一种智能可变刚度屈曲约束支撑的制作方法

本实用新型涉及一种智能可变刚度屈曲约束支撑，属于工程结构抗震与消能减震技术领域。

背景技术：

屈曲约束支撑的工作原理是通过外套筒对芯板的约束，防止芯板的受压屈曲，使芯板拉压都能达到屈服。在消能减震领域，屈曲约束支撑运用广泛。低屈服点钢做成的芯板在地震作用下反复拉压，消耗地震传给建筑物的能量，从而达到保护建筑物的作用。传统屈曲约束支撑只有芯板提供轴向刚度，并没有利用外套筒的轴向刚度。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种智能可变刚度屈曲约束支撑。在正常使用状态和多遇地震情况下，磁性体将芯板与外套筒连接成一个整体，外套筒的刚度也作为屈曲约束支撑的刚度的一部分；中震和罕遇地震情况下，传感器感应，芯板与外套筒自动断开，外套筒只起防止芯板屈曲作用，由芯板的反复拉压变形进行耗散地震能量。

为了达到以上的目的，本实用新型所采用的方案是：

一种智能可变刚度屈曲约束支撑，包括：压力传感器、磁性体、转轴、熔断保险丝、弹簧、永磁体、横向钢板、带凹槽的钢板、外套筒内部吸附板、芯板、电路保护盒、电路电线、加劲肋、外套筒；所述芯板两端设置加劲肋，两个磁性体固定在两侧加劲肋上，磁性体表面的吸附面为软磁材料，所述永磁体置于磁性体的内部，永磁体的一端与转轴的一端固定，转轴的另一端与处于拉伸状态的弹簧连接，弹簧的另一端连接在芯板上；所述熔断保险丝的一端连接在转轴上，另一端连接在磁性体上；熔断保险丝的两端通过电路电线与智能感应控制电路中的熔断电路连接；所述芯板外设置外套筒作为约束构件，所述外套筒内部吸附板固定在外套筒上，外套筒内部吸附板与加劲肋等长；芯板两端还各设置一块带凹槽的钢板，外套筒上设置的横向钢板通过带凹槽的钢板的凹槽，在横向钢板之上与带凹槽的钢板之间设置有压力传感器。

所述智能感应控制电路包括压力传感器，A/D转换器、单片机、继电器和熔断电路，所述A/D转换器、单片机、继电器、熔断电路均放在电路保护盒中，所述电路保护盒固定在加劲肋端部，所述压力传感器通过A/D转换器与单片机相连，所述单片机通过继电器连接熔断电路。

所述熔断电路为：控制开关与一个大电阻并联后，一端与一个小电阻串联后连接电源的一极，另一端连接熔断保险丝的一端，熔断保险丝的另一端与电源的另一极连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的优点：

本实用新型在正常使用状态和多遇地震情况下，由磁性体对外套筒内部吸附板的吸附从而实现外套筒与芯板的结合。中震和罕遇地震情况下，磁性体吸附面的磁性消失，外套筒与芯板断开。由于很好的利用了外套筒的轴向刚度，在正常使用状态和多遇地震情况下，较传统屈曲约束支撑具有更大的轴向刚度。本实用新型抗震概念设计清晰、结构构造简单、所用材料成本低廉，施工方便，便于更换。

附图说明

图1为压力传感器示意图。

图2为智能感应控制电路示意图。

图3为熔断电路示意图。

图4为智能可变刚度屈曲约束支撑外套筒图。

图5为智能可变刚度屈曲约束支撑芯板示意图。

图6为磁性体与芯板连接详图。

图7为磁性体中连接转轴的永磁体示意图。

图8为磁性体中软磁材料吸附外壳示意图。

图9为磁性体中转轴与铅丝和弹簧连接详图。

图10为磁性体整体构造示意图。

图11为智能可变刚度屈曲约束支撑端部截面图。

图12为智能可变刚度屈曲约束支撑效果图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施例做进一步的说明。

如图1至图12所示，一种智能可变刚度屈曲约束支撑，包括：压力传感器1、磁性体2、转轴3、熔断保险丝4、弹簧5、永磁体7、横向钢板8、带凹槽的钢板9、外套筒内部吸附板10、芯板11、电路保护盒12、电路电线13、加劲肋14、外套筒15；所述芯板11两端设置加劲肋14，两个磁性体2固定在两侧加劲肋14上，磁性体2表面的吸附面6为软磁材料，所述永磁体7置于磁性体2的内部，永磁体7的一端与转轴3的一端固定，转轴3的另一端与处于拉伸状态的弹簧5连接，弹簧5的另一端连接在芯板11上；所述熔断保险丝4的一端连接在转轴3上，另一端连接在磁性体2上；熔断保险丝4的两端通过电路电线13与智能感应控制电路中的熔断电路连接；所述芯板11外设置外套筒15作为约束构件，所述外套筒内部吸附板10固定在外套筒15上，外套筒内部吸附板10与加劲肋14等长；芯板11两端还各设置一块带凹槽的钢板9，外套筒15上设置的横向钢板8通过带凹槽的钢板9的凹槽，在横向钢板8之上与带凹槽的钢板9之间设置有压力传感器1。

所述智能感应控制电路包括压力传感器1，A/D转换器、单片机、继电器和熔断电路，所述A/D转换器、单片机、继电器、熔断电路均放在电路保护盒12中，所述电路保护盒12固定在加劲肋14端部，所述压力传感器1通过A/D转换器与单片机相连，所述单片机通过继电器连接熔断电路。

所述熔断电路为：控制开关与一个大电阻并联后，一端与一个小电阻串联后连接电源的一极，另一端连接熔断保险丝4的一端，熔断保险丝4的另一端与电源的另一极连接。

本发明的工作原理如下：

正常使用状态和多遇地震情况下：永磁体7两极正对磁性体表面的吸附面6，产生强磁，吸附外套筒内部吸附板10，实现外套筒15与芯板11结合，从而可以合理利用屈曲约束支撑外套筒15的轴向刚度，提高结构的抗侧刚度。在正常使用状态和多遇地震情况下，弹簧5处于拉伸状态，由熔断保险丝4平衡弹簧拉力。

中震和罕遇地震的情况下：加劲肋14发生拉压变形，从而使带凹槽的钢板9挤压压力传感器1。压力传感器1受到挤压感应，发出模拟信号，通过A/D转换器为数字信号传给单片机，单片机接收到数据后，与设定的上限值比较，如果大于上限值，此时地震作用力也就达到中震、罕遇地震水平，单片机就会输出一个高电平信号驱动继电器吸合开关，使熔断电路工作。熔断电路工作后，熔断保险丝4熔断，弹簧5拉力拉动转轴3转动永磁体7，磁性体表面的吸附面6磁性消失，屈曲约束支撑外套筒15与芯板11断开，从而使屈曲约束支撑刚度发生改变，提升结构的减震效果。

熔断电路如图3所示，继电器吸合开关，大电阻不工作，电路电流变大，熔断保险丝4产生高温熔断，其中小电阻起保护电源作用。

本发明中，单片机里的压力设定值可根据屈曲约束支撑在具体工程运用进行编程设定。

本发明中，熔断保险丝4与磁性体2和转轴3的连接处进行绝缘处理，防止电路漏电。