[发明专利]压电复合材料传感层智能监测免维护屈曲约束支撑

说明书

技术领域

本发明涉及一种屈曲约束支撑技术，具体涉及一种压电复合材料传感层智能监测免维护屈曲约束支撑。

背景技术

现有屈曲约束支撑能较好地改进结构物的动力特性，提高其抗振或抗震性能。但现有支撑采用被动式约束模式，无法获知支撑的工作状态，也不能说明支撑的损伤状况。

发明内容

本发明的目的在于针对现有屈曲约束支撑无法反映自身工作状态的缺陷，提出一种具有智能监测功能的新型钢-复合材料屈曲约束支撑。

本发明采用的技术方案为：一种压电复合材料传感层智能监测免维护屈曲约束支撑，包括耗能钢芯、GFRP约束段、波形节、成型泡沫、传感层数据传输线和压电复合材料传感层，所述GFRP约束段的两端设有波形节，GFRP约束段和波形节的内部中心设有耗能钢芯，GFRP约束段沿耗能钢芯对称布置，所述压电复合材料传感层位于GFRP约束段内，压电复合材料传感层平行设置在耗能钢芯的长边两侧，压电复合材料传感层与耗能钢芯之间留有间隙，压电复合材料传感层与传感层数据传输线连接，压电复合材料传感层与GFRP约束段连接形成整体结构的空隙内填充有成型泡沫，所述压电复合材料传感层由压电智能夹层、玻璃纤维布和环氧树脂组成。

作为优选，所述耗能钢芯端部焊接有两个加劲肋，形成连接板，上面设有与结构节点板相连接的螺栓孔。

本发明通过整体成型工艺，压电复合材料层与GFRP约束段形成一个整体，压电复合材料传感层和GFRP约束段包裹成型泡沫，成型泡沫为整体成型工艺中GFRP约束段和压电复合材料传感层的模子，压电复合材料传感层内引出导线作为传感层数据传输线，耗能钢芯位于对称布置的GFRP约束段和压电复合材料传感层中。

有益效果：本发明利用压电复合材料传感层的监测耗能钢芯的工作状态，进而说明支撑工作性能和损伤情况。压电复合材料传感层由玻璃纤维、压电智能夹层和环氧树脂成，和GFRP复合材料约束段组成相近，采用整体成型工艺，一次即可完成传感层和约束段的制作，简便高效，形成的整体耐腐蚀性好。本发明从屈曲约束支撑的构造形式及传感器材料方面进行了创新，具有结构合理、自重轻、耐腐蚀、免维护、能智能监控的特点。新型屈曲约束支撑除具有减少建筑结构的振动响应（如地震、风振等），起到减振（震）保护作用的优点外，还具备工作状态可知、损伤情况可查的优点，是一种新型智能结构构件。

附图说明

图1为本发明支撑整体结构示意图；

图2为本发明支撑截面示意图；

图3-7为屈曲约束支撑变形历程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1和2所示，一种压电复合材料传感层智能监测免维护屈曲约束支撑，包括耗能钢芯1、GFRP约束段2、波形节3、成型泡沫4、传感层数据传输线5和压电复合材料传感层6，所述GFRP约束段2的两端设有波形节3，GFRP约束段2和波形节3的内部中心设有耗能钢芯1，GFRP约束段2沿耗能钢芯1对称布置，所述压电复合材料传感层6位于GFRP约束段2内，压电复合材料传感层6平行设置在耗能钢芯1的长边两侧，压电复合材料传感层6与耗能钢芯1之间留有间隙，压电复合材料传感层6与传感层数据传输线5连接，压电复合材料传感层6与GFRP约束段2连接形成整体结构的空隙内填充有成型泡沫4，所述压电复合材料传感层6由压电智能夹层、玻璃纤维布和环氧树脂组成。所述耗能钢芯1端部焊接有两个加劲肋，形成连接板，上面设有与结构节点板相连接的螺栓孔。

本发明屈曲约束支撑的工作原理是：