强动力荷载下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能测试系统技术方案

本发明专利技术公开了强动力荷载下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能测试系统，解决现有技术无法定量确定爆炸等强动力荷载作用下钢筋混凝土结构抗连续性倒塌性能的技术问题。本发明专利技术包括用于固定钢筋混凝土结构试件两端的固定装置，用于给钢筋混凝土结构加载强动力荷载的加载机构，以及分别与固定装置和强动力加载机构相连接的PC机；钢筋混凝土结构上设有将集中的强动力荷载转换为分布式爆炸荷载的转换机构；该试验装置测得的结果可以快速计算出钢筋混凝土结构在爆炸荷载作用下的损伤程度。本发明专利技术结构简单、设计科学合理，使用方便，可以快速高效模拟测试爆炸等强动力荷载作用下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能。结构抗连续倒塌性能。结构抗连续倒塌性能。

【技术实现步骤摘要】
强动力荷载下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能测试系统


[0001]本专利技术属于钢筋混凝土结构抗倒塌性能测试
，具体涉及强动力荷载下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能测试系统。

技术介绍

[0002]爆炸荷载作用下建筑结构首先表现为局部构件的非线性动力响应，产生一定程度的损伤甚至破坏。局部构件由于损伤或破坏而丧失的承载力将会在瞬间寻求替代传力路径进行重分布，这一过程将会引起整体结构的非线性动力响应，可能导致结构发生较大的变形甚至引发结构部分构件脱落、接触碰撞等一系列复杂的非线性行为，最终可能导致结构发生连续倒塌。
[0003]钢筋混凝土结构在土木工程中的应用范围极广，各种工程结构都可采用钢筋混凝土建造。钢筋混凝土结构在原子能工程、海洋工程和机械制造业的一些特殊场合，如反应堆压力容器、海洋平台、巨型运油船、大吨位水压机机架等，均得到十分有效的应用，解决了钢结构所难于解决的技术问题。
[0004]目前针对钢筋混凝土结构连续倒塌已在试验与数值模拟方面开展了大量的研究，取得了丰硕的研究成果。然而，针对具体的爆炸荷载作用等强动力荷载下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能方面的研究还不够深入，这主要是由于缺乏能够定量确定爆炸等强动力荷载作用下钢筋混凝土结构抗连续性倒塌性能的试验系统。
[0005]因此，设计一种钢筋混凝土结构在强动力荷载作用下抗连续性倒塌性能测试系统，以模拟爆炸等强动力荷载作用环境下对钢筋混凝土结构连续性倒塌性能测试，成为所属
技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种强动力荷载下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能测试系统，以至少解决上述部分技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]强动力荷载下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能测试系统，包括用于固定钢筋混凝土结构两端的固定装置，用于给钢筋混凝土结构加载强动力荷载的强动力加载机构，以及分别与固定装置和强动力加载机构相连接的PC机；钢筋混凝土结构上设有用于将集中的强动力荷载转换为分布式爆炸荷载的转换机构。
[0009]进一步地，转换机构包括设于钢筋混凝土结构上的充气气囊，以及设于充气气囊上的钢板。
[0010]进一步地，强动力加载机构为落锤试验机，落锤试验机底部设有与PC机相连接的第一力传感器。
[0011]进一步地，固定装置包括反力架，与钢筋混凝土结构端部相固定的滑移式固定座，以及设于滑移式固定座和反力架之间的测力机构；测力机构至少有两个，测力机构等间距
间隔分布于滑移式固定座和反力架之间。
[0012]进一步地，滑移式固定座包括与钢筋混凝土结构端部相固定的边柱，设于边柱底部的铰支座，以及测力座；铰支座位于测力座上。
[0013]进一步地，铰支座包括与边柱底部相固定的上铰支座，通过转轴与上铰支座相铰接的下铰支座，并且下铰支座底部设有第一滚轮。
[0014]进一步地，测力座包括用于承托铰支座的承托钢板，以及设于承托钢板底部并与PC机相连接的第二力传感器。
[0015]进一步地，测力机构包括设于反力架上的第一铰接座，设于滑移式固定座上的第二铰接座，以及两端分别与第一铰接座和第二铰接座相铰接并与PC机相连接的第三力传感器。
[0016]进一步地，还包括设于钢筋混凝土结构中部用于限制钢筋混凝土结构旋转的旋转限位装置，旋转限位装置包括旋转限位底板、以及设于旋转限位底板上并分列于钢筋混凝土结构中部两侧的一对旋转限位导向机构，旋转限位导向机构包括一对固定于旋转限位底板上并且相互平行分布的角钢，两根角钢之间形成有导向槽，钢筋混凝土结构上设有与导向槽相适配并位于导向槽内的螺杆。
[0017]进一步地，还包括至少两个设于钢筋混凝土结构中部用于限制钢筋混凝土结构水平移动的水平位移限位装置，水平位移限位装置包括水平位移限位底板，设于水平位移限位底板上的一对H型钢，一对H型钢分列于钢筋混凝土结构两侧，钢筋混凝土结构两侧设有第二滚轮，第二滚轮与H型钢滑动接触。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术结构简单、设计科学合理，使用方便，可以快速高效模拟测试爆炸等强动力荷载作用下钢筋混凝土结构抗连续性倒塌性能。
