[發(fā)明專利]雙向振動(dòng)抗震試驗(yàn)臺(tái)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410038828.6
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN103792060B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高笑娟;李躍輝;楊為民;趙果;鐘國華;呂冰
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M7/06
• 分類號(hào): G01M7/06;G01N33/24
• 代理公司: 洛陽公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)41120
• 代理人: 羅民健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種能夠輸出雙向振動(dòng)荷載的試驗(yàn)臺(tái)裝置。

背景技術(shù)

從空間上講，地震時(shí)地面的運(yùn)動(dòng)可分解成六個(gè)分量，包括3個(gè)平動(dòng)分量和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)分量，同時(shí)結(jié)構(gòu)物在多維地震作用下表現(xiàn)為空間運(yùn)動(dòng)，這種空間的作用程度取決于結(jié)構(gòu)物的不規(guī)則程度和整體性，即使是規(guī)則對(duì)稱結(jié)構(gòu)，由于材料、施工等方面的原因，結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下進(jìn)行振動(dòng)也絕非規(guī)則對(duì)稱，且不規(guī)則程度和整體性會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化。從震害資料分析表明：雙向水平地震的作用將使不規(guī)則結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)進(jìn)一步加劇，因此僅僅研究單個(gè)分量的震動(dòng)輸入是不夠的。目前對(duì)地震荷載模擬的實(shí)現(xiàn)方式主要是設(shè)大型振動(dòng)臺(tái)的試驗(yàn)室，且多是單一方向或水平和豎向組合的輸入方式，這種方式原理比較復(fù)雜，建設(shè)投資昂貴，不經(jīng)濟(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種雙向振動(dòng)抗震實(shí)驗(yàn)臺(tái)，解決現(xiàn)有技術(shù)中抗震模擬試驗(yàn)臺(tái)輸入方式單一、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、可靠性差等技術(shù)問題，其構(gòu)造和原理簡單，操作方便，容易取得且成本較低，適合推廣使用。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，所提供的技術(shù)方案是：雙向振動(dòng)抗震試驗(yàn)臺(tái)，包括從上到下依次平行設(shè)置的上平臺(tái)、中平臺(tái)和下平臺(tái)，所述中平臺(tái)設(shè)置在下平臺(tái)上表面的水平軌道上，上平臺(tái)設(shè)置在中平臺(tái)上表面的水平軌道上，且下平臺(tái)和中平臺(tái)上表面的水平軌道呈一定夾角；所述的上平臺(tái)和中平臺(tái)均連接有相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，上平臺(tái)和中平臺(tái)分別由相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)沿對(duì)應(yīng)的水平軌道運(yùn)動(dòng)，且在上平臺(tái)和中平臺(tái)的一端均連接有在動(dòng)力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)其水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠產(chǎn)生反作用力的彈簧組。

所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括由動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的偏心輪和一端與偏心輪配合的推桿，推桿的另一端與上平臺(tái)或中平臺(tái)接觸。

所述偏心輪的外部套設(shè)有軸承，推桿的一端與軸承接觸。

所述的推桿穿設(shè)在導(dǎo)向軸支座內(nèi)。

所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)均由控制機(jī)構(gòu)控制。

所述的彈簧組固定在豎向反力板上，且兩塊豎向反力板分別固定在下平臺(tái)和中平臺(tái)上。

所述的水平軌道由V形槽、設(shè)置在V形槽內(nèi)的多個(gè)鋼珠和設(shè)置在V形槽上方的蓋槽組成，所述蓋槽和V形槽分別與上下方相應(yīng)的平臺(tái)固定連接。

所述下平臺(tái)和中平臺(tái)上表面的水平軌道方向相垂直。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明提供了一種輸入兩個(gè)水平方向的振動(dòng)荷載，可近似的模擬地震荷載作用下結(jié)構(gòu)物的地震反應(yīng)，可為結(jié)構(gòu)物的抗震、減震、隔震研究提供幫助。

2、本發(fā)明可運(yùn)用到研究土體在兩個(gè)水平方向的振動(dòng)特性研究，可為飽和土體液化特征研究提供了很好的設(shè)備基礎(chǔ)，對(duì)復(fù)合地基加載可研究其雙向動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力特性。

3、本發(fā)明采用的蓋槽和V形槽結(jié)合的水平軌道，使鋼珠與蓋槽和V形槽以及平臺(tái)板之間呈線形接觸，最大限度的減小了系統(tǒng)的摩擦，采用的導(dǎo)向軸支座，嚴(yán)格限制了推桿的徑向位移，能很好的穩(wěn)定荷載的傳遞狀態(tài)。

4、本發(fā)明采用的偏心輪，可通過調(diào)整偏心距的方法改變輸入荷載的大小和平臺(tái)的行程，也可通過改變彈簧剛度系數(shù)的方法改變輸入荷載的幅值，通過控制機(jī)構(gòu)控制動(dòng)力源的轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)不同的加載頻率和加速度。

5、本發(fā)明設(shè)置在偏心輪上的軸承，起到了減小摩擦的作用，能保證在振動(dòng)過程中與推桿穩(wěn)定的接觸并傳遞荷載。

6、本發(fā)明采用的水平軌道起到了支撐和導(dǎo)向的作用，可通過改變?nèi)齻€(gè)平臺(tái)板間水平軌道的夾角來實(shí)現(xiàn)不同角度的兩個(gè)荷載方向輸入。

7、本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理簡單，可移動(dòng)，在室內(nèi)外都可以操作，各部件容易取得，造價(jià)較低，比較經(jīng)濟(jì)，適合推廣使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意主視圖；

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意左視圖；

圖3為本發(fā)明中與上平臺(tái)連接的荷載傳遞結(jié)構(gòu)原理圖；

圖4為本發(fā)明中與中平臺(tái)連接的荷載傳遞結(jié)構(gòu)原理圖；

圖5?為本發(fā)明中支撐裝置的剖視圖；

圖6為本發(fā)明對(duì)三層框架結(jié)構(gòu)模型施加振動(dòng)荷載示意圖；

圖7為本發(fā)明對(duì)土體或復(fù)合地基模型施加振動(dòng)荷載示意圖；

附圖標(biāo)記：1、控制機(jī)構(gòu)，2、上平臺(tái)，3、中平臺(tái)，4、下平臺(tái)，5、水平軌道，501、蓋槽，502、V形槽，503、鋼珠，6、動(dòng)力源，7、軸承，8、輸出軸，9、偏心輪，10、推桿，11、導(dǎo)向軸支座，12、彈簧組，13、框架模型結(jié)構(gòu)，14、土體或復(fù)合地基材料模型，15、土箱。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式：