專利名稱：用于振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的層疊雙向剪切型模型箱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的模型箱，尤其涉及一種層疊式雙向剪切模型箱裝置。
背景技術(shù)：
在地下結(jié)構(gòu)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中，往往將模型土放置在模型箱內(nèi)來(lái)模擬無(wú)限地基。迄今，地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中常用的模型箱有剛性箱、柔性箱、層狀剪切箱。由于層狀剪切箱在模擬土的剪切變形方面優(yōu)于前兩種模型箱，被認(rèn)為較為理想的模型箱?，F(xiàn)有的剪切箱有應(yīng)用于單個(gè)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的單向疊環(huán)式剪切箱、懸掛式多向剪切箱和適用于臺(tái)陣的雙向剪切箱。單向疊環(huán)式剪切箱只能輸入一個(gè)方向的地震激勵(lì)，懸掛式多向剪切箱適用性廣，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要制作懸掛支架和梁架，安裝時(shí)需控制各層框架的水平度。而適用于臺(tái)陣的雙向?qū)訝罴羟心Ｐ拖湓谳斎肓硪环较虻牡卣饎?dòng)時(shí)，必須重新安裝滑槽內(nèi)滾珠。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種層疊式雙向剪切模型箱裝置用于地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，以克服上述的不足。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種用于振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的層疊雙向剪切型模型箱裝置，由安裝在振動(dòng)臺(tái)上的剛性底板和設(shè)置在剛性底板上的層狀結(jié)構(gòu)箱體組成。其中，所述層狀結(jié)構(gòu)箱體由8層以上的形狀相同的等間距水平疊放的層疊框架構(gòu)成；所述層疊框架由方管?chē)?，各層疊框架等間距開(kāi)有三個(gè)以上的方形的垂直方向的貫通槽，且各層疊框架的貫通槽的位置相同；在所述貫通槽內(nèi)固定一塊水平方向的滑槽板；在所述滑槽板的上面，沿四邊設(shè)置四個(gè)導(dǎo)向滑槽，且該導(dǎo)向滑槽的內(nèi)側(cè)面設(shè)有水平縫；在每個(gè)導(dǎo)向滑槽內(nèi)設(shè)置可沿導(dǎo)向滑槽滑動(dòng)的滑珠串，該滑珠串為一排由鋼套約束的鋼珠；在所述滑槽板的下面的中心位置，固定一個(gè)垂直的剛性桿，該剛性桿的端部嵌有滾珠；上層層疊框架中的所述剛性桿放在下層層疊框架的所述滑槽板上，且該剛性桿與該滑槽板上的四個(gè)貫通槽中的滑珠串的中部由四根彈簧穿過(guò)所述水平縫連接。所述層狀結(jié)構(gòu)箱體由18層層疊框架構(gòu)成是一種較好的選擇。本發(fā)明的有益效果各層疊框架通過(guò)剛性桿和滑槽板連接，且接觸處都用滾珠，所以各層疊框架可以在限定范圍內(nèi)輕松移動(dòng)，使各層疊框架間發(fā)生剪切變形，保證了層狀結(jié)構(gòu)箱體各層結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性和相關(guān)性的合理關(guān)系；且適應(yīng)于單向或雙向地震動(dòng)輸入。本實(shí)用新型構(gòu)造簡(jiǎn)單，制作、安裝方便。

圖1為本實(shí)用新型層疊式雙向剪切模型箱裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為圖1所示實(shí)施例中層疊框架結(jié)構(gòu)示意圖[0010]圖3為圖1所示實(shí)施例中滑動(dòng)連接裝置俯視圖圖4為圖1所示實(shí)施例中滑動(dòng)連接裝置主視圖圖5為圖1所示實(shí)施例中滑珠串結(jié)構(gòu)主視圖圖6為圖1所示實(shí)施例中滑珠串結(jié)構(gòu)側(cè)視圖圖中1、剛性底板，2、層疊框架，3、貫通槽，4、剛性桿，5、滾珠，6、彈簧，7、滑槽板， 8、導(dǎo)向滑槽，9、滑槽內(nèi)側(cè)板，10、貫通槽側(cè)板，11、鋼套。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1-6對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例加以說(shuō)明實(shí)施例中的模型箱由剛性底板1、層狀結(jié)構(gòu)箱體組成。層狀結(jié)構(gòu)箱體由18層形狀相同的層疊框架2垂直等間距平行排列而成。層疊框架2之間通過(guò)滑動(dòng)連接裝置連接。其中，層疊框架2為由方鋼焊接而成的正方形方框，最底層層疊框架與剛性底板1固結(jié)；各層疊框架2之間如下設(shè)置各層層疊框架2的上下面均開(kāi)有方孔，并用貫通槽側(cè)板10連接上下面的方孔，形成貫通槽3，層疊框架2的各邊上等間距開(kāi)三個(gè)貫通槽3。