擊 荷載，滑塊在重力的作用下滑到滑槽底部，此時上支撐桿件3和下支撐桿件4運動到框架柱 I底部至框架梁2的直線上，套筒下落到卡環(huán)位置，限制上支撐桿件3和下支撐桿件4的相 對轉(zhuǎn)動，形成一個穩(wěn)定的支撐，增強結(jié)構(gòu)剛度，緊急情況或突發(fā)災變過后用氣動葫蘆提升上 支撐桿件3回到水平位置。
[0020]實施例2:[0021]圖1為一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)的展開狀態(tài)平面圖，所述框架-可變支撐結(jié)構(gòu)包 括框架、可變支撐裝置和控制系統(tǒng)；所述框架包括框架柱I和框架梁2 ;所述框架梁2搭在 框架柱I上；所述可變支撐裝置包括上支撐桿件3、下支撐桿件4和驅(qū)動裝置；所述可變支 撐裝置展開時，上支撐桿件3的一端與框架梁2相連，另一端與下支撐桿件4相連，下支撐 桿件4 一端與上支撐桿件3相連，另一端與框架柱I底部相連；所述控制系統(tǒng)為燒入驅(qū)動桿 件運動程序的單片機；所述單片機通過與可變支撐裝置相連的電纜控制驅(qū)動裝置，帶動可 變支撐裝置運動到指定位置；所述控制系統(tǒng)由管理人員或者通過接收激勵信號控制，再由 其產(chǎn)生控制信號控制驅(qū)動裝置；所述激勵信號的來源是從預警系統(tǒng)發(fā)來的信號或者通過安 裝在建筑物上的傳感器感知結(jié)構(gòu)的變形或振動產(chǎn)生的激勵信號；所述控制系統(tǒng)的處理器也 可以是ARM處理器；所述上支撐桿件3和下支撐桿件4是整根桿件或者由多根小桿件組成 的曲柄。
[0022]圖3為一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)的另一種收起狀態(tài)平面圖，所述可變支撐裝置的 上支撐桿件3和下支撐桿件4形成兩個自由度的機械臂，驅(qū)動裝置由兩個旋轉(zhuǎn)電機組成，一 個旋轉(zhuǎn)電機固定于框架上，驅(qū)動上支撐桿件3運動，另一個旋轉(zhuǎn)電機固定于上支撐桿件3的 另一端，帶動相連的下支撐桿件4;單片機控制這兩個旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)動角度，從而控制兩個 桿件的運動情況。
[0023]如圖3，收起狀態(tài)時上支撐桿件3處在水平位置，下支撐桿件4也處在水平位置，緊 急情況或突發(fā)災變時，通過管理人員或者產(chǎn)生激勵信號控制單片機，使其產(chǎn)生控制信號控 制驅(qū)動裝置，在驅(qū)動裝置中的旋轉(zhuǎn)電機的控制下，上支撐桿件3和下支撐桿件4運動到框架 柱I底部至框架梁2的直線上并鎖死，形成一個穩(wěn)定的支撐，增強結(jié)構(gòu)剛度，緊急情況或突 發(fā)災變過后控制旋轉(zhuǎn)電機使可變支撐裝置回到收起狀態(tài)。
[0024]應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下， 還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍，本實施例中未明確的各組成 部分均可用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
【權利要求】
1.一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括框架、可變支撐裝置和控制系統(tǒng)；所述框架包括框架柱(I)和框架梁(2);所述框架梁(2)搭在框架柱(I)上；所述可變支撐裝置包括上支撐桿件(3 )、下支撐桿件(4 )和驅(qū)動裝置；所述可變支撐裝置展開時，上支撐桿件(3 ) 的一端與框架梁(2)相連，另一端與下支撐桿件(4)相連，下支撐桿件(4) 一端與上支撐桿件(3)相連，另一端與框架柱(I)底部相連；所述控制系統(tǒng)為燒入驅(qū)動桿件運動程序的單片機；所述單片機通過與可變支撐裝置相連的電纜控制驅(qū)動裝置，帶動可變支撐裝置運動到指定位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)由管理人員或者通過接收激勵信號控制，再由其產(chǎn)生控制信號控制驅(qū)動裝置。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述激勵信號的來源是從預警系統(tǒng)發(fā)來的信號或者通過安裝在建筑物上的傳感器感知結(jié)構(gòu)的變形或振動產(chǎn)生的激勵信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)的處理器也可以是ARM處理器。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種框架-可變支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上支撐桿件(3) 和下支撐桿件(4)是整根桿件或者由多根小桿件組成的曲柄。`
【文檔編號】E04B1/98GK103603427SQ201310577206
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權日:2013年11月18日
【發(fā)明者】黃靚, 王路, 程晨, 馮煒祥, 高小寶 申請人:湖南大學