[實用新型]一種自帶振動控制特性的鋼混組合梁

有效

• 申請號: 201921494033.0
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN210947412U
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 蔡展華;袁麗莉;丁本杰
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: E04C3/293
• 分類號: E04C3/293;E04B1/98
• 代理公司: 北京君恒知識產權代理有限公司 11466
• 代理人: 蔡菡華

本實用新型公開了一種自帶振動控制特性的鋼混組合梁，包括梁本體，特點是梁本體上水平嵌設有多組等間距分布的水泥基壓電復合材料組，水泥基壓電復合材料組包括兩個相正對且設置在梁本體的相對的兩個面上的水泥基壓電復合材料，每組水泥基壓電復合材料組上連接有負電容分流電路；優點是該鋼混組合梁具有用于振動控制的周期性結構，且在水泥基壓電復合材料的雙重作用下，使該鋼混組合梁本身具有獨特的禁帶特性，當彈性波在禁帶范圍內傳播時，彈性波會迅速衰減，且可實現振動的主動控制，達到雙重減振的效果，且可控的振動頻率的范圍寬，適用范圍廣；此外，由于水泥基壓電復合材料組嵌設在梁本體中，不影響結構的外觀。

技術領域

本實用新型涉及建筑工程中的振動控制系統，尤其涉及一種自帶振動控制特性的鋼混組合梁。

背景技術

隨著城市建設的快速推進，工程施工、交通運營、工業生產等人類活動引起的環境振動問題越來越受到人們的關注。振動會給建筑物、地下管線、精密儀器、文物及人們的健康等帶來不可忽視的影響，如何減少各類有害振動已成為當前學術界的熱門話題之一。

梁柱作為建筑結構的重要組成部分，是振動的主要形成及傳遞途徑，也是工程中主要的振動控制對象之一。目前，對梁柱的振動控制主要通過在梁、柱上加裝阻尼器來實現，其通過阻尼器的耗能來達到對梁、柱的減振效果。但是這種方式對大型建筑構件的振動控制效果不佳，且所能控制的振動頻率的范圍較窄，適用范圍小，在長期工作情況下容易受損，而且由于阻尼器是外加的附加部件，不利于建筑結構的設計，同時也影響整體結構的外觀。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可實現振動的主動控制，且可調控，適用范圍廣的自帶振動控制特性的鋼混組合梁。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種自帶振動控制特性的鋼混組合梁，包括梁本體，所述的梁本體上水平嵌設有多組等間距分布的水泥基壓電復合材料組，所述的水泥基壓電復合材料組包括兩個相正對且設置在所述的梁本體的相對的兩個面上的水泥基壓電復合材料，每組所述的水泥基壓電復合材料組上連接有負電容分流電路。

進一步地，所述的負電容分流電路包括運算放大器、電容、第一電阻和第二電阻，所述的電容的一端與所述的運算放大器的同相輸入端相連接，且同時與同一組中的水泥基壓電復合材料外表面的電極相連接，所述的電容的另一端、所述的運算放大器的輸出端、所述的第一電阻的一端相連接，所述的第一電阻的另一端、所述的第二電阻的一端、所述的運算放大器的反相輸入端相連接，所述的第二電阻的另一端同時與同一組中的水泥基壓電復合材料內表面的電極相連接。

進一步地，所述的運算放大器為通用運算放大器，型號為AD108。

進一步地，同一組的兩個水泥基壓電復合材料水平嵌設在所述的梁本體的上表面和下表面。

與現有技術相比，本實用新型的優點是由于梁本體上嵌設有多組等間距分布的水泥基壓電復合材料組，使鋼混組合梁具有用于振動控制的周期性結構，且在水泥基壓電復合材料的雙重作用下，使該鋼混組合梁本身具有獨特的禁帶特性，當彈性波在禁帶范圍內傳播時，彈性波會迅速衰減，且可實現振動的主動控制，達到雙重減振的效果，且可控的振動頻率的范圍寬，適用范圍廣；而且周期性結構的帶隙頻率范圍以及振動控制能力可調控；此外，由于水泥基壓電復合材料組嵌設在梁本體中，方便了建筑結構的設計，同時也不影響結構的外觀。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型的負電容分流電路的電路圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。