[0020]本专利技术主要包括固定装置、强动力加载机构、转换机构和PC机，固定装置与钢筋混凝土结构两端相固定，强动力加载机构直接加载到转换机构上，再由转换机构传力至钢筋混凝土结构上，经过转换机构的均力，就能使钢筋混凝土结构的整体受力跟在真实爆炸等环境中受力相当。PC机用于接收与之相连部件的受力信息并显示存储，方便试验者分析总结。如此可以快速高效模拟测试爆炸等强动力荷载作用环境下钢筋混凝土结构抗连续性倒塌性能。
[0021]本专利技术转换机构为充气气囊和钢板，充气气囊整体厚度至少50mm，钢板的整体厚度至少30mm，充气气囊可以通过绑绳等绑扎在钢筋混凝土结构顶面，钢板也就可以通过绑绳等绑扎在充气气囊顶面，落锤试验机通过其控制系统以一定速度击打在钢板上，钢板传力至充气气囊，充气气囊再传力至钢筋混凝土结构，如此钢筋混凝土结构受力均匀，可以有效还原其在爆炸等环境中受到爆炸波的冲击，从而实现高效模拟测试爆炸等强动力荷载作用环境下对钢筋混凝土结构抗连续性倒塌性能，第一力传感器设于落锤试验机底部，由第一力传感器与钢板冲击，PC机实时接收第一力传感器传送过来的受力参数信息进行存储显示。
[0022]本专利技术固定装置包括反力架、滑移式固定座和测力机构，钢筋混凝土结构与滑移式固定座相固定，钢筋混凝土结构在进行性能测试时，依次传力至滑移式固定座、测力机构和反力架。反力架采用厚钢板焊接成型的钢结构架体，所用厚钢板厚度至少5cm，钢结构架
体固定在地面上，承受钢筋混凝土结构在测试过程中所受到水平方向上传导的冲击力。测力机构将受力参数信息传送至PC 机进行存储显示，滑移式固定座一方面在竖直方向上对钢筋混凝土结构进行支撑，另一方面在水平方向上可滑移，方便传力至测力机构，测力机构采用两个，一方面可以提高测力上限，另一方面，通过平行分布的结构，还能提高固定装置整体稳定性。
[0023]本专利技术滑移式固定座包括边柱、铰支座和测力座，铰支座包括上铰支座、转轴、下铰支座和第一滚轮，测力座包括承托钢板和第二力传感器，铰支座通过转轴用来释放转动约束，配合第一滚轮，实现实时传力至测力机构，第二力传感器能够实时监测滑移式固定座整体所受到钢筋混凝土结构传导过来的竖直方向上的冲击力，并将所监测到的冲击力信息实时传送至PC机进行显示存储。
[0024]本专利技术测力机构包括第一铰接座、第二铰接座和第三力传感器。第三力传感器水平分布，其能有效监测出滑移式固定座在水平方向上受到钢筋混凝土结构所传导的冲击力，并将所监测到的冲击力信息实时传送至PC机进行显示存储。
[0025]本专利技术在钢筋混凝土结构中部设旋转限位装置，用于限制钢筋混凝土结构在受到强动力荷载作用下发生旋转。旋转限位装置包括旋转限位底本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.强动力荷载下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能测试系统，其特征在于：包括用于固定钢筋混凝土结构(1)两端的固定装置，用于给钢筋混凝土结构(1)加载强动力荷载的强动力加载机构，以及分别与固定装置和强动力加载机构相连接的PC机(19)；钢筋混凝土结构(1)上设有用于将集中的强动力荷载转换为分布式爆炸荷载的转换机构(20)。2.根据权利要求1所述的强动力荷载下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能测试系统，其特征在于：转换机构(20)包括设于钢筋混凝土结构(1)上的充气气囊(2)，以及设于充气气囊(2)上的钢板(3)。3.根据权利要求1所述的强动力荷载下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能测试系统，其特征在于：强动力加载机构为落锤试验机(4)，落锤试验机(4)底部设有与PC机(19)相连接的第一力传感器(5)。4.根据权利要求1所述的强动力荷载下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能测试系统，其特征在于：固定装置包括反力架(7)，与钢筋混凝土结构(1)端部相固定的滑移式固定座(6)，以及设于滑移式固定座(6)和反力架(7)之间的测力机构(21)；测力机构(21)至少有两个，测力机构(21)等间距间隔分布于滑移式固定座(6)和反力架(7)之间。5.根据权利要求4所述的强动力荷载下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能测试系统，其特征在于：滑移式固定座(6)包括与钢筋混凝土结构(1)端部相固定的边柱(61)，设于边柱(61)底部的铰支座(62)，以及测力座；铰支座(62)位于测力座上。6.根据权利要求5所述的强动力荷载下钢筋混凝土结构抗连续倒塌性能测试系统，其特征在于：铰支座(62)包括与边柱(61)底部相固定的上铰支座(63)，通过转轴(64)与上铰支座(63)相铰接的下铰支座(65)，并且下铰支座(65)底部设有第一滚轮(...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟波，蒋亚强，张泽江，朱辉，
申请(专利权)人：应急管理部四川消防研究所，
类型：发明
国别省市：