建筑物橫向沖擊均布動(dòng)荷載動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種能夠測(cè)試建筑物在橫向沖擊均布動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性的動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于燃?xì)獗?、恐怖襲擊等偶然性爆炸災(zāi)害頻繁發(fā)生，常常造成建筑物的損壞。探索建筑物在爆炸荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)成為研究熱點(diǎn)。在常見(jiàn)比例爆距范圍，建筑物上的爆炸荷載通常被認(rèn)為是均布動(dòng)荷載。由于野外爆炸試驗(yàn)難度大、費(fèi)用高，業(yè)界一直致力于尋找一種在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)模擬結(jié)構(gòu)上均布動(dòng)荷載(爆炸)的試驗(yàn)方法。
[0003]目前實(shí)驗(yàn)室模擬沖擊(爆炸)動(dòng)荷載的裝置主要有:模爆器、爆坑、輕氣炮，SHPB和落錘等。模爆器和爆坑試驗(yàn)費(fèi)用高、危險(xiǎn)性大、試驗(yàn)條件苛刻，所需炸藥不易獲得，且荷載持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于實(shí)際情況，與真實(shí)情況相關(guān)性差。SHPB和輕氣炮的試驗(yàn)只能針對(duì)材料，無(wú)法對(duì)結(jié)構(gòu)試件施加荷載。落錘雖然在荷載作用時(shí)間和量級(jí)上接近爆炸，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)均布加載，主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)試件的擬靜力加載。
[0004]由于氣體具有流動(dòng)性，把氣囊作為分配力媒介能夠很好地解決落錘的荷載均布問(wèn)題。如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)“柱狀試件橫向動(dòng)態(tài)均布加載試驗(yàn)裝置”(申請(qǐng)?zhí)?201510837161.0，申請(qǐng)日:2015-11_26)提出一種柱狀試件橫向動(dòng)態(tài)均布加載試驗(yàn)裝置，能實(shí)現(xiàn)三種加載方式下的動(dòng)力響應(yīng)特性測(cè)試，即①構(gòu)件橫向均布沖擊荷載加載(模擬橫向均布動(dòng)荷載);②試件進(jìn)行軸向力加載(模擬長(zhǎng)柱受軸壓，臥式試驗(yàn));③試件橫向均布力和軸向力同時(shí)加載(模擬長(zhǎng)柱受均布荷載作用，臥式試驗(yàn))。該試驗(yàn)裝置包括位于所述柱狀試件一端的反力墻、置于試件下方且靠近試件兩端的二個(gè)支座、緊貼試件另一端的鋼擋板，還包括錨桿和水平作動(dòng)器，所述錨桿一端與所述鋼擋板垂直固連，另一端固定在所述反力墻的豎向槽道內(nèi)，所述水平作動(dòng)器置于所述反力墻與試件之間，其一端固定在反力墻上，另一端頂住試件靠近反力墻的一端，還包括與地基平面垂直的門(mén)式導(dǎo)軌、可沿所述門(mén)式導(dǎo)軌自由下滑的負(fù)重橫梁，所述負(fù)重橫梁下側(cè)中部固連有落錘錘頭，在所述試件上部設(shè)有水囊，所述水囊上部設(shè)有鋼質(zhì)分配梁。
[0005]然而，由于其特定的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物在橫向沖擊均布動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性進(jìn)行測(cè)試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種建筑物橫向沖擊均布動(dòng)荷載動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)裝置，能夠測(cè)試建筑物在橫向沖擊均布動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性。
[0007]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為:
[0008]—種建筑物橫向沖擊均布動(dòng)荷載動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)裝置，用于測(cè)試建筑物在橫向均布動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性，包括一端垂直固定在地基上的二相互平行的支柱，還包括一橫梁，所述橫梁水平設(shè)置于所述二支柱之間，橫梁兩端分別間隙配合穿過(guò)二支柱柱體上部，所述二支柱與橫梁所在平面與建筑物待測(cè)墻面平行，在二支柱與橫梁之間設(shè)有擋板框，所述擋板框的一端緊貼待測(cè)墻面，兩側(cè)與二支柱固定連接，在所述擋板框內(nèi)設(shè)有分配鋼板，所述分配鋼板在擋板框內(nèi)可相對(duì)于待測(cè)墻面前后移動(dòng)，在分配鋼板與待測(cè)墻面之間設(shè)有氣囊，在所述橫梁中部固定連接一與之垂直的剛性懸臂，所述懸臂的另一端固定連接一擺錘，該端同時(shí)與一可使懸臂處于水平或豎直狀態(tài)的牽引機(jī)構(gòu)相連，所述懸臂的長(zhǎng)度使得當(dāng)懸臂處于豎直狀態(tài)時(shí)，擺錘與分配鋼板中部接觸。
