一种低层、多层建筑非结构试验平台制造技术

本实用新型专利技术提供一种低层、多层建筑非结构试验平台，通过特定的支座的刚度及框架质量分布，达到模拟实际建筑中足尺房间对不同地震作用的层间位移和楼面加速度耦合反应。与传统振动台试验相比，本发明专利技术的优势在于：

【技术实现步骤摘要】
一种低层、多层建筑非结构试验平台


[0001]本技术涉及非结构构件和室内物品的抗震研究
，尤其涉及一种用于模拟低层、多层建筑相邻楼层中非结构构件和室内物品对地震作用的耦合反应的非结构试验平台。

技术介绍

[0002]作为城市人居环境的基本单元，建筑物在地震作用下的正常使用或建筑功能的快速恢复对于保障城市基本功能和维护社会稳定具有重要意义。为提升城市韧性，在建筑物的层面上需要解决两个科学问题：一是如何评估建筑功能损失；二是如何控制这一损失。二者的解决都需要正确处理建筑中主体结构与非结构系统之间的关系。对于城市防灾系统中的关键建筑，功能损失是建筑损失的更为重要的方面。在城市中，医院、政府机关、交通枢纽、大型公共建筑等防灾关键建筑在震后预期发挥应急反应支点的作用，其在震后的正常使用或者使用功能的快速恢复对于有效开展应急救援，最大限度地减小地震对城市功能和社会秩序的影响具有重要意义。
[0003]在现代建筑中，空间围合、交通、照明、给排水、采暖、通讯等功能的实现无不依赖于各种各样的非结构构件。另一方面，与建筑结构相比，非结构构件往往更加容易破坏。在2010 年智利地震中，由于喷淋系统与其他非结构构件的破坏，圣地亚哥国际机场中断运行，对救灾工作造成了极大的影响。在2013年我国芦山地震中，许多公共建筑虽然主体结构保持基本完好，但由于填充墙、吊顶、女儿墙等非结构构件的破坏，导致建筑物无法继续使用。可见，非结构构件的破坏不但会造成巨大的经济损失，还会造成严重的功能损失。正确把握非结构构件的地震反应特征及其地震易损性，是合理地评估建筑物地震功能损失的基础。
[0004]我国位于世界两大地震带――环太平洋地震带与欧亚地震带之间，是一个地震多发的国家。在不断总结历次震害经验教训的基础上，建筑结构的抗震设计方法和相关规范逐渐发展完善。然而，当城市遭遇强烈地震时，即使能够防止建筑物倒塌，但是如果无法有效控制建筑中各类非结构构件(如吊顶、隔墙、管线)和各种室内物品的损伤，仍会造成巨大的财产损失。根据一项国外的研究表明，公共建筑中非结构构件、建筑室内物品所占投资比例远高于结构构件所占投资比例。如何减轻地震作用对城市中占绝大多数数量的低层、多层建筑非结构构件和室内物品的破坏，是我国减震技术发展亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于低层、多层建筑的非结构试验平台，用于模拟低层、多层建筑的两个相邻楼层中非结构构件和室内物品对地震作用的耦合反应。
[0006]本技术的技术方案如下：
[0007]一种低层建筑非结构试验平台，所述试验平台的结构包括：一层钢框架1、房间地
板2、中部叠层橡胶支座3、二层钢框架4、顶部叠层橡胶支座5和三层钢框架7；所述一层钢框架 1与二层钢框架4之间通过若干中部叠层橡胶支座3连接，所述二层钢框架4与三层钢框架7 之间通过若干顶部叠层橡胶支座5连接，房间地板2设置在一层钢框架1中，所述一层钢框架1通过高强螺栓与加载装置相连，加载装置及一层钢框架1模拟房间所在楼层楼板及下部结构的地震反应，中部叠层橡胶支座3模拟房间所在楼层变形，三层钢框架7及顶部叠层橡胶支座5模拟房间上部结构的地震反应。
[0008]优选地，通过调整二层钢框架4、三层钢框架7的质量及中部叠层橡胶支座3和顶部叠层橡胶支座5的刚度能够实现在给定加载方式下，该房间层间位移角及楼板绝对加速度与实际建筑中该房间的地震反应相同。
[0009]优选地，当顶部叠层橡胶支座5刚度不满足试验需求或者需要小范围调整刚度时，可以在所述建筑非结构试验平台中增设上部弹簧系统6，上部弹簧系统6中各个弹簧并联布置。
[0010]优选地，所述上部弹簧系统6的结构包括：下部结构12、下部结构连接件13、拉伸弹簧 14、上部结构连接件15、弹簧调节拉杆16和上部结构17，拉伸弹簧14为若干，且为并联布置，所述拉伸弹簧14的上端通过弹簧调节拉杆16和连接件15与所述上部结构17相连接，所述拉伸弹簧14的下端通过连接件13和所述下部结构12相连接。
