多功能结构拟静力试验模型槽制造技术

本实用新型专利技术涉及多功能结构拟静力试验模型槽，包括模型槽主体、转换系统、辅助系统和数据采集系统四部分。其特征是通过活动式隔板在模型槽内的移动实现考虑结构

【技术实现步骤摘要】
多功能结构拟静力试验模型槽


[0001]本技术涉及一种室内综合模型试验测试系统，具体是指一种多功能结构拟静力试验模型槽。可用于结构或基础的拟静力试验测试，并借助该系统的综合功能实现不同类型拟静力试验间的便捷转换及基础拟静力试验缩尺比例的灵活缩放。

技术介绍

[0002]随着我国经济的发展，基建作为关系国计民生的重要工程凸显出越来越重要的地位。然而，一旦这些生命线工程在地震中遭到破坏，不但会带来巨大的经济损失而且会由于交通网的中断而延误宝贵的黄金救援时间，加剧次生灾害的发生。仅以近些年来国内外几次典型地震为例，大量结构在地震中遭受了严重的破坏。杜修力和韩强2008年发表于《北京工业大学学报》的“5．12汶川地震中山区公路桥梁震害及启示”一文中就提到了2008年汶川地震造成6140座公路桥梁受损的情况。熊立红等发表于《北京工业大学学报》的“5．12汶川地震中多层房屋典型震害规律研究”一文介绍了汶川地震造成大量房屋建筑受损的情况。金来建等发表于《建筑结构学报》的“汶川地震中单层钢筋混凝土柱厂房典型震害分析”一文介绍了汶川地震造成大量工业厂房受损的情况。可见，地震不仅会造成工业及民用建筑的破坏，而且会造成桥梁等交通结构物的破坏。因此，观察地震作用下结构的破坏特征，研究结构的主要抗震性能指标，将为地震区建筑及桥梁等结构物的精确分析及抗震设计提供重要的理论依据；拟静力试验通过对结构或构件施加正反两个方向的循环荷载来实现模拟地震时结构在往复振动中的破坏特征和受力特点的目的，其模拟结果可为地震区结构的抗震设计及灾害防治提供宝贵的一手资料。拟静力试验可分为现场拟静力试验和室内拟静力试验。相对于现场试验，室内拟静力模型试验周期短、成本低且易于控制，因此成为结构抗震研究者常用的一种试验手段。由于室内拟静力模型试验通常在实验室内进行，试验模型槽系统便成为该类试验不可或缺的重要设备；目前，结构的拟静力试验按模型的固结部位不同可分为主体底部固结和考虑上部结构
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土
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基础相互作用体系两种。主体底部固结的拟静力试验不考虑基础
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土的相互作用，将按一定比例缩尺后的房屋或桥墩在模型底部固结于实验室地面。考虑上部结构
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土
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基础相互作用的拟静力试验，侧重于研究上部结构
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土
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基础的相互作用，将缩尺后的模型置于土工模型槽内。以上两种类型的拟静力试验被广泛的用于研究结构的抗震性能，但由于两类试验要求的固结方式不同，导致两类试验的实施往往需要各自的场地，这给实验室尤其是场地受限的实验室带来极大困难，而且在不同的试验之间反复移动庞大的作动器（提供水平往复荷载的液压千斤顶）往往耗时耗力，使得实验室的空间利用率和分组试验的效率明显降低。同时，目前常用的土工模型槽无法实现基础变形和土压力的测量。因此技术一种可同时实施结构底部固结型和考虑上部结构
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土
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基础相互作用型两类拟静力模型试验、有效测试基础变形和土压力的变化、以最大效率利用实验室空间的综合模型槽系统，对深入研究结构在地震作用下的破坏机理及抗震性能具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0003]为解决现有拟静力模型试验存在的缺陷和不足，以便实现两类拟静力试验的集成化、试验中基础变形和土压力的测试、实验室空间利用率及试验效率的最大化，本技术旨在提供一种多功能结构拟静力试验模型槽。该系统既能够同时实现结构底部固结型和考虑上部结构
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土
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基础相互作用型两类拟静力模型试验的实施及基础拟静力试验缩尺比例的自由缩放，也能够实现试验中对土压力、基础位移等变量的实时监测，最大限度提高实验室的空间利用率和不同类型拟静力模型试验的效率。
[0004]本技术所采用的技术方案是：
