一种墙柱两用结构模型模拟地震振动台试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种墙柱两用结构模型模拟地震振动台试验装置及其制作方法，整个试验装置分为４个部分：荷重部分，夹件部分，防护部分，锚固部分。荷重部分为一个大铁槽，用于施加构件上部的配重；夹件部分用于将荷重部分固定在墙体或柱体等构件的荷重梁上方；防护部分由钢支柱和防护架组成，当构件在试验过程中发生失稳现象时可以对试验人员和相关设备进行保护；锚固部分用于将构件基础和试验装置防护部分锚固在模拟地震振动台的台面上。本实用新型专利技术的墙柱两用结构模型模拟地震振动台试验装置及其制作方法，设计合理，能够直观地对墙体和柱体进行模拟地震振动台试验，装配使用方便，适用面宽，安全性好。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种墙柱两用结构模型模拟地震振动台试验装置，属于结构模型 试验装置及其制作领域。
技术介绍
我国属于一个地震多发国家，多年来的地震灾害造成了巨大的人员伤亡和财产损 失。所以做好建筑结构的抗震设防工作也就成了土木工程领域亟需研究和解决的课题。模拟地震振动台可以真实地再现地震过程，是研究建筑结构抗震性能很好的试验 方法之一。目前土木工程领域的模拟地震振动台试验主要是针对整体的建筑模型来进行 的。而通过大量的试验研究可以发现，结构破坏的薄弱部位均位于结构的中下部位的主要 受力构件，因此，对从结构中抽取出来的关键受力构件进行模拟地震振动台试验有造价低， 制作方便，直观实用的优点。本技术从研究各种结构构件的抗震性能出发，通过合理设计，综合考虑各种 构件的特点，形成一种即能用于墙体模型又能用于柱体模型的模拟地震振动台试验装置。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提出一种即能用于墙体又能用于柱体的模拟 地震振动台试验装置及其制作方法，从而直观地对墙体和柱体进行模拟地震振动台试验， 供科研人员进行结构抗震试验研究使用。本技术采用的技术方案是—种墙柱两用结构模型模拟地震振动台试验装置，所述试验装置分包括荷重部 分，夹件部分，防护部分以及锚固部分四个部分，其特征在于所述荷重部分为一个立方体 的铁槽，铁槽内分成相同体积的4个部分，各部分装入质量块，所述荷重部分固定于结构模 型上部荷重梁上方用以为结构模型提供配重；所述夹件部分由两个用铁板焊成的槽型装 置、配套的高强螺丝杆和高强螺帽组成，两个槽型装置牢固对称焊接在荷重部分下方，并保 证其间有足够距离，以满足不同体型构件模型的紧固需要，所述高强螺丝杆穿过槽型装置 和构件模型上部荷重梁中的预留孔洞，并用高强螺帽把荷重梁两头紧固，为了在紧固时不 压坏荷重梁上的混凝土，荷重梁和高强螺帽之间垫有铁板，使紧固力均勻地施加在荷重梁 侧面上，所述高强螺丝杆两头通过槽型装置外侧的高强螺帽固定在槽型装置上，这样可以 保证荷重部分紧密地固定在构件上方。以保证在试验时构件配重能充分发挥作用；所述 防护部分由支柱和防护架组成，其作用是当构件在试验过程中发生失稳现象时对试验人员 和相关设备进行保护，支柱上方的防护架在所述荷重部分周围围成一个矩形，所述防护架 和支柱之间采用高强螺杆和高强螺帽连接，可根据构件模型的具体高度来调节防护架的位 置，使防护架围在荷重部分周围；所述锚固部分主要由两个空心的钢管构成，钢管固定在振 动台上，所述防护部分的支柱与钢管相连，将防护部分固定在钢管上方，同时，高强螺丝杆 穿过空心钢管把构件模型的基础紧固住。保证在试验时基础不发生或少发生位移。所述质量快为铁块、石块或沙袋。所述支柱为4个工字型截面的钢支柱。所述防护架由槽型截面的钢杆里面塞上橡胶防护垫组成。由于施工误差以及试验 方法不当，试验时试件和试验装置荷重槽可能会发生非振动方向或振动方向的失稳。这时 支柱上方围成矩形的防护架就可以起到防护作用(橡胶防护垫还可以在失稳现象发生时 起到一定缓冲作用)，以免造成人员的受伤和周围财物的损坏。与振动方向垂直的防护架与荷重部分之间留有一定距离，所述距离根据试验时构 件模型顶部可能发生的位移大小来控制。所述防护部分侧面的支柱之间分别焊接两个槽型截面的钢杆，钢杆槽型开口向 上，里面塞有起缓冲作用的橡胶防护垫。这是为了在试验时一旦发生构件脆性坍塌时用以 支撑试验装置荷重槽的，同样是为了避免人员的受伤和周围财物的损坏。所述锚固部分的钢管为方形钢管。所述结构模型为墙体模型或柱体模型。上述试验装置各构件均采用Q345钢材。所述的墙柱两用结构模型模拟地震振动台试验装置，其制作方法步骤一.制作荷重部分。荷重部分为一个用8块铁板拼焊成的立方体的铁槽，并使铁槽内分成相同体积的 4个部分，各部分可均勻装入同等质量的配重块。荷重部分应有足够大的空间，使其自重和 配重块的总重能够达到一般试验需求。