一种框架-可变支撑结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种框架-可变支撑结构，包括框架、可变支撑装置和控制系统；框架包括框架柱和框架梁；可变支撑装置包括上支撑杆件、下支撑杆件和驱动装置；可变支撑装置展开时，上支撑杆件的一端与框架梁相连，另一端与下支撑杆件相连，下支撑杆件一端与上支撑杆件相连，另一端与框架柱底部相连；控制系统为烧入驱动杆件运动程序的单片机；单片机通过与可变支撑装置相连的电缆控制驱动装置，带动可变支撑装置运动到指定位置。本发明的优势在于，平时可变支撑装置收起，整个结构就是一个框架结构，可利用的空间的较大，紧急情况或突发灾变时打开可变支撑装置，整个结构变成一个框架-支撑结构，使房屋结构在短时间内具备很强的抗震和抗冲击能力。
【专利说明】一种框架-可变支撑结构
【技术领域】
[0001]本发明属于结构工程领域，涉及一种结构体系，特指一种框架-可变支撑结构，主 要适用于地震多发区的房屋和承受特殊荷载的结构，同时也适用于刚度变化大的结构。
【背景技术】
[0002]我国常用的结构有框架结构、剪力墙结构和框架-支撑结构；框架结构是指由梁 和柱以刚接或者铰接相连接而成，构成承重体系的结构，框架结构可利用的空间较大，但抗 震性能较差；剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，承受竖向和水平 力的结构，剪力墙结构抗震性能好，但可利用的空间受到剪力墙的限制；框架-支撑结构体 系是一种由沿竖向布置的抗剪支撑结构和梁柱框架所构成的结构，框架-支撑结构的侧向 刚度较大，抗震性好，设置支撑可以提高框架的稳定承载能力，但支撑的存在将影响空间的 使用，给建筑布局带来不便。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有结构的抗震性能与建筑空间之间的矛盾，而提出一种 框架-可变支撑结构。
[0004]本发明采用的技术方案为:一种框架-可变支撑结构，包括框架、可变支撑装置和 控制系统；所述框架包括框架柱和框架梁；所述框架梁搭在框架柱上；所述可变支撑装置 包括上支撑杆件、下支撑杆件和驱动装置；所述可变支撑装置展开时，上支撑杆件的一端与 框架梁相连，另一端与下支撑杆件相连，下支撑杆件一端与上支撑杆件相连，另一端与框架 柱底部相连；所述控制系统为烧入驱动杆件运动程序的单片机；所述单片机通过与可变支 撑装置相连的电缆控制驱动装置，带动可变支撑装置运动到指定位置。
[0005]所述控制系统由管理人员或者通过接收激励信号控制，再由其产生控制信号控制 驱动装置。
[0006]所述激励信号的来源是从预警系统发来的信号或者通过安装在建筑物上的传感 器感知结构的变形或振动产生的激励信号。
[0007]所述控制系统的处理器也可以是ARM处理器。
[0008]所述上支撑杆件和下支撑杆件是整根杆件或者由多根小杆件组成的曲柄。
[0009]平时可变支撑装置收起，上支撑杆件处在框架梁下方水平位置，遇到紧急情况或 突发灾变时，通过管理人员或者产生激励信号控制单片机，使其产生控制信号控制驱动装 置，驱动装置使上支撑杆件和下支撑杆件运动到框架柱底部至框架梁的直线上，形成一个 稳定的支撑，增强结构刚度，紧急情况或突发灾变过后使可变支撑装置回到收起状态。
[0010]由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:平时可变支撑 装置收起，整个结构就是一个框架结构，可利用的空间的较大，紧急情况或突发灾变时，通 过管理人员或者产生激励信号控制单片机，使其产生控制信号控制驱动装置，带动可变支 撑装置运动到指定位置，可变支撑装置打开后，整个结构变成一个框架-支撑结构，结构刚度增大，同时可变支撑装置下部仍能保证人员的通行，使房屋结构在短时间内具备很强的 抗震和抗冲击能力，适用于抵抗地震作用和各种特殊荷载的情况，也可用于临时改善刚度 变化较大的房屋结构的刚度均匀性，紧急情况或突发灾变过后将可变支撑装置收起，整个 结构又变回框架结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的一种框架-可变支撑结构的展开状态平面图；
[0012]图2为本发明的一种框架-可变支撑结构的一种实施例的收起状态平面图；
[0013]图3为本发明的一种框架-可变支撑结构的另一种实施例的收起状态平面图；
[0014]其中:1、框架柱；2、框架梁；3、上支撑杆件；4、下支撑杆件。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0016]实施例1:
[0017]图1为一种框架-可变支撑结构的展开状态平面图，所述框架-可变支撑结构包 括框架、可变支撑装置和控制系统；所述框架包括框架柱I和框架梁2 ;所述框架梁2搭在 框架柱I上；所述可变支撑装置包括上支撑杆件3、下支撑杆件4和驱动装置；所述可变支 撑装置展开时，上支撑杆件3的一端与框架梁2相连，另一端与下支撑杆件4相连，下支撑 杆件4 一端与上支撑杆件3相连，另一端与框架柱I底部相连；所述控制系统为烧入驱动杆 件运动程序的单片机；所述单片机通过与可变支撑装置相连的电缆控制驱动装置，带动可 变支撑装置运动到指定位置；所述控制系统由管理人员或者通过接收激励信号控制，再由 其产生控制信号控制驱动装置；所述激励信号的来源是从预警系统发来的信号或者通过安 装在建筑物上的传感器感知结构的变形或振动产生的激励信号；所述控制系统的处理器也 可以是ARM处理器；所述上支撑杆件3和下支撑杆件4是整根杆件或者由多根小杆件组成 的曲柄。
