CN111021569A - 一种压电半主动摩擦型装配钢结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压电半主动摩擦型装配钢结构，包括钢柱和钢梁，所述钢柱和所述钢梁上分别水平设置有第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽中设置有两个第一滑块，所述第二滑槽中设置有两个第二滑块，两个所述第一滑块和两个所述第二滑块上沿垂直于滑动方向均开设有通孔，所述通孔内设置有压电堆，所述压电堆的两端设置有摩擦垫块，两个所述第一滑块和两个所述第二滑块通过剪刀型连接杆进行铰连接。本发明利用外部电压控制装置，通过控制电压的大小改变压电堆与接触面间的正压力，从而改变其摩擦力，使其自适应地震力，最终达到消震目的。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构领域，具体来说，涉及一种压电半主动摩擦型装配钢结构。
背景技术
随着减震技术在高层、超高层建筑结构上的运用越来越多，打破了传统的依靠结构自身刚度抵御地震作用的观念，传统钢框架梁柱节点通过节点自身的强度与延性抵抗地震作用，但是在强震作用下会产生较大的残余变形以及耗能效果有限，属于被动耗能的范畴，同时又增加了结构震后修复的费用，其经济性不好，而智能材料作为一种新兴的多功能材料的出现，现已成为土木工程结构振动控制领域的研究热点，取得了丰硕的成果，有着广泛的应用前景。其中压电智能材料的发现为结构半主动消能减震提供了新方向，因此，研制一种装配式钢结构压电半主动摩擦型耗能节点，通过半主动控制手段改变装配式钢结构节点的消能能力，使其自适应地震能量，达到消能减震目的具有非常重要的工程应用价值。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种压电半主动摩擦型装配钢结构，能够解决上述问题。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种压电半主动摩擦型装配钢结构，包括钢柱和钢梁，所述钢柱和所述钢梁上分别水平设置有第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽中设置有两个第一滑块，所述第二滑槽中设置有两个第二滑块，两个所述第一滑块和两个所述第二滑块上沿垂直于滑动方向均开设有通孔，所述通孔内设置有压电堆，所述压电堆的两端设置有摩擦垫块，两个所述第一滑块和两个所述第二滑块通过剪刀型连接杆进行铰连接。
进一步的，所述压电堆通电时所述摩擦垫块与所述第一滑槽和第二滑槽接触，所述压电堆断电时所述摩擦垫块不与所述第一滑槽和第二滑槽接触。
进一步的，所述剪刀型连接杆的中部设置有高强销钉，所述剪刀型连接杆的两根连杆绕所述高强销钉转动。
进一步的，所述剪刀型连接杆的四端分别连接两个所述第一滑块和两个所述第二滑块转动连接。
进一步的，所述第一滑槽和所述第二滑槽的两端封闭。
进一步的，所述第一滑槽和所述第二滑槽的两端设置有高阻尼橡胶块。
进一步的，所述压电堆上设置有与外部电压控制装置连接的导线。
本发明的有益效果：本发明利用外部电压控制装置，通过控制电压的大小改变压电堆与接触面间的正压力，从而改变其摩擦力，使其自适应地震力，最终达到消震目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是压电半主动摩擦型装配钢结构的结构示意图；
图2是图1的A-A剖面图。
图中：1.钢柱，2.钢梁，3.第一滑槽，4.第二滑槽，5.第一滑块，6.第二滑块，7.通孔，8.压电堆，9.摩擦垫块，10.剪刀型连接杆，11.高强销钉，12.高阻尼橡胶块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，根据本发明实施例所述的一种压电半主动摩擦型装配钢结构，包括钢柱1和钢梁2，所述钢柱1和所述钢梁2上分别水平设置有第一滑槽3和第二滑槽4，所述第一滑槽3中设置有两个第一滑块5，所述第二滑槽4中设置有两个第二滑块6，两个所述第一滑块5和两个所述第二滑块6上沿垂直于滑动方向均开设有通孔7，所述通孔7内设置有压电堆8，所述压电堆8的两端设置有摩擦垫块9，两个所述第一滑块5和两个所述第二滑块6通过剪刀型连接杆10进行铰连接。
在本发明的一个具体实施例中，所述压电堆8通电时所述摩擦垫块9与所述第一滑槽3和第二滑槽4接触，所述压电堆8断电时所述摩擦垫块9不与所述第一滑槽3和第二滑槽4接触。
在本发明的一个具体实施例中，所述剪刀型连接杆10的中部设置有高强销钉11，所述剪刀型连接杆10的两根连杆绕所述高强销钉11转动。
在本发明的一个具体实施例中，所述剪刀型连接杆10的四端分别连接两个所述第一滑块5和两个所述第二滑块6转动连接。
在本发明的一个具体实施例中，所述第一滑槽3和所述第二滑槽4的两端封闭。
在本发明的一个具体实施例中，所述第一滑槽3和所述第二滑槽4的两端设置有高阻尼橡胶块12。
在本发明的一个具体实施例中，所述压电堆8上设置有与外部电压控制装置连接的导线。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，根据本发明的一种压电半主动摩擦型装配钢结构，地震发生时，钢结构节点发生转动，使其剪刀型连接杆10在拉压过程中发生横向位移，带动所连接第一滑块5和第二滑块6滑动，通过外部控制电压装置改变电场的大小，使压电堆8发生变形，压电堆8两端的摩擦垫块9被挤出通孔7外，从而改变摩擦垫块9与第一滑槽3和第二滑槽4之间的接触力，根据地震能量的大小改变摩擦力的大小，使其自适应于地震力，从而达到消震的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种压电半主动摩擦型装配钢结构，包括钢柱（1）和钢梁（2），其特征在于，所述钢柱（1）和所述钢梁（2）上分别水平设置有第一滑槽（3）和第二滑槽（4），所述第一滑槽（3）中设置有两个第一滑块（5），所述第二滑槽（4）中设置有两个第二滑块（6），两个所述第一滑块（5）和两个所述第二滑块（6）上沿垂直于滑动方向均开设有通孔（7），所述通孔（7）内设置有压电堆（8），所述压电堆（8）的两端设置有摩擦垫块（9），两个所述第一滑块（5）和两个所述第二滑块（6）通过剪刀型连接杆（10）进行铰连接。
2.根据权利要求1所述的压电半主动摩擦型装配钢结构，其特征在于，所述压电堆（8）通电时所述摩擦垫块（9）与所述第一滑槽（3）和第二滑槽（4）接触，所述压电堆（8）断电时所述摩擦垫块（9）不与所述第一滑槽（3）和第二滑槽（4）接触。
3.根据权利要求1所述的压电半主动摩擦型装配钢结构，其特征在于，所述剪刀型连接杆（10）的中部设置有高强销钉（11），所述剪刀型连接杆（10）的两根连杆绕所述高强销钉（11）转动。
4.根据权利要求3所述的压电半主动摩擦型装配钢结构，其特征在于，所述剪刀型连接杆（10）的四端分别连接两个所述第一滑块（5）和两个所述第二滑块（6）转动连接。
5.根据权利要求1所述的压电半主动摩擦型装配钢结构，其特征在于，所述第一滑槽（3）和所述第二滑槽（4）的两端封闭。
6.根据权利要求5所述的压电半主动摩擦型装配钢结构，其特征在于，所述第一滑槽（3）和所述第二滑槽（4）的两端设置有高阻尼橡胶块（12）。
7.根据权利要求1所述的压电半主动摩擦型装配钢结构，其特征在于，所述压电堆（8）上设置有与外部电压控制装置连接的导线。
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