[0011]一种多层建筑非结构试验平台，所述试验平台的结构包括：一层钢框架1、房间地板2、中部叠层橡胶支座3、二层钢框架4、顶部叠层橡胶支座5、三层钢框架7和底部叠层橡胶支座8；所述一层钢框架1与二层钢框架4之间通过若干中部叠层橡胶支座3连接，所述二层钢框架4与三层钢框架7之间通过若干顶部叠层橡胶支座5连接，房间地板2设置在一层钢框架1中，所述底部叠层橡胶支座8为若干个，均匀设置在一层钢框架1底部，所述底部叠层橡胶支座8通过高强螺栓与加载装置相连，加载装置、所述底部叠层橡胶支座8及一层钢框架1模拟房间所在楼层楼板及下部结构的反应，其中，所述底部叠层橡胶支座8可以补足加载装置最大行程，放大下部结构地震反应，所述中部叠层橡胶支座3模拟房间所在楼层变形，所述三层钢框架7及顶部叠层橡胶支座5模拟房间上部结构的地震反应。
[0012]优选地，通过调整一层钢框架1、二层钢框架4和三层钢框架7的质量及底部叠层橡胶支座8、中部叠层橡胶支座3和顶部叠层橡胶支座5的刚度可以实现在给定加载方式下，该房间层间位移角及楼板绝对加速度与实际建筑中该房间的地震反应相同。
[0013]优选地，当底部叠层橡胶支座8、顶部叠层橡胶支座5的刚度不满足试验需求，或者需要小范围调整刚度时，可以在所述建筑非结构试验平台中增设下部弹簧系统9和上部弹簧系统6，所述下部弹簧系统9和上部弹簧系统6中各个弹簧并联布置。
[0014]优选地，所述下部弹簧系统9和/或上部弹簧系统6的结构包括：下部结构12、下部结构连接件13、拉伸弹簧14、上部结构连接件15、弹簧调节拉杆16和上部结构17，拉伸弹簧 14为若干，且为并联布置，所述拉伸弹簧14的上端通过弹簧调节拉杆16和连接件15与所述上部结构17相连接，所述拉伸弹簧14的下端通过连接件13和所述下部结构12相连接。
[0015]与现有技术相比，本技术的一种用于低层、多层建筑的非结构试验平台通过特定的支座的刚度及框架质量分布，达到模拟实际建筑中足尺房间对不同地震作用的层间位移和楼面加速度耦合反应。与传统振动台试验相比，本技术的建筑非结构反应试验平台的优势在于以下几点：
[0016]①
试验基于被动控制，仅通过在试验平台底部施加单一激励即可实现对所模拟房间的层间位移角和楼面加速度的同步控制。
[0017]②
该试验平台可以针对低层、多层建筑中的多种非结构构件和室内物品进行试验，如，吊顶、隔墙、水管、地板、家具、医疗设备等，试验时可以变换构件的安装或组合方式，同时可以试验不同类型非结构构件和室内部品之间的相互作用。
[0018]③
通过改变试验平台中支座的刚度及楼层质量分布，可以模拟低层、多层建筑中位于不同楼层的房间中的非结构构件和室内物品的地震反应，也可以模拟采用不同减、隔震技术的建筑中非结构构件和室内物品的地震反应。
[0019]④
试本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低层建筑非结构试验平台，其特征在于，所述试验平台的结构包括：一层钢框架(1)、房间地板(2)、中部叠层橡胶支座(3)、二层钢框架(4)、顶部叠层橡胶支座(5)和三层钢框架(7)；所述一层钢框架(1)与二层钢框架(4)之间通过若干中部叠层橡胶支座(3)连接，所述二层钢框架(4)与三层钢框架(7)之间通过若干顶部叠层橡胶支座(5)连接，房间地板(2)设置在一层钢框架(1)中，所述一层钢框架(1)通过高强螺栓与加载装置相连，加载装置及一层钢框架(1)模拟房间所在楼层楼板及下部结构的地震反应，中部叠层橡胶支座(3)模拟房间所在楼层变形，三层钢框架(7)及顶部叠层橡胶支座(5)模拟房间上部结构的地震反应,当顶部叠层橡胶支座(5)刚度不满足试验需求或者需要小范围调整刚度时，可以在所述建筑非结构试验平台中增设上部弹簧系统(6)。2.根据权利要求1所述的一种低层建筑非结构试验平台，其特征在于，通过调整二层钢框架(4)、三层钢框架(7)的质量及中部叠层橡胶支座(3)、顶部叠层橡胶支座(5)的刚度能够实现在给定加载方式下，该房间层间位移角及楼板绝对加速度与实际建筑中该房间的地震反应相同。3.根据权利要求2所述的一种低层建筑非结构试验平台，其特征在于，所述上部弹簧系统(6)的结构包括：下部结构(12)、下部结构连接件(13)、拉伸弹簧(14)、上部结构连接件(15)、弹簧调节拉杆(16)和上部结构(17)，拉伸弹簧(14)为若干，且为并联布置，所述拉伸弹簧(14)的上端通过弹簧调节拉杆(16)和连接件(15)与所述上部结构(17)相连接，所述拉伸弹簧(14)的下端通过连接件(13)和所述下部结构(12)相连接。4.一种多层建筑非结构试验平台，其特征在于，所述试验平台的结构包括：一层钢框架(1)、房间地板(2)、中部叠层橡胶支座(3)、二层钢框架(4)、顶部叠层橡胶支座(5)、三层...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲哲，付皓然，纪晓东，程禹皓，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：新型
国别省市：