[發明專利]懸掛式多維輸入水平多向剪切模型箱裝置

無效

• 申請號: 201110350064.0
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102367674A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 杜修力;李霞
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

技術領域

本發明屬于土木工程技術領域，涉及一種用于地下結構振動臺試驗的懸掛式層狀多向剪切模型箱裝置。

背景技術

在實際的結構-地基動力相互作用的情況下，地基是沒有邊界的，但在振動臺試驗中，只能用有限尺寸的模型箱來裝模型土。這樣，由于土和箱體界面上的波動反射以及土-模型箱體系與實際地基振動形態的差異給試驗結果帶來一定的誤差，即“模型箱效應”。為了消除模型箱效應，將模型箱設計成單向或雙向層狀剪切模型箱，使模型箱在地震作用下能夠進行層狀剪切變形，雙向層狀剪切模型箱在輸入另一方向的地震動時，必須重新安裝滑槽內滾珠。這兩種模型箱都不能同時輸入多維地震動，更難以滿足振動臺陣復雜地震動輸入的需求。柔性模型箱雖然能滿足多維地震動輸入的要求，但不能控制側向剛度，試驗中土體拱效應明顯。發明專利《用于地下結構振動臺試驗的懸掛式層狀多向剪切模型裝置》(ZL201020136580.4)公開了一種多層的柔性模型實驗箱，既消除了“模型箱效應”，又可實現模型箱內模型土水平方向剪切。但該裝置不能消除豎向地震激勵對模型箱-模型土體系豎向振動特性的影響，也不能克服模型箱的豎向慣性作用；并且，該裝置中的懸掛支架剛性不足，仍然對實驗造成一些誤差。而對于現有的的模型箱，在輸入豎向地震激勵時候，不能有效消除豎向地震激勵對模型箱-模型土體系豎向振動特性的影響和模型箱的豎向慣性作用，對模型土振動特性的影響很大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高懸掛支架剛性強度并利用隔振支座消除對模型土垂直方向影響的懸掛式多維輸入水平多向剪切模型箱裝置，以克服上述現有實驗箱的不足。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：設計一種懸掛式多維輸入水平多向剪切模型箱裝置，由剛性懸掛支架、剛性底板、模型箱體組成，所述模型箱體由十層以上的層面結構及梁架組成，層面結構為剛性且輕質，其平面形狀為任意且相同，各層面結構垂直等間距平行排列，由膜或者索串接，且膜或者索懸掛于剛性梁架上，該剛性梁架架設在所述剛性懸掛支架上；所述剛性底板與所述剛性懸掛支架固定連接且與振動臺面連接在一起；所述梁架通過均勻布置的三只以上的萬向腳輪或萬向節架在所述懸掛支架上；所述剛性懸掛支架為剛性圍墻，其頂部與所述萬向腳輪或萬向節的連接處設置豎向隔振支座和高度調節機構。

所述層面結構為平面結構的鋁合金框架或者薄壁型鋼框架。其中鋁合金框架可以為中空鋁合金封閉圓環。這種中空鋁合金封閉圓環如果用膜來連接的話，可以采用沿中空鋁合金封閉圓環均勻布置的六條以上的PVC膜帶的形式；如果用索來連接的話，可以采用沿中空鋁合金封閉圓環均勻布置的六條以上的鋼索。

所述懸掛支架為環形圍墻結構，所述高度調節機構為設置在懸掛支架頂端的高度可調節螺栓。

本發明具有以下有益效果及優點：與現有的抗震模型實驗箱比，本發明中的懸掛支架為穩固的剛性墻，并且采用豎向隔振支座和萬向輪，不僅極大限度地消除了模型箱體在各個方向的慣性作用，而且大大削弱了豎向地震激勵對模型箱-模型土體系豎向振動特性的影響，可以測試垂直方向的振動情況，實現了三維方向的振動測試模型箱。本發明中的模型箱能使其內的模型土體基本不受模型箱的影響，使得試驗模型體系頻率所受外界的影響得到改善，使測得的數據更加準確。

附圖說明

圖1至圖3為懸掛式多維輸入水平多向剪切模型箱裝置的一個實施例的結構示意圖，此實施例可用于多維地震輸入，其中：

圖1為實施例中模型箱裝置俯視圖；

圖2為實施例中模型箱裝置正視圖；

圖3為實施例中模型箱裝置的懸掛支架與實驗箱連接部位的示意圖；

圖中，1、鋼梁??2、腳輪??3、豎向隔振支座??4、高度可調節螺栓??5?剛性圍墻??6、中空封閉鋁合金框架??7、剛性底板???8、柔性索或膜帶??9、鋼墊板

具體實施方式

下面結合附圖通過實施例進一步說明本發明。