在貫通槽3內(nèi)橫向固定方形滑槽板7，滑槽板7的上面沿四邊設(shè)置導(dǎo)向滑槽8，導(dǎo)向滑槽8的內(nèi)側(cè)面設(shè)有用于穿彈簧的水平縫，每個(gè)導(dǎo)向滑槽8內(nèi)設(shè)置一個(gè)滑珠串，滑珠串由鋼套11約束的一排四個(gè)鋼珠10構(gòu)成，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5、圖6。在滑槽板7下表面的中心處固定豎直的剛性桿4，且剛性桿4端部嵌有一個(gè)滾珠5?；郯?的上表面與貫通槽側(cè)板10形成自由滑槽。上層的剛性桿4放在下層的自由滑槽內(nèi)，并且上層的剛性桿4與下層的自由滑槽內(nèi)的四個(gè)導(dǎo)向滑槽8中的四個(gè)滑珠串的中部用四根彈簧6連接，前面所述的水平縫用于使彈簧穿過(guò)。以上層疊框架2中的貫通槽3，以及安裝在貫通槽3中的滑槽板7、剛性桿4、滾珠5、彈簧6、導(dǎo)向滑槽8、滑珠串組成了滑動(dòng)連接裝置。由于滑動(dòng)連接裝置位于各層疊框架2之間，所以頂層層疊框架2的貫通槽3內(nèi)不設(shè)置導(dǎo)向滑槽8及滑珠串，底層層疊框架2的貫通槽3內(nèi)不設(shè)置剛性桿4。本實(shí)用新型在試驗(yàn)中，18層層疊框架構(gòu)成的模型箱對(duì)內(nèi)部土體提供水平方向的約束，層疊框架2的層與層之間通過(guò)剛性桿4和滾珠5支撐。當(dāng)沿水平X方向輸入地震激勵(lì)時(shí)，固定在上層層疊框架2上的剛性桿4在水平Y(jié)方向彈簧6的作用下沿X方向滑動(dòng)，X方向彈簧6起到限位作用，使?jié)L珠5的滑動(dòng)量在允許范圍內(nèi)。Y方向彈簧6與鋼套11相連一端可在X方向自由滑動(dòng)，使Y方向彈簧6在剛性桿4的帶動(dòng)下，沿X方向運(yùn)動(dòng)，并與剛性桿 4運(yùn)動(dòng)一致，以保證層疊框架在X方向不受約束。同時(shí)，Y方向彈簧6起到控制扭轉(zhuǎn)的作用。 而當(dāng)輸入Y方向的地震激勵(lì)時(shí)，固定在上層層疊框架2上剛性桿4在X方向彈簧6的作用下沿Y方向滑動(dòng)，Y方向彈簧6起到限位作用，使?jié)L珠5的滑動(dòng)量在允許范圍內(nèi)。X方向彈簧6起到控制扭轉(zhuǎn)的作用，同時(shí)X方向彈簧6與鋼套11相連一端可在Y方向自由滑動(dòng)，X方向彈簧6在剛性桿4的帶動(dòng)下，沿Y方向運(yùn)動(dòng)，并與剛性桿4運(yùn)動(dòng)一致。保證層疊框架在Y 方向不受約束。
權(quán)利要求1.用于振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的層疊雙向剪切型模型箱裝置，由安裝在振動(dòng)臺(tái)上的剛性底板和設(shè)置在剛性底板上的層狀結(jié)構(gòu)箱體組成，其特征在于所述層狀結(jié)構(gòu)箱體由8層以上的形狀相同的等間距水平疊放的層疊框架構(gòu)成； 所述層疊框架由方管?chē)?，各層疊框架等間距開(kāi)有三個(gè)以上的方形的垂直方向的貫通槽，且各層疊框架的貫通槽的位置相同；在所述貫通槽內(nèi)固定一塊水平方向的滑槽板；在所述滑槽板的上面，沿四邊設(shè)置四個(gè)導(dǎo)向滑槽，且該導(dǎo)向滑槽的內(nèi)側(cè)面設(shè)有水平縫；在每個(gè)導(dǎo)向滑槽內(nèi)設(shè)置可沿導(dǎo)向滑槽滑動(dòng)的滑珠串，該滑珠串為一排由鋼套約束的鋼珠；在所述滑槽板的下面的中心位置，固定一個(gè)垂直的剛性桿，該剛性桿的端部嵌有滾珠；上層層疊框架中的所述剛性桿放在下層層疊框架的所述滑槽板上，且該剛性桿與該滑槽板上的四個(gè)貫通槽中的滑珠串的中部由四根彈簧穿過(guò)所述水平縫連接。
2.如權(quán)利要求1所述的用于振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的層疊雙向剪切型模型箱裝置，其特征在于 所述層狀結(jié)構(gòu)箱體由18層層疊框架構(gòu)成。
專利摘要用于振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的層疊雙向剪切型模型箱裝置，涉及一種用于大型地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的層疊式雙向剪切模型箱裝置。本裝置由安裝在振動(dòng)臺(tái)上的剛性底板和設(shè)置在剛性底板上的層狀結(jié)構(gòu)箱體組成，所述層狀結(jié)構(gòu)箱體由8層以上的形狀相同的等間距水平疊放的層疊框架構(gòu)成，各層疊框架之間設(shè)置滑動(dòng)連接裝置，該滑動(dòng)連接裝置允許各層疊框架在一定范圍內(nèi)輕松滑動(dòng)。由于各層疊框架通過(guò)滑動(dòng)裝置連接，保證了層狀結(jié)構(gòu)箱體各層結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性和相關(guān)性，且適應(yīng)于單向或雙向地震動(dòng)輸入。本實(shí)用新型構(gòu)造簡(jiǎn)單，制作、安裝方便。
文檔編號(hào)G01M7/02GK201965008SQ20112005745
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者李立云, 李霞, 杜修力, 王卉娜, 路德春 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)