框架結(jié)構(gòu)剪切式壓電摩擦阻尼裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種框架結(jié)構(gòu)剪切式壓電摩擦阻尼裝置，包括框架和四個(gè)摩擦阻尼裝置，所述框架為矩形框架結(jié)構(gòu)，包括四個(gè)首尾相連的鋼板，所述鋼板的兩端分別設(shè)有連接部，所述連接部上設(shè)有通槽，相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部上的所述通槽相對(duì)應(yīng)并通過所述摩擦阻尼裝置連接，所述摩擦阻尼裝置可沿所述通槽滑動(dòng)，所述摩擦阻尼裝置包括螺栓和依次套接在所述螺栓的螺桿上的摩擦阻尼墊、堆棧式壓電片堆、螺母。本發(fā)明的所述鋼板可以調(diào)節(jié)尺寸與所應(yīng)用的梁柱尺寸相符，施工速度快、效率高；同時(shí)本發(fā)明采用了太陽能電池所以耗電量少，不需要安裝高壓電源，并且太陽能電池和堆棧式壓電片堆的拆卸更換安裝簡(jiǎn)單易行；由于采用四點(diǎn)摩擦，所以耗能效果較好。
【專利說明】
框架結(jié)構(gòu)剪切式壓電摩擦阻尼裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及框架式結(jié)構(gòu)的減震控制領(lǐng)域，具體地說是一種框架結(jié)構(gòu)剪切式壓電摩擦阻尼裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前常用的框架結(jié)構(gòu)適用的減振控制裝置多為X型和T型裝置，X型裝置是外圍框架結(jié)構(gòu)，然后通過四個(gè)撐桿與中間摩擦阻尼器相連，組成X型，如圖1所示；T型裝置是由一個(gè)T型芯板與框架相連，T型芯板分別與框架左、右和下部鋼板相連，與下部連接處安裝摩擦阻尼器，如圖2所示。裝置雖然耗能效果可以達(dá)到要求，但都存在影響建筑造型和使用功能的缺陷，裝置所在位置無法設(shè)置門窗，且必須設(shè)置墻體進(jìn)行遮蓋。同時(shí)由于遮蓋結(jié)構(gòu)要保證減振裝置的空間，所以該處結(jié)構(gòu)構(gòu)造較為復(fù)雜，耗時(shí)較多，必須現(xiàn)場(chǎng)安裝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)上述提出的現(xiàn)有技術(shù)存在影響建筑造型和使用功能，安裝位置無法設(shè)置門窗，且必須設(shè)置墻體進(jìn)行遮蓋和現(xiàn)場(chǎng)安裝等技術(shù)問題，而提供一種框架結(jié)構(gòu)剪切式壓電摩擦阻尼裝置。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下:
[0005]一種框架結(jié)構(gòu)剪切式壓電摩擦阻尼裝置，包括框架和四個(gè)摩擦阻尼裝置，所述框架為矩形框架結(jié)構(gòu)，包括四個(gè)首尾相連的鋼板，所述鋼板的兩端分別設(shè)有連接部，所述連接部上設(shè)有通槽，相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部上的所述通槽相對(duì)應(yīng)并通過所述摩擦阻尼裝置連接，所述摩擦阻尼裝置可沿所述通槽滑動(dòng)，所述摩擦阻尼裝置包括螺栓和依次套接在所述螺栓的螺桿上的摩擦阻尼墊、堆棧式壓電片堆、螺母；
[0006]所述堆棧式壓電片堆的外表面上還套接有電路板和太陽能電池，所述螺栓穿過相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部，所述摩擦阻尼墊位于相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部之間；
[0007]相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部，所述摩擦阻尼墊和所述堆棧式壓電片堆通過所述螺栓和所述螺母預(yù)緊在所述螺栓的頭部與所述螺母之間；
[0008]所述相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部之間還設(shè)有傳感器；
[0009]工作狀態(tài)下，所述傳感器感知所述框架發(fā)生剪切運(yùn)動(dòng)，并將位移信號(hào)傳遞給所述電路板，所述電路板控制所述太陽能電池提供給所述堆棧式壓電片堆的電量，進(jìn)而控制所述堆棧式壓電片堆的形變量。
