[發(fā)明專利]壓電復(fù)合材料傳感層智能監(jiān)測免維護(hù)屈曲約束支撐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310377562.3
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN103422586A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭洋;董軍
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種屈曲約束支撐技術(shù)，具體涉及一種壓電復(fù)合材料傳感層智能監(jiān)測免維護(hù)屈曲約束支撐。

背景技術(shù)

現(xiàn)有屈曲約束支撐能較好地改進(jìn)結(jié)構(gòu)物的動(dòng)力特性，提高其抗振或抗震性能。但現(xiàn)有支撐采用被動(dòng)式約束模式，無法獲知支撐的工作狀態(tài)，也不能說明支撐的損傷狀況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有屈曲約束支撐無法反映自身工作狀態(tài)的缺陷，提出一種具有智能監(jiān)測功能的新型鋼-復(fù)合材料屈曲約束支撐。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種壓電復(fù)合材料傳感層智能監(jiān)測免維護(hù)屈曲約束支撐，包括耗能鋼芯、GFRP約束段、波形節(jié)、成型泡沫、傳感層數(shù)據(jù)傳輸線和壓電復(fù)合材料傳感層，所述GFRP約束段的兩端設(shè)有波形節(jié)，GFRP約束段和波形節(jié)的內(nèi)部中心設(shè)有耗能鋼芯，GFRP約束段沿耗能鋼芯對稱布置，所述壓電復(fù)合材料傳感層位于GFRP約束段內(nèi)，壓電復(fù)合材料傳感層平行設(shè)置在耗能鋼芯的長邊兩側(cè)，壓電復(fù)合材料傳感層與耗能鋼芯之間留有間隙，壓電復(fù)合材料傳感層與傳感層數(shù)據(jù)傳輸線連接，壓電復(fù)合材料傳感層與GFRP約束段連接形成整體結(jié)構(gòu)的空隙內(nèi)填充有成型泡沫，所述壓電復(fù)合材料傳感層由壓電智能夾層、玻璃纖維布和環(huán)氧樹脂組成。

作為優(yōu)選，所述耗能鋼芯端部焊接有兩個(gè)加勁肋，形成連接板，上面設(shè)有與結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)板相連接的螺栓孔。

本發(fā)明通過整體成型工藝，壓電復(fù)合材料層與GFRP約束段形成一個(gè)整體，壓電復(fù)合材料傳感層和GFRP約束段包裹成型泡沫，成型泡沫為整體成型工藝中GFRP約束段和壓電復(fù)合材料傳感層的模子，壓電復(fù)合材料傳感層內(nèi)引出導(dǎo)線作為傳感層數(shù)據(jù)傳輸線，耗能鋼芯位于對稱布置的GFRP約束段和壓電復(fù)合材料傳感層中。

有益效果：本發(fā)明利用壓電復(fù)合材料傳感層的監(jiān)測耗能鋼芯的工作狀態(tài)，進(jìn)而說明支撐工作性能和損傷情況。壓電復(fù)合材料傳感層由玻璃纖維、壓電智能夾層和環(huán)氧樹脂成，和GFRP復(fù)合材料約束段組成相近，采用整體成型工藝，一次即可完成傳感層和約束段的制作，簡便高效，形成的整體耐腐蝕性好。本發(fā)明從屈曲約束支撐的構(gòu)造形式及傳感器材料方面進(jìn)行了創(chuàng)新，具有結(jié)構(gòu)合理、自重輕、耐腐蝕、免維護(hù)、能智能監(jiān)控的特點(diǎn)。新型屈曲約束支撐除具有減少建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)（如地震、風(fēng)振等），起到減振（震）保護(hù)作用的優(yōu)點(diǎn)外，還具備工作狀態(tài)可知、損傷情況可查的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型智能結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

附圖說明

圖1為本發(fā)明支撐整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明支撐截面示意圖；

圖3-7為屈曲約束支撐變形歷程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1和2所示，一種壓電復(fù)合材料傳感層智能監(jiān)測免維護(hù)屈曲約束支撐，包括耗能鋼芯1、GFRP約束段2、波形節(jié)3、成型泡沫4、傳感層數(shù)據(jù)傳輸線5和壓電復(fù)合材料傳感層6，所述GFRP約束段2的兩端設(shè)有波形節(jié)3，GFRP約束段2和波形節(jié)3的內(nèi)部中心設(shè)有耗能鋼芯1，GFRP約束段2沿耗能鋼芯1對稱布置，所述壓電復(fù)合材料傳感層6位于GFRP約束段2內(nèi)，壓電復(fù)合材料傳感層6平行設(shè)置在耗能鋼芯1的長邊兩側(cè)，壓電復(fù)合材料傳感層6與耗能鋼芯1之間留有間隙，壓電復(fù)合材料傳感層6與傳感層數(shù)據(jù)傳輸線5連接，壓電復(fù)合材料傳感層6與GFRP約束段2連接形成整體結(jié)構(gòu)的空隙內(nèi)填充有成型泡沫4，所述壓電復(fù)合材料傳感層6由壓電智能夾層、玻璃纖維布和環(huán)氧樹脂組成。所述耗能鋼芯1端部焊接有兩個(gè)加勁肋，形成連接板，上面設(shè)有與結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)板相連接的螺栓孔。

本發(fā)明屈曲約束支撐的工作原理是：