专利名称：一种拉压双向受力主动抗震控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及土木工程抗震控制领域，具体涉及一种拉压双向受力主动抗震控 制装置。
背景技术：
随着建筑物跨度增大、高度增加以及结构形式日益复杂化，对结构的安全性和舒 适度也提出了更高的要求。通过控制技术消除或减弱不利因素产生的影响得到了越来越 多设计者的重视，其中，被动、半主动控制技术在土木工程中的应用得到了很好的研究及应 用，而严重依赖于驱动装置的主动控制技术，则由于传统振动控制驱动装置响应慢、出力 小、冲程小等因素影响，其应用受到了很大限制。传统的主动抗震控制驱动装置通常只能够 实现单向受压抗震控制，且不能满足较大位移变形的需求，另外对环境的适应能力也较差， 工作效率也比较低下。
实用新型内容为了解决现有抗震控制装置对环境的适应能较差，工作效率低的技术问题，本实 用新型提供一种拉压双向受力主动抗震控制装置。本实用新型的技术方案如下本实用新型提供的拉压双向受力主动抗震控制装置包括外层套筒，设置于外层套 筒上部的紧固换力螺母，穿过紧固换力螺母的第一连接杆；设置于外层套筒下部的第二连 接杆；所述紧固换力螺母与第一连接杆之间设置有预压弹簧；其特征在于所述外层套筒 内设置有中空结构的内层套筒，所述内层套筒内放置有压电堆；所述内层套筒上设置有限 位孔；所述紧固换力螺母上设置有与紧固换力螺母为一体件，并和限位孔相适配的限位块； 所述内层套筒上端部与压电堆上端部之间设置有第一传递端板；所述内层套筒下端部与压 电堆下端部之间设置有带铰的第二传递端板；所述外套筒下端内侧设置有在运动过程中与 第二传递端板铰相接触的凸块。根据本实用新型的一优选技术方案，所述的外层套筒与内层套筒的上、下两端之 间设有空隙。根据本实用新型的一优选技术方案，所述的外层套筒与内层套筒的上、下两端之 间设置有螺栓。根据本实用新型的一优选技术方案，所述限位块为梭形。根据本实用新型的一优选技术方案，所述凸块为椭圆形。根据本实用新型的一优选技术方案，所述铰为半圆球形。根据本实用新型的一优选技术方案，所述压电堆为长方体或圆柱体。本实用新型的优点如下1、运用压电堆这一新型智能材料应用于土木工程的主动控制系统，实现了结构抗 震的新途径，在控制主动过程中具有较好的灵活性、智能性、高效性和对环境的适应能力强等优点。2、构造简单实用，性能可靠，将拉力转化为压力充分发挥压电堆受压性能好的性 能，比较符合土木结构抗震受力性能特点。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的A-A方向的剖面视图；图3为本发明的B-B方向的剖面视图；图4为本发明的C-C方向的剖面视图。附图标记说明外层套筒1 ；紧固换力螺母2，限位块201 ；第一连接杆3 ；第二连接杆4，第一凸块 401 ；预压弹簧5 ；内层套筒6，第二凸块601，限位孔602 ；压电堆7 ；第一传递端板8 ；第二传 递端板9;铰10;调节螺栓11。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明参见图1-图4所示，本实用新型提供的拉压双向受力主动抗震控制装置，包括外 层套筒1，设置于外层套筒1上部的紧固换力螺母2，穿过紧固换力螺母2的第一连接杆3 ； 设置于外层套筒1下部的第二连接杆4 ；紧固换力螺母2与第一连接杆3之间设置有预压 弹簧5 ；外层套筒1内设置有中空结构的内层套筒6，内层套筒6内放置有为长方体或圆柱 体形的压电堆7 ；内层套筒2上设置有限位孔602 ；紧固换力螺母2上设置有与紧固换力螺 母为一体件，并和限位孔602相适配的梭形限位块201 ；内层套筒6上端部与压电堆7上端 部之间设置有第一传递端板8 ；内层套筒6下端部与压电堆7下端部之间设置有带半球形 铰10的第二传递端板9 ；外层套筒1下端内侧设置有在运动过程中与第二传递端板9的铰 10相接触的椭圆形凸块401。外层套筒1与内层套筒6的上、下两端之间留有一定的空隙。 外层套筒1与内层套筒6的上、下两端之间设置有调节螺栓11。