[0010]當(dāng)所述框架發(fā)生剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述摩擦阻尼裝置將在所述通槽內(nèi)滑動(dòng)，所述傳感器感知所述框架發(fā)生剪切運(yùn)動(dòng)，并將位移信號(hào)傳遞給所述電路板，所述電路板根據(jù)所述位移信號(hào)確定所需電壓，所述電路板控制所述太陽能電池提供給所述堆棧式壓電片堆的電量，進(jìn)而控制所述堆棧式壓電片堆的形變量；由于所述堆棧式壓電片堆通過所述螺栓和所述螺母的預(yù)緊作用與相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部緊密結(jié)合，當(dāng)所述堆棧式壓電片堆發(fā)生形變時(shí)能夠使相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部與所述摩擦阻尼墊之間的壓力發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部與所述摩擦阻尼墊之間摩擦力的改變，進(jìn)而增加相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部與所述摩擦阻尼墊之間的耗能能力；由于所述太陽能電池提供給所述堆棧式壓電片堆的所述電量的改變能夠迅速調(diào)節(jié)所述堆棧式壓電片堆的形變量，所以可以實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部與所述摩擦阻尼墊之間的摩擦阻力。
[0011]進(jìn)一步地，所述連接部呈向所述框架內(nèi)突出的圓弧狀，所述通槽呈向所述框架內(nèi)突出的圓弧狀，所述通槽與所述連接部的曲率相一致。
[0012]進(jìn)一步地，所述螺栓的頭部與所述鋼板之間設(shè)有墊片一，所述螺母與所述堆棧式壓電片堆之間設(shè)有墊片二。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的所述鋼板可以調(diào)節(jié)尺寸與所應(yīng)用的梁柱尺寸相符，而所述摩擦阻尼裝置所在位置為相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部上，因此所述摩擦阻尼裝置的位置不會(huì)影響結(jié)構(gòu)整體造型及建筑使用功能，因此具有較高的實(shí)用性。同時(shí)，由于本發(fā)明的構(gòu)造簡(jiǎn)單，可以提前在工廠生產(chǎn)加工好，到現(xiàn)場(chǎng)直接安裝即可，因此施工速度快、效率高；同時(shí)本發(fā)明采用了太陽能電池所以耗電量少，不需要安裝高壓電源，并且太陽能電池和堆棧式壓電片堆的拆卸更換安裝簡(jiǎn)單易行；由于采用四點(diǎn)摩擦，所以耗能效果較好。
[0014]基于上述理由本發(fā)明可在框架式結(jié)構(gòu)的減震控制領(lǐng)域等領(lǐng)域廣泛推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0016]圖1是X型減振控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是T型減振控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是位于圖1中I部的摩擦阻尼裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是圖4中A-A向示意圖。
[0021]圖6是本發(fā)明的傳感器，電路板，太陽能電源，堆棧式壓電片堆之間的電路示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖3-圖5所示，一種框架結(jié)構(gòu)剪切式壓電摩擦阻尼裝置，包括框架和四個(gè)摩擦阻尼裝置5，所述框架為矩形框架結(jié)構(gòu)，包括四個(gè)首尾相連的鋼板，所述四個(gè)鋼板包括鋼板一 1，鋼板二 2，鋼板三3和鋼板四4，所述鋼板的兩端分別設(shè)有連接部7，所述連接部7上設(shè)有通槽8，所述連接部7呈向所述框架內(nèi)突出的圓弧狀，所述通槽8呈向所述框架內(nèi)突出的圓弧狀，所述通槽8與所述連接部7的曲率相一致，相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部7上的通槽8相對(duì)應(yīng)并通過所述摩擦阻尼裝置5連接，所述摩擦阻尼裝置5可沿所述通槽8滑動(dòng)，所述摩擦阻尼裝置5包括螺栓501和依次套接在所述螺栓501的螺桿上的摩擦阻尼墊502、堆棧式壓電片堆504、螺母506 ；
[0023]所述堆棧式壓電片堆504的外表面上還套接有電路板507和太陽能電池504，所述螺栓501穿過相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部7，所述摩擦阻尼墊502位于相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部7之間；
[0024]相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部7，所述摩擦阻尼墊503和所述堆棧式壓電片堆504通過所述螺栓501和所述螺母506預(yù)緊在所述螺栓501的頭部與所述螺母506之間；
[0025]所述相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部7之間還設(shè)有傳感器6 ；
[0026]工作狀態(tài)下，如圖6所示，所述傳感器6感知所述框架發(fā)生剪切運(yùn)動(dòng)，并將位移信號(hào)傳遞給所述電路板507，所述電路板507控制所述太陽能電池508提供給所述堆棧式壓電片堆504的電量，進(jìn)而控制所述堆棧式壓電片堆504的形變量。
