[发明专利]一种智能调控刚度阻尼的转动摩擦型支撑

说明书

本发明涉及一种智能调控刚度阻尼的转动摩擦型支撑，包括螺旋摩擦芯轴，高强耐磨缸，高强耐磨离散体，头部轴承，尾部轴承，旋转端头，锚栓，弹簧智能调节装置，高强超弹弧形加压装置，上固定限位装置和下固定限位装置，变调刚度耗能装置，刚性连接件，刚性支撑板。本发明耗能方式为螺旋摩擦芯轴的旋转，不会对耗能构件产生损耗，其耐久性好，可靠度高；通过变调刚度耗能装置的变形耗能进而调节支撑的总刚度和耗能能力；通过应力智能感应仪和单片机控制处理等实现智能调控支撑的阻尼，并且可通过图像处理器显示滞回耗能曲线，实现实时监控。本发明抗震概念设计清晰、结构构造简单、所用材料成本低廉，施工方便，便于更换。

技术领域

本发明公开了一种智能调控刚度阻尼的转动摩擦型支撑，属于工程结构抗震与消能减震技术领域。

背景技术

传统的建筑结构抗震设计方法是通过增强建筑结构本身的抗震性能来抵御地震作用的，如增加梁柱尺寸和配筋，即由结构本身储存和耗散地震能量被动消极的抗震对策，以满足结构抗震设防标准。

目前消能减震技术迅速发展，开发了许多种类的减震构件和耗能器，如粘滞阻尼器、软钢阻尼器、摩擦阻尼器等。消能减震技术即在结构的某些部位设置耗能器，通过弹塑性变形，摩擦等来消耗地震传给结构的能量，增加结构阻尼，从而达到保护结构的作用。消能减震技术在结构加固与结构抗震领域起着至关重要的作用，是现在建筑抗震最常用的手段之一。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种智能调控刚度阻尼的转动摩擦型支撑，其耗能能力强、耗能效果稳定、刚度阻尼可智能调控，并能够实时监控工作状态和耗能情况。

为了达到以上的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种智能调控刚度阻尼的转动摩擦型支撑，包括螺旋摩擦芯轴，高强耐磨缸，高强耐磨离散体，头部轴承，尾部轴承，旋转端头，锚栓，弹簧智能调节装置，高强超弹弧形加压装置，上固定限位装置和下固定限位装置，变调刚度耗能装置，刚性连接件，刚性支撑板；所述螺旋摩擦芯轴外设置高强耐磨缸，在高强耐磨缸内设置弹簧智能调节装置和高强超弹弧形加压装置，高强超弹弧形加压装置所围空间内填充高强耐磨离散体，所述螺旋摩擦芯轴置于高强耐磨离散体内；通过上固定限位装置和下固定限位装置将高强耐磨离散体、高强超弹弧形加压装置密封固定限位；变调刚度耗能装置一端通过刚性连接件与螺旋摩擦芯轴尾部固接，其另一端通过刚性连接件与嵌在高强耐磨缸内部的刚性支撑板连接；在上固定限位装置上设置弹簧智能调节装置，调控高强耐磨缸内高强耐磨离散体的预应力；所述螺旋摩擦芯轴端部通过锚栓固定连接旋转端头，旋转端头连接在头部轴承内部，高强耐磨缸的尾部连接尾部轴承；在高强耐磨缸内部设置红外感应仪和应力智能感应仪，高强耐磨缸外表面设置图像处理器和单片机控制处理模块，红外感应仪、应力智能感应仪、图像处理器、单片机控制处理模块和智能转动阀通过电信线通信连接。

所述弹簧智能调节装置包括智能转动阀，平衡滑动塞，紧固装置，弹簧片；所述智能转动阀和紧固装置各四个，智能转动阀与紧固装置端部固连，紧固装置的另一端通过平衡滑动塞连接弹簧片，弹簧片的另一端固定在下固定限位装置上；当支撑应力达到单片机控制处理器设定值时，智能转动阀转动紧固装置，紧固装置推动平衡滑动塞，平衡滑动塞均匀压缩弹簧片，弹簧片变形推动高强超弹弧形加压装置向内搓动，从而挤压高强耐磨离散体，使高强耐磨离散体间预应力增大，从而增加支撑的内摩擦力，达到调节阻尼的目的。智能转动阀由单片机控制处理模块控制，在地震作用下，当支撑受力大于单片机所设定值时，由单片机控制处理模块控制智能转动阀开动齿轮，转动紧固装置压缩弹簧片推动高强超弹弧形加压装置改变高强耐磨离散体间的预应力，改变智能支撑的内摩擦力；在智能转动阀不断转动紧固装置，支撑受力不断增大后，达到一定数值后单片机控制处理模块控制智能转动阀停转。

所述高强超弹弧形加压装置共有四件，每件高强超弹弧形加压装置两边的弧面相互接触，在高强耐磨缸内围成一个四面体，四面体的四个面上各设置一个弹簧片，四面体内部填充高强耐磨离散体。