[發明專利]一種結構倒塌試驗中模擬構件失效的支撐釋放裝置

在審

• 申請號: 201410275836.2
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104034547A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 顧祥林;李毅;林峰
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術領域

本發明屬于工程結構試驗領域，尤其是涉及一種結構倒塌試驗中模擬構件失效的支撐釋放裝置。

背景技術

用于模擬偶然荷載作用下工程結構支撐構件突然失效的試驗裝置或者模擬地基不均勻沉降對工程結構影響的試驗裝置一般至少應包括兩個功能，即(1)偶然荷載作用(地基不均勻沉降)以前，該支撐裝置可以替代支撐構件承擔上部結構傳來的豎向荷載、(2)偶然荷載作用(地基不均勻沉降)發生以后，該支撐裝置失去承載力或者在下沉了一定位移后仍能保持一定的承載力。在同一個裝置中同時實現這樣兩個功能，且要求裝置操作簡單造價低廉，其實現難度較大。目前對于模擬支撐構件突然失效的方法是采用撞擊法，使用玻璃材料制作試驗中欲使其失效的模型支撐構件，試驗時采用剛性物體撞擊玻璃質支撐構件，達到使其失效的目的。這種方法存在如下不足：(1)撞擊用剛性物體的撞擊方向、撞擊力度不易控制，容易出現撞擊多次才能使支撐構件失效的情況，而多次撞擊將會對上部結構產生較大振動，甚至破損、破壞，造成試驗失敗、(2)剛性撞擊物前端撞擊面較大，撞擊過程中有可能對試驗中欲保留的支撐構件造成意外破壞、(3)由于剛性撞擊物長度有限，支撐構件失效后引起結構倒塌將會危及使用剛性撞擊物人員的人身安全、(4)撞擊過程中改變了上部結構的受力狀態，與試驗欲模擬的狀態不符。對于欲模擬地基有限沉降對結構影響的試驗裝置目前還不多見。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種模擬工程結構的支撐構件突然失效或者結構下面的地基不均勻沉降的試驗裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種結構倒塌試驗中模擬構件失效的支撐釋放裝置，包括支撐組件、約束釋放組件、滑動組件、阻擋定位組件和底座，

所述的滑動組件的槽道固定于底座上，所述的支撐組件與滑動組件中的滾輪相連，該滾輪置于滑動組件的滑道中，所述的阻擋定位組件固定于槽道上，所述的約束釋放組件與支撐組件相連。

所述的支撐組件包括支撐面板、斜向支撐桿件、橫向連接桿件，支撐面板為鋼筋混凝土板外包角鋼，斜向支撐桿件為端部鉸接的斜向支撐桿，共設有4組，對稱分布在支撐面板的4個角部下端，每兩組之間通過橫向連接桿件相連。

所述的斜向支撐桿件端部通過銷栓鉸接，滾輪以橫向連接桿件的延長段為軸，滾輪位于斜向支撐桿件的外側。

所述的斜向支撐桿件的下端與底座或橫向連接桿件相連，該橫向連接桿件的兩端焊有開孔的耳板，該耳板的中面平行于水平面，4組斜向支撐構件中每兩組一對，每對支撐構件通過上、中、下3個位置的橫向支撐連接桿件相連，上部和下部位置的橫向支撐桿件的直徑大于中部位置桿件的直徑。

所述的約束釋放組件包括鋼絲繩、花籃螺絲、脫鉤釋放件，鋼絲繩的一端與支撐組件中的橫向連接桿件上的耳板相連，鋼絲繩的另一端與脫鉤釋放裝置相連，脫鉤釋放裝置通過花籃螺絲與相對稱的鋼絲繩相連。

所述的滑動組件包括滾輪與滑道，位于上部的滾輪位于上部的槽道內，槽道沿支撐面板的長度方向位于其下部，位于的下部槽道內的滾輪與連接橫向連接桿件的斜向支撐桿件相連，下部的槽道與底座相連。

所述的阻擋定位組件包括角鋼和三角形肋板，所述的角鋼與下部槽道相連。

位于下部槽道內的阻擋定位組件中角鋼共2根，其軸線與槽道垂直，與滾輪相對的一側焊接2塊三角形肋板。

所述的底座包括槽型角鋼、三角形肋板、耳板、方形鋼板，位于兩端的兩塊槽鋼翼緣相對焊接，上部連接有厚鋼板，位于外側的槽鋼外均勻焊接有5塊三角形肋板。

本發明通過膨脹螺絲固定于較為平整的地面上，在釋放裝置啟動前上部支撐面將替代試驗中的失效支撐構件承擔上部荷載、試驗時啟動脫鉤釋放裝置，該裝置上的彎鉤和鋼絲繩脫離后，滾輪在滑道內滑動，斜向支撐桿件開始運動，繼而帶動支撐面板下降，當滾輪滑動至與阻擋定位組件中的槽鋼相接觸時，整個裝置的運動停止，從而實現工程結構一定區域支撐構件的失效或模擬地基的不均勻沉降。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)本裝置將支撐及支撐釋放功能集合為一體，啟動本裝置的約束釋放組件前，該裝置可模擬結構的支撐構件承擔上部的豎向荷載，啟動本裝置的約束釋放組件后，可以實現整體或局部支撐區域的失效或設定位移的沉降、

(2)約束釋放裝置的啟動方法簡便，可操作性強，避免了以往通過撞擊使支撐構件失效方法的操作性差的缺點、