[0027]當(dāng)所述框架發(fā)生剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述摩擦阻尼裝置5將在所述通槽8內(nèi)滑動(dòng)，所述傳感器6感知所述框架發(fā)生剪切運(yùn)動(dòng)，并將位移信號(hào)傳遞給所述電路板507，所述電路板507根據(jù)所述位移信號(hào)確定所需電壓，所述電路板507控制所述太陽能電池508提供給所述堆棧式壓電片堆504的電量，進(jìn)而控制所述堆棧式壓電片堆504的形變量；由于所述堆棧式壓電片堆504通過所述螺栓501和所述螺母506的預(yù)緊作用與相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部7緊密結(jié)合，當(dāng)所述堆棧式壓電片堆504發(fā)生形變時(shí)能夠使相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部7與所述摩擦阻尼墊503之間的壓力發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部7與所述摩擦阻尼墊503之間摩擦力的改變，進(jìn)而增加相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部7與所述摩擦阻尼墊503之間的耗能能力；由于所述太陽能電池508提供給所述堆棧式壓電片堆504的所述電量的改變能夠迅速調(diào)節(jié)所述堆棧式壓電片堆504的形變量，所以可以實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部7與所述摩擦阻尼墊503之間的摩擦阻力?？蚣芙Y(jié)構(gòu)相鄰兩鋼板之間的相對(duì)位移最大可以達(dá)到15cm，所述堆棧式壓電片堆504所需的輸入電壓量程為-150V?150V，所述堆棧式壓電片堆504最大伸長量可以達(dá)到60 μ m,所述摩擦阻尼墊503與相鄰兩鋼板之間的摩擦系數(shù)為0.4，產(chǎn)生的摩擦力能達(dá)到100kN。
[0028]所述螺栓501的頭部與所述鋼板之間設(shè)有墊片一 502，所述螺母506與所述堆棧式壓電片堆504之間設(shè)有墊片二 505。
[0029]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種框架結(jié)構(gòu)剪切式壓電摩擦阻尼裝置，包括框架和四個(gè)摩擦阻尼裝置，其特征在于:所述框架為矩形框架結(jié)構(gòu)，包括四個(gè)首尾相連的鋼板，所述鋼板的兩端分別設(shè)有連接部，所述連接部上設(shè)有通槽，相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部上的所述通槽相對(duì)應(yīng)并通過所述摩擦阻尼裝置連接，所述摩擦阻尼裝置可沿所述通槽滑動(dòng)，所述摩擦阻尼裝置包括螺栓和依次套接在所述螺栓的螺桿上的摩擦阻尼墊、堆棧式壓電片堆、螺母； 所述堆棧式壓電片堆的外表面上還套接有電路板和太陽能電池，所述螺栓穿過相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部，所述摩擦阻尼墊位于相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部之間；相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部，所述摩擦阻尼墊和所述堆棧式壓電片堆通過所述螺栓和所述螺母預(yù)緊在所述螺栓的頭部與所述螺母之間； 相鄰兩個(gè)所述鋼板的所述連接部之間還設(shè)有傳感器； 工作狀態(tài)下，所述傳感器感知所述框架發(fā)生剪切運(yùn)動(dòng)，并將位移信號(hào)傳遞給所述電路板，所述電路板控制所述太陽能電池提供給所述堆棧式壓電片堆的電量，進(jìn)而控制所述堆棧式壓電片堆的形變量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種框架結(jié)構(gòu)剪切式壓電摩擦阻尼裝置，其特征在于:所述連接部呈向所述框架內(nèi)突出的圓弧狀，所述通槽呈向所述框架內(nèi)突出的圓弧狀，所述通槽與所述連接部的曲率相一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種框架結(jié)構(gòu)剪切式壓電摩擦阻尼裝置，其特征在于:所述螺栓的頭部與所述鋼板之間設(shè)有墊片一，所述螺母與所述堆棧式壓電片堆之間設(shè)有墊片--O
【文檔編號(hào)】E04B1/19GK104153482SQ201410453092
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】楊飏, 吳慶金, 應(yīng)續(xù)華 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)