[0009]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn):
[0010]能夠測(cè)試建筑物在橫向沖擊均布動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性:本實(shí)用新型通過(guò)擺錘模擬試件所受沖擊力，通過(guò)分配鋼板均勻分配沖擊力，氣囊可以隨著試件的變形撓曲而保持與試件受壓表面的緊密貼合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)墻面的均布加載，以準(zhǔn)確地測(cè)試建筑物在橫向沖擊均布動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性。
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型建筑物橫向沖擊均布動(dòng)荷載動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)裝置的立體視圖。
[0013]圖2為圖1的主視圖。
[0014]圖3為圖1的右側(cè)視圖。
[0015]圖4為圖1中板框詳圖。
[0016]圖5為圖1中分配鋼板和氣囊詳圖。
[0017]圖中，I建筑物，11待測(cè)墻面，2地基，31、32支柱，4橫梁，5板框，51滑槽，6分配鋼板，61突出部，7氣囊，8懸臂，9擺錘，10牽引機(jī)構(gòu)，101鋼絞線，102絞線支架，103卷?yè)P(yáng)機(jī)，104套環(huán)，201壓強(qiáng)傳感器，202應(yīng)變片。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1、2、3所示，本實(shí)用新型建筑物橫向沖擊均布動(dòng)荷載動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)裝置，用于測(cè)試建筑物I在橫向均布動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性。
[0019]其包括一端垂直固定在水平地基2上的二相互平行的支柱31、32，還包括一橫梁4，所述橫梁4水平設(shè)置于所述二支柱31、32之間，橫梁4兩端分別間隙配合穿過(guò)二支柱31、32柱體上部，所述二支柱31、32與橫梁4所在平面與建筑物待測(cè)墻面11平行，在二支柱31、32與橫梁4之間設(shè)有擋板框5，所述擋板框5的一端緊貼待測(cè)墻面11，兩側(cè)與二支柱31、32固定連接，在所述擋板框5內(nèi)設(shè)有分配鋼板6，所述分配鋼板6在擋板框5內(nèi)可相對(duì)于待測(cè)墻面11前后移動(dòng)，在分配鋼板6與待測(cè)墻面之間設(shè)有氣囊7，在所述橫梁4中部固定連接一與之垂直的剛性懸臂8，所述懸臂8的另一端固定連接一擺錘9，該端同時(shí)與一可使懸臂8處于水平或豎直狀態(tài)的牽引機(jī)構(gòu)10相連，所述懸臂8的長(zhǎng)度使得當(dāng)懸臂8處于豎直狀態(tài)時(shí)，擺錘9與分配鋼板6中部接觸。
[0020]為提高試驗(yàn)的方便程度和自動(dòng)化水平，在所述氣囊7內(nèi)部及氣囊7與分配鋼板6、氣囊7與待測(cè)墻面11之間均設(shè)有壓強(qiáng)傳感器201。
[0021]在待測(cè)墻面11內(nèi)部的鋼筋表面粘貼有應(yīng)變片202。
[0022]作為一種實(shí)施例，所述牽引機(jī)構(gòu)10包括鋼絞線101、絞線支架102、卷?yè)P(yáng)機(jī)103、套環(huán)104，所述鋼絞線101—端與懸臂8相連，另一端通過(guò)套環(huán)104與卷?yè)P(yáng)機(jī)103相連，所述絞線支架102設(shè)于卷?yè)P(yáng)機(jī)103與懸臂8之間，鋼絞線101繞過(guò)絞線支架102的上端。
[0023]為提高試驗(yàn)準(zhǔn)確程度，所述分配鋼板6周邊對(duì)稱(chēng)設(shè)有突出部61，在所述擋板框5上設(shè)有與突出部61匹配的滑槽51，使分配鋼板6在擋板框5內(nèi)相對(duì)于待測(cè)墻面11自由前后移動(dòng)。
[0024]從加工容易和操作簡(jiǎn)便角度出發(fā)，擋板框5為矩形，相應(yīng)地分配鋼板6也為矩形。當(dāng)然也不排除可以是圓形或其他形狀。
[0025]所述分配鋼板6周邊的突出部61為鋼管，所述擋板框5上的滑槽51為沿相對(duì)于待測(cè)墻面11前后向的開(kāi)槽。如為矩形，則每邊至少應(yīng)設(shè)一根鋼管。鋼管上也可套裝滾動(dòng)軸承，以進(jìn)一步減小分配鋼板6前后移動(dòng)時(shí)擋板框5的影響，從而提高試驗(yàn)精度。
[0026]為保證剛度及降低造價(jià)，所述橫梁4、懸臂8及擺錘9均由鋼材制成。在保證足夠剛度前提下，也可全部或部分采用其他材料。
[0027]為保證實(shí)驗(yàn)安全，所述氣囊7內(nèi)充注氮?dú)狻?br>[0028]根據(jù)實(shí)驗(yàn)加載力不同，所述氣囊7內(nèi)充注氮?dú)獾膲毫?.8?1.2MPa。
[0029]當(dāng)需要模擬試件受均布荷載作用時(shí)，建筑物I前方放置氣囊7，氣囊7前放置一塊與水囊尺寸相當(dāng)，但剛度大的分配鋼板6。擺錘9隨著懸臂8轉(zhuǎn)動(dòng)而撞擊分配鋼板6，分配鋼板6傳力至氣囊7，氣囊7傳力至建筑物待測(cè)墻面11，即達(dá)到給建筑物施加均布沖擊動(dòng)荷載的目的。從而準(zhǔn)確測(cè)試建筑物在橫向沖擊均布動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性。力的傳遞路徑為:擺錘9 一分配鋼板6—?dú)饽? —建筑物I。