步骤二 .制作夹件部分。用两个用铁板焊成的槽型装置，牢固对称焊接在荷重部分下方，并保证其间有足 够距离，这样可以满足不同体型构件的紧固需要。另外配一根长度足够的高强螺丝杆，用于 穿过槽型装置和墙体或柱体等构件的荷重梁(施工时预留相应孔洞)，并可用数个高强螺 帽(数量依情况而定)把荷重梁两头紧固。为了在紧固时不压坏荷重梁上的混凝土，应该 在荷重梁和高强螺帽间垫上铁板，使紧固力均勻地施加在荷重梁侧面上。同时用高强螺帽 在两个槽型装置的两头把上述高强螺丝杆也固定住。这样可以保证荷重部分紧密地固定在 构件上方。以保证在试验时构件配重能充分发挥作用。步骤三.制作防护部分。防护部分固定在锚固部分上方。防护部分是由4个工字型截面的钢支柱和防护装 置组成的。支柱上方防护架在试验装置荷重槽周围围成一个矩形，防护架是槽型截面的钢杆 里面塞上橡胶防护垫组成的。由于施工误差以及试验方法不当，试验时试件和试验装置荷 重槽可能会发生非振动方向或振动方向的失稳。这时支柱上方围成矩形的防护架就可以起 到防护作用(橡胶防护垫还可以在失稳现象发生时起到一定缓冲作用)，以免造成人员的 受伤和周围财物的损坏。注意与振动方向垂直的防护杆与荷重槽的距离根据要试验时构件 顶部可能发生的位移大小来控制。在制作防护部分时4个钢支柱的高度可以进行灵活变化，以适应不同高度构件的 试验需要。另外支柱上方防护架和4个钢支柱之间是用16个高强螺杆和48个高强螺帽连 接的，可以根据构件的具体高度来调节防护架的位置，使防护架围在荷重槽周围。防护部分侧面的支柱之间分别焊接两个槽型截面的钢杆，钢杆槽型开口向上，里 面同样塞上能起到缓冲作用的橡胶防护垫，这是为了在试验时一旦发生构件脆性坍塌时用 以支撑试验装置荷重槽的，同样是为了避免人员的受伤和周围财物的损坏。步骤四.制作锚固部分锚固部分主要是由两个空心的方形钢管构成，钢管固定在振动台上。本试验装置 的防护部分固定在上述钢管上方，同时用高强螺丝杆穿过方形钢管把构件的基础紧固住， 保证在试验时基础不发生或少发生位移。上述墙柱两用结构模型模拟地震振动台试验装置的具体实施方法如下步骤一对原结构的进行缩尺，并设计结构模型并施工；步骤二 使结构模型上部的荷重梁上表面水平并预留一孔洞；步骤三计算结构模型所需配重，选择适当配重块；步骤四将配重块均勻装入荷重部分铁槽内的四个部分内，并将配重块用胶水、泡 沫填缝剂固定在铁槽内；步骤五将锚固部分固定在振动台台面上，并将支柱下端固定在锚固部分的空心 钢管上，通过拧动支柱上方的螺帽来调节防护架到合适的位置，以保证将来防护架围在铁 槽周围；步骤六将养护好的结构模型吊装到振动台上并固定在振动台面上，使其置于已 安装好锚固部分以及钢支柱中间位置；步骤七将荷重部分和夹件部分吊装压到结构模型的荷重梁上表面，居中放置，将 高强螺丝杆穿过夹件部分的槽型装置和结构模型的荷重梁中预留孔洞，并用高强螺帽把荷 重梁两头紧固，将荷重梁和高强螺帽间垫上铁板，同时，采用高强螺帽将高强螺丝杆两头固 定在夹件部分两个槽型装置上；步骤八用高强螺丝杆穿过空心钢管把构件模型的基础紧固住。其中，所述步骤四中，对难以放下配重块的空间用铁块塞紧，并用木楔子加以挤 密。这样可以在试验时尽量使铁槽内的配重块粘结紧密本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种墙柱两用结构模型模拟地震振动台试验装置，所述试验装置分包括荷重部分，夹件部分，防护部分以及锚固部分四个部分，其特征在于：所述荷重部分为一个立方体的铁槽，铁槽内分成相同体积的４个部分，各部分装入质量块，所述荷重部分固定于结构模型上部荷重梁上方用以为结构模型提供配重；所述夹件部分由两个用铁板焊成的槽型装置、配套的高强螺丝杆和高强螺帽组成，两个槽型装置牢固对称焊接在荷重部分下方，并保证其间有足够距离，以满足不同体型构件模型的紧固需要，所述高强螺丝杆穿过槽型装置和构件模型上部荷重梁中的预留孔洞，并用高强螺帽把荷重梁两头紧固，荷重梁和高强螺帽之间垫有铁板，所述高强螺丝杆两头通过槽型装置外侧的高强螺帽固定在槽型装置上；所述防护部分由支柱和防护架组成，支柱上方的防护架在所述荷重部分周围围成一个矩形，所述防护架和支柱之间采用高强螺杆和高强螺帽连接，可根据构件模型的具体高度来调节防护架的位置，使防护架围在荷重部分周围；所述锚固部分主要由两个空心的钢管构成，钢管固定在振动台上，所述防护部分的支柱与钢管相连，将防护部分固定在钢管上方，同时，高强螺丝杆穿过空心钢管把构件模型的基础紧固住。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹万林，王尧鸿，张建伟，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]