由于压电材料具有正逆压 电效应，因此既可以做传感器又可以做驱动器，但是一般压电材料的压电应变系数很小，即 使施加很大的电压，输出位移也较小。本申请中的压电堆为多组压电片在力学上串联、电学 上并联的结构，它使各压电片产生的位移可以叠加输出，增加了位移输出量。本实用新型的工作原理如下本实用新型适用于结构抗震主动控制中，嵌固于结构普通杆件中间，由第一连接 杆和第二连接杆分别与普通杆件连接，传递拉力或者压力，将紧固换力螺母为上的两个限 位块与内层套筒上端的第一传递端板组成整体主动杆件的下端挡板。当杆件受到压力作用 时，外层套筒下端与内层套筒的上端相对运动，压电堆受压；当第一连接杆和第二连接杆受 拉时，外层套筒上端与内层套筒下端相对运动，同样使压电堆受压。从而使压电堆受压性能 良好的特性得到了充分发挥。内、外套筒端板与压电堆之间通过第一传递端板和第二传递 端板传力，第一传递端板与压电堆之间以及第二传递端板与内层套筒之间通过半圆形球铰 传力，可以实现铰接，从而避免弯矩传递。当将调节螺栓拧紧时，外层套筒和内层套筒相互 之间共同工作，此时为普通构件。[0025]本实用新型根据压电堆受压性能强的特点，将拉力转化为压力且不承受弯矩的压 电抗震装置，克服了以往相近的主动抗震控制装置只能够实现单向抗震控制，并且不能满 足较大位移变形的需求的问题，本实用新型提供的技术方案更加符合土木工程结构的受力 特征，能够更好的提高结构在地震荷载下的抗震性能。以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能 认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视 为属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种拉压双向受力主动抗震控制装置，包括外层套筒，设置于外层套筒上部的紧固换力螺母，穿过紧固换力螺母的第一连接杆；设置于外层套筒下部的第二连接杆；所述紧固换力螺母与第一连接杆之间设置有预压弹簧；其特征在于所述外层套筒内设置有中空结构的内层套筒，所述内层套筒内放置有压电堆；所述内层套筒上设置有限位孔；所述紧固换力螺母上设置有与紧固换力螺母为一体件并和限位孔相适配的限位块；所述内层套筒上端部与压电堆上端部之间设置有第一传递端板；所述内层套筒下端部与压电堆下端部之间设置有带铰的第二传递端板；所述外套筒下端内侧设置有在运动过程中与第二传递端板铰相接触的凸块。
2.根据权利要求1所述的拉压双向受力主动抗震控制装置，其特征在于所述的外层 套筒与内层套筒上、下两端之间设有空隙。
3.根据权利要求2所述的拉压双向受力主动抗震控制装置，其特征在于所述的外层 套筒与内层套筒上、下两端之间设置调节螺栓。
4.根据权利要求3所述的拉压双向受力主动抗震控制装置，其特征在于所述限位块 为梭形。
5.根据权利要求4所述的拉压双向受力主动抗震控制装置，其特征在于所述凸块为 椭圆形。
6.根据权利要求5所述的拉压双向受力主动抗震控制装置，其特征在于所述铰为半 圆球形。
7.根据权利要求6所述的拉压双向受力主动抗震控制装置，其特征在于所述压电堆 为长方体或圆柱体。
专利摘要本实用新型提供的拉压双向受力主动抗震控制装置，包括外层套筒，设置于外层套筒上部的紧固换力螺母，穿过紧固换力螺母的第一连接杆；设置于外层套筒下部的第二连接杆；紧固换力螺母与第一连接杆之间设置有预压弹簧；外层套筒内设置有中空结构的内层套筒，内层套筒内放置有压电堆；内层套筒上设置有限位孔；紧固换力螺母上设置有与紧固换力螺母为一体件，并和限位孔相适配的限位块；内层套筒上端部与压电堆上端部之间设置有第一传递端板；内层套筒下端部与压电堆下端部之间设置有带铰的第二传递端板；外套筒下端内侧设置有在运动过程中与第二传递端板铰相接触的凸块。其解决抗震控制装置工作效率低的技术问题，具有对环境的适应能力强等优点。
文档编号E04B1/98GK201635209SQ20092027485
公开日2010年11月17日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者代剑波, 朱军强, 王社良, 马乾瑛 申请人:西安建筑科技大学