[0018]图2为一种框架-可变支撑结构的一种收起状态平面图，所述可变支撑装置中的 驱动装置是一个由气动葫芦带动的曲柄滑块机构，滑槽位于框架柱I中，滑块在滑槽中竖 向移动，下支撑杆件4与滑块通过轴销连接，上支撑杆件3与位于框架梁2底部跨中位置的 固定铰支座通过轴销连接，上支撑杆件3与下支撑杆件4通过轴销连接，上支撑杆件3上装 有套筒，下支撑杆件4上有卡环，气动葫芦的吊钩钩住上支撑杆件3。
[0019]如图2，所述可变支撑装置处在收起状态，上支撑杆件3被气动葫芦吊住处在水平 位置，下支撑杆件4处在竖直位置，遇到紧急情况或突发灾变时，通过管理人员或者产生激 励信号控制单片机，使其产生控制信号控制驱动装置，驱动装置中的气动葫芦使上支撑杆 件3绕固定铰支座向下转动，转动过程中调节转动速度以避免碰到人员和产生过大的冲击 荷载，滑块在重力的作用下滑到滑槽底部，此时上支撑杆件3和下支撑杆件4运动到框架柱 I底部至框架梁2的直线上，套筒下落到卡环位置，限制上支撑杆件3和下支撑杆件4的相 对转动，形成一个稳定的支撑，增强结构刚度，紧急情况或突发灾变过后用气动葫芦提升上 支撑杆件3回到水平位置。
[0020]实施例2:[0021]图1为一种框架-可变支撑结构的展开状态平面图，所述框架-可变支撑结构包 括框架、可变支撑装置和控制系统；所述框架包括框架柱I和框架梁2 ;所述框架梁2搭在 框架柱I上；所述可变支撑装置包括上支撑杆件3、下支撑杆件4和驱动装置；所述可变支 撑装置展开时，上支撑杆件3的一端与框架梁2相连，另一端与下支撑杆件4相连，下支撑 杆件4 一端与上支撑杆件3相连，另一端与框架柱I底部相连；所述控制系统为烧入驱动杆 件运动程序的单片机；所述单片机通过与可变支撑装置相连的电缆控制驱动装置，带动可 变支撑装置运动到指定位置；所述控制系统由管理人员或者通过接收激励信号控制，再由 其产生控制信号控制驱动装置；所述激励信号的来源是从预警系统发来的信号或者通过安 装在建筑物上的传感器感知结构的变形或振动产生的激励信号；所述控制系统的处理器也 可以是ARM处理器；所述上支撑杆件3和下支撑杆件4是整根杆件或者由多根小杆件组成 的曲柄。
[0022]图3为一种框架-可变支撑结构的另一种收起状态平面图，所述可变支撑装置的 上支撑杆件3和下支撑杆件4形成两个自由度的机械臂，驱动装置由两个旋转电机组成，一 个旋转电机固定于框架上，驱动上支撑杆件3运动，另一个旋转电机固定于上支撑杆件3的 另一端，带动相连的下支撑杆件4;单片机控制这两个旋转电机的转动角度，从而控制两个 杆件的运动情况。
[0023]如图3，收起状态时上支撑杆件3处在水平位置，下支撑杆件4也处在水平位置，紧 急情况或突发灾变时，通过管理人员或者产生激励信号控制单片机，使其产生控制信号控 制驱动装置，在驱动装置中的旋转电机的控制下，上支撑杆件3和下支撑杆件4运动到框架 柱I底部至框架梁2的直线上并锁死，形成一个稳定的支撑，增强结构刚度，紧急情况或突 发灾变过后控制旋转电机使可变支撑装置回到收起状态。
[0024]应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成 部分均可用现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种框架-可变支撑结构，其特征在于:包括框架、可变支撑装置和控制系统；所述框架包括框架柱(I)和框架梁(2);所述框架梁(2)搭在框架柱(I)上；所述可变支撑装置包括上支撑杆件(3 )、下支撑杆件(4 )和驱动装置；所述可变支撑装置展开时，上支撑杆件(3 ) 的一端与框架梁(2)相连，另一端与下支撑杆件(4)相连，下支撑杆件(4) 一端与上支撑杆件(3)相连，另一端与框架柱(I)底部相连；所述控制系统为烧入驱动杆件运动程序的单片机；所述单片机通过与可变支撑装置相连的电缆控制驱动装置，带动可变支撑装置运动到指定位置。
2.根据权利要求1所述的一种框架-可变支撑结构，其特征在于:所述控制系统由管理人员或者通过接收激励信号控制，再由其产生控制信号控制驱动装置。
3.根据权利要求2所述的一种框架-可变支撑结构，其特征在于:所述激励信号的来源是从预警系统发来的信号或者通过安装在建筑物上的传感器感知结构的变形或振动产生的激励信号。
4.根据权利要求1所述的一种框架-可变支撑结构，其特征在于:所述控制系统的处理器也可以是ARM处理器。
5.根据权利要求1所述的一种框架-可变支撑结构，其特征在于:所述上支撑杆件(3) 和下支撑杆件(4)是整根杆件或者由多根小杆件组成的曲柄。`
【文档编号】E04B1/98GK103603427SQ201310577206
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】黄靓, 王路, 程晨, 冯炜祥, 高小宝 申请人:湖南大学