[發明專利]一種城墻人防工事上部荷載傳遞系數測定模型及方法

有效

• 申請號: 202010411313.1
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111678783B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 張德恒;徐奮強;李新民;張偉;章艷;朱偉豪;楊波
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/06;G01M13/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 李跟根

1.一種城墻人防工事上部荷載傳遞系數測定方法，其特征是，包括測定模型，所述測定模型包括應變儀(8)和目標城墻的縮尺模型，所述縮尺模型包括城墻墩臺(1)、城墻墻體(2)、磚砌拱(3)，所述城墻墻體(2)設于城墻墩臺(1)上方，所述磚砌拱(3)設于城墻墩臺(1)與城墻墻體(2)之間；

磚砌拱(3)底部設有千斤頂(5)，城墻墻體(2)頂部設有荷載加載裝置(10)，城墻墻體(2)內部設有傳力柱(6)或/和土壓力盒(7)，所述應變儀(8)與傳力柱(6)或/和土壓力盒(7)電性連接；

測定方法包括如下步驟：

通過千斤頂(5)向磚砌拱(3)施加縱向支撐力，維持磚砌拱(3)縱向零位移，通過荷載加載裝置(10)向城墻墻體(2)施加縱向載荷，所述縱向載荷逐漸增大至磚砌拱(3)發生破壞；在磚砌拱(3)發生破壞之前，通過傳力柱(6)或/和土壓力盒(7)獲取由縱向載荷傳遞至城墻墻體(2)內的應力；通過應變儀(8)提取所獲取的應力，基于所提取的應力繪制所述縱向載荷在城墻墻體(2)內的傳遞規律曲線；以獲取縮尺模型的荷載傳遞系數；

按照縮尺模型與目標城墻的縮尺比例，由縮尺模型的荷載傳遞系數推導出目標城墻人防工事上部的荷載傳遞系數；

基于目標城墻人防工事上部的荷載傳遞系數，求取目標城墻人防工事頂部的荷載；

基于目標城墻人防工事頂部的荷載，求取目標城墻人防工事的內力，所述內力包括彎矩、剪力、軸力。

2.根據權利要求1所述的城墻人防工事上部荷載傳遞系數測定方法，其特征是，傳力柱(6)或/和土壓力盒(7)不少于兩個且在豎直方向上等距分布。

3.根據權利要求1所述的城墻人防工事上部荷載傳遞系數測定方法，其特征是，還包括壓合于城墻墻體(2)與荷載加載裝置(10)之間的硬質板材，所述硬質板材包括鋼板(9)。

4.根據權利要求1所述的城墻人防工事上部荷載傳遞系數測定方法，其特征是，還包括壓合于磚砌拱(3)與千斤頂(5)之間的硬質拱架，所述硬質拱架包括鋼拱架(4)。

5.根據權利要求1所述的城墻人防工事上部荷載傳遞系數測定方法，其特征是，所述荷載加載裝置(10)為線性堆載加載裝置，所述線性堆載加載裝置包括施加有線性注入水荷載的水桶。

6.根據權利要求1所述的城墻人防工事上部荷載傳遞系數測定方法，其特征是，

所述彎矩，其表達式如下：

所述剪力，其表達式如下：

所述軸力，其表達式如下：

式中，θ為目標城墻人防工事截面某點處軸線的切線與水平線所夾的銳角，M(θ)為θ角度處的彎矩，Q(θ)為θ角度處的剪力，N(θ)為θ角度處的軸力，R為目標城墻人防工事的半徑，q為目標城墻人防工事頂部的荷載，K₁(θ)為人防工事不同截面強度抗彎折減系數，K₂(θ)為人防工事砌體粘結力抗剪強度折減系數，K₃(θ)為人防工事砌體結構軸心抗壓強度折減系數。