[实用新型]智能压电减震控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种建筑物的防护装置，尤其涉及一种减少外界震动影响的防护装置。

背景技术

传统的土木工程结构抗震设计通过结构构件的弹塑性变形来消耗地震能量，达到减轻地震作用的目的，但是结构构件的弹塑性耗能不可避免地会对结构造成损伤，甚至是不可修复的损伤。近年来所发生的大地震(如1994年美国Northridge，1995年日本神户，1999年台湾集集，2008年中国汶川)造成的严重结构破坏和重大财产损失已经暴露出传统抗震设计方法的这种缺陷。

耗能减振技术通过在结构中设置被动耗能装置，消耗本来由结构构件(例如梁柱结点)消耗的地震能量，大大减轻了结构的变形和损伤。目前已开发的耗能器主要有四类：摩擦耗能器、金属屈服耗能器、粘滞耗能器和粘弹性耗能器。摩擦耗能器因其耗能能力强、性能稳定、价格低廉，在工程中相对于其它三种方式更易于推广应用。Pall摩擦耗能器由Pall和Marsh于1982年提出，在加拿大、美国、印度和中国的多幢民用及工业建筑中得到应用。在Pall摩擦阻尼器的基础上又提出了T形芯板摩擦耗能器和可变摩擦耗能器等，都具有Pall摩擦耗能器四连杆变形机构，因此统称为Pall型摩擦阻尼器。Pall型摩擦阻尼器具有耗能能力强，不受支撑屈曲力的影响。

金属屈服耗能器的形式，如2008年2月27日公开的中国专利，公开号为CN101131005A，公开了一种金属屈服与摩擦阻尼器联合减震控制方法，其主要由耗能钢板、摩擦钢板、水平连接钢板组成，通过摩擦钢板和耗能钢板来实现分阶段耗能，通过调整摩擦钢板滑动槽的长度使消能器具有可调功能，其效果大大不如摩擦耗能器。

防屈曲支撑被认为是很有前途的一种耗能支撑，防屈曲支撑是一种可以防止支撑屈曲的一种耗能装置。防屈曲支撑的研究在国内则是刚刚起步，这种耗能器具有吨位大、耗能能力强、不受频率影响的优点。但是摩擦阻尼器在大震过后，摩擦阻尼器的支撑由于屈曲而不易拆卸，故结合摩擦阻尼器和防屈曲支撑的优点，提出了摩擦阻尼器与防屈曲支撑联合减震控制装置。

现有技术中，摩擦耗能器基本都是被动耗能装置，不能根据减震的需要而实时改变自身的特性，因而限制了其减震效果和使用范围。压电陶瓷是一种新型功能材料，它具有瞬间电致形变的特性，虽然形变量小，所需电场强度高，但需很大的应力才可以限制其变形，因此是一种良好的微驱动器。其具有在机械力的作用下，在两个端面出现符号相反而密度与机械应力成正比的束缚电荷，在电场的作用下，产生与电场强度成正比的变形或机械应力特征。

实用新型内容

本实用新型的技术效果克服上述缺陷，提供一种智能压电减震控制装置，其采用新型压电陶瓷驱动器，根据减震结构要求，利用压电陶瓷的伸缩变形来改变摩擦片的紧固力，从而实时调整摩擦力，可以使摩擦耗能力具有智能的特性。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：其包括框架以及设置在框架内的阻尼器，阻尼器采用摩擦阻尼器，摩擦阻尼器上设置压电陶瓷驱动器，摩擦阻尼器的四个边角分别通过防屈曲支撑构件与框架连接。

摩擦阻尼器与防屈曲支撑构件栓接。防屈曲支撑构件与框架栓接或铆接或焊接。摩擦阻尼器采用Pall摩擦阻尼器或T形芯板摩擦阻尼器或可变摩擦阻尼器。

Pall摩擦阻尼器包括十字芯板、横连板、竖连板、摩擦片、滑动螺栓、四角螺栓；十字芯板相对的两侧设有弧形槽孔，另两侧通过四角螺栓固定在竖连板上，十字芯板采用形状记忆合金材质；横连板与竖连板通过四角螺栓连接，横连板与十字芯板连接处通过摩擦片间隔；滑动螺栓固定在横连板上并贯通弧形槽孔，弧形槽孔的宽度大于滑动螺栓的直径；压电陶瓷驱动器设置在滑动螺栓与弧形槽孔之间。

T形芯板摩擦阻尼器包括T形芯板(根据需要可以为一层或多层)、横连板、竖连板、摩擦片、滑动螺栓、四角螺栓；T形芯板竖端设有弧形槽孔，横端通过四角螺栓固定在竖连板上，T形芯板采用形状记忆合金材质；横连板与竖连板通过四角螺栓连接，横连板与T形芯板竖端连接处通过摩擦片间隔；滑动螺栓固定在横连板上并贯通弧形槽孔，弧形槽孔的宽度大于滑动螺栓的直径；压电陶瓷驱动器设置在滑动螺栓与弧形槽孔之间。