[0005]多功能结构拟静力试验模型槽，包括模型槽主体、转换系统、辅助系统和数据采集系统四部分。模型槽主体由模型槽前侧壁（1）、模型槽左侧壁（2）、模型槽后侧壁（3）、模型槽右侧壁（4）、活动式隔板（5）、模型槽底板（6）及活动式隔板卡槽（7）组成。其特征是通过在实验室地面开挖基坑，采用混凝土沿基坑内壁浇筑模型槽前侧壁（1）、模型槽左侧壁（2）、模型槽后侧壁（3）、模型槽右侧壁（4）及模型槽底板（6），并在模型槽左侧壁（2）和模型槽右侧壁（4）上预留活动式隔板卡槽（7），通过将钢制的活动式隔板（5）插入活动式隔板卡槽（7）组成模型槽主体。通过调整活动式隔板（5）在活动式隔板卡槽（7）间的位置，可实现模型槽体积的改变，进而达到适应不同缩尺比拟基础模型试验的目的。转换系统由钢制的转换垫板（8）、转换垫板固定孔（9）和模型固定孔（10）组成，其特征是转换垫板（8）借助螺杆通过转换垫板固定孔（9）固定于模型槽底板（6）上，底部固结模型通过模型固定孔（10）固定于转换垫板（8）上。通过转换垫板（8）的安装与拆除即可实现结构底部固结型和考虑结构
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基础
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土相互作用型两类不同类型拟静力模型试验的便捷转换。辅助系统由活动式隔板斜撑（11）、斜撑底板（12）、斜撑顶螺栓（13）、斜撑底螺栓（14）、斜撑锚固板（15）和柔性材料（16）组成，其特征是活动式隔板斜撑（11）顶部与活动式隔板（5）通过斜撑顶螺栓（13）连接，活动式隔板斜撑（11）底部与斜撑底板（12）焊接连接，斜撑底板（12）通过斜撑底螺栓（14）固定于斜撑锚固板（15）上，活动式隔板斜撑（11）可增强活动式隔板（5）的刚度及稳定性，柔性材料（16）设置在模型槽内壁四周，用于降低模型槽的边界效应。数据采集系统由土压力传感器（17）、土压力传感器引线保护管（18）、位移传感器拉线保护管（19）、传感器引线孔（20）、位移传感器拉线（21）、位移传感器固定架底座（22）、位移传感器固定架（23）、拉线式位移传感器（24）、土压力传感器引线（25）、拉线式位移传感器引线（26）、数据采集设备（27）和计算机（28）组成，其特征是将位移传感器拉线（21）一端连接于结构基础（29）侧面，另一端穿过位移传感器拉线保护管（19）连接到固定于位移传感器固定架（23）上的拉线式位移传感器（24）上，土压力传感器（17）粘贴于结构基础（29）侧面，并将土压力传感器引线（25）穿过土压力传感器引线保护管（18）引出，土压力传感器引线保护管（18）和位移传感器拉线保护管（19）穿过位于活动式隔板（5）上的传感器引线孔（20）引出，土压力传感器引线（25）和拉线式位移传感器引线（26）与数据采集设备（27）连接后，通过计算机（28）实现数据的采集和存储。
[0006]本技术的优点和产生的有益效果是：
[0007]1、本技术克服了常规结构拟静力试验模型槽无法同时实现结构底部固结型和考虑上部结构
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土
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基础相互作用型两类拟静力模型试验的缺点，通过在试验槽内设置可调节高度的垫板和锚固系统来实现底部固结型拟静力试验模型的升降，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多功能结构拟静力试验模型槽，包括模型槽主体、转换系统、辅助系统和数据采集系统四部分，其特征在于：所述的模型槽主体包括模型槽前侧壁（1）、模型槽左侧壁（2）、模型槽后侧壁（3）、模型槽右侧壁（4）、活动式隔板（5）、模型槽底板（6）及活动式隔板卡槽（7）组成，其特征是模型槽前侧壁（1）、模型槽左侧壁（2）、模型槽后侧壁（3）、模型槽右侧壁（4）和模型槽底板（6）采用混凝土浇筑而成，活动式隔板（5）由钢板制作而成，活动式隔板卡槽（7）的宽度易控制在1.5
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2cm之间，通过调整活动式隔板（5）在活动式隔板卡槽（7）上的位置可改变模型槽的体积，进而实现基础拟静力模型试验缩尺比例的自由缩放；所述的转换系统包括钢制的转换垫板（8）、转换垫板固定孔（9）和模型固定孔（10），其特征是转换垫板（8）借助螺杆通过转换垫板固定孔（9）固定于模型槽底板（6）上构成底部固结型模型的底座，底部固结模型通过模型固定孔（10）固定于转换垫板（8）上，转换垫板（8）由钢板制作而成，厚度为10
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15cm，通过转换垫板（8）的安装与拆除可实现底部固结型和考虑结构
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基础
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土相互作用型两类不同类型拟静力试验间的便捷转换；所述的辅助系统包括活动式隔板斜撑（11）、斜撑底板（12）、斜撑顶螺栓（13）、斜撑底螺栓（14）、斜撑锚固板（15）和柔性材料（16），其特征是活动式隔板斜撑（11）顶部与活动式隔板（5）通过斜撑顶螺栓（13）连接，活动式隔板斜撑（11）底部与斜撑底板（12）焊接连接，斜撑底板（12）通过斜撑底螺栓（14）固定于斜撑锚固板（15）上，斜撑锚固板（15）预埋在模型槽底板（6）的混凝土内，活动式隔板斜撑（11）可增强活动式隔板（5）的刚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王义，陈兴冲，张熙胤，刘正楠，于生生，鲁锦华，王万平，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：新型
国别省市：