[0030]氣囊實(shí)現(xiàn)均布加載的原因是氣囊可以隨著試件的變形撓曲而保持與試件受壓表面的緊密貼合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種建筑物橫向沖擊均布動(dòng)荷載動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)裝置，用于測(cè)試建筑物(I)在橫向均布動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性，其特征在于: 包括一端垂直固定在地基(2)上的二相互平行的支柱(31、32)，還包括一橫梁(4)，所述橫梁(4)水平設(shè)置于所述二支柱(31、32)之間，橫梁(4)兩端分別間隙配合穿過(guò)二支柱(31、32)柱體上部，所述二支柱(31、32)與橫梁(4)所在平面與建筑物待測(cè)墻面(11)平行，在二支柱(31、32)與橫梁(4)之間設(shè)有擋板框(5)，所述擋板框(5)的一端緊貼待測(cè)墻面(11)，兩側(cè)與二支柱(31、32)固定連接，在所述擋板框(5)內(nèi)設(shè)有分配鋼板(6)，所述分配鋼板(6)在擋板框(5)內(nèi)可相對(duì)于待測(cè)墻面(11)前后移動(dòng)，在分配鋼板(6)與待測(cè)墻面之間設(shè)有氣囊(7)， 在所述橫梁(4)中部固定連接一與之垂直的剛性懸臂(8)，所述懸臂(8)的另一端固定連接一擺錘(9)，該端同時(shí)與一可使懸臂(8)處于水平或豎直狀態(tài)的牽引機(jī)構(gòu)(10)相連，所述懸臂(8)的長(zhǎng)度使得當(dāng)懸臂(8)處于豎直狀態(tài)時(shí)，擺錘(9)與分配鋼板(6)中部接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:在所述氣囊(7)內(nèi)部及氣囊(7)與分配鋼板(6)、氣囊(7)與待測(cè)墻面(11)之間均設(shè)有壓強(qiáng)傳感器(201)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:在待測(cè)墻面(11)內(nèi)部的鋼筋表面粘貼有應(yīng)變片(202)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述牽引機(jī)構(gòu)(10)包括鋼絞線(101)、絞線支架(102)、卷?yè)P(yáng)機(jī)(103)、套環(huán)(104)，所述鋼絞線(101)—端與懸臂(8)相連，另一端通過(guò)套環(huán)(104)與卷?yè)P(yáng)機(jī)(103)相連，所述絞線支架(102)設(shè)于卷?yè)P(yáng)機(jī)(103)與懸臂(8)之間，鋼絞線(101)繞過(guò)絞線支架(102)的上端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述分配鋼板(6)周邊對(duì)稱(chēng)設(shè)有突出部(61)，在所述擋板框(5)上設(shè)有與突出部(61)匹配的滑槽(51)，使分配鋼板(6)在擋板框(5)內(nèi)相對(duì)于待測(cè)墻面(11)自由前后移動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述分配鋼板(6)周邊的突出部(61)為鋼管，所述擋板框(5)上的滑槽(51)為沿相對(duì)于待測(cè)墻面(11)前后向的開(kāi)槽。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述橫梁(4)、懸臂(8)及擺錘(9)均由鋼材制成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述氣囊(7)內(nèi)充注氮?dú)狻?.根據(jù)權(quán)利要求8所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述氣囊(7)內(nèi)充注氮?dú)獾膲毫?.8?I.2MPaο
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種建筑物橫向沖擊均布動(dòng)荷載動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)裝置，包括固定在地基(2)上的支柱(31、32)、兩端分別間隙配合穿過(guò)二支柱(31、32)柱體上部的橫梁(4)，還包括擋板框(5)，擋板框(5)的一端緊貼待測(cè)墻面(11)，兩側(cè)與二支柱(31、32)固定連接，在擋板框(5)內(nèi)設(shè)有可相對(duì)于待測(cè)墻面(11)前后移動(dòng)的分配鋼板(6)，在分配鋼板(6)與待測(cè)墻面之間設(shè)有氣囊(7)，在橫梁(4)中部固定連接一與之垂直的剛性懸臂(8)，懸臂(8)的另一端固定連接一擺錘(9)，當(dāng)懸臂(8)處于豎直狀態(tài)時(shí)，擺錘(9)與分配鋼板(6)中部接觸。本實(shí)用新型可準(zhǔn)確測(cè)試建筑物在橫向沖擊均布動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性。
【IPC分類(lèi)】G01M7/08
【公開(kāi)號(hào)】CN205373997
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620019115
【發(fā)明人】陳力, 吳世燾, 方秦, 相恒波, 潘騰, 張亞棟
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2016年1月7日