[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 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 城墻 人防 工事 上部 荷載 傳遞 系數 測定 模型 方法 | ||
本發明公開了荷載檢測技術領域的一種城墻人防工事上部荷載傳遞系數測定模型及方法，旨在解決現有技術中由于城墻體積巨大且不能損害城墻原有土體，因而無法有效檢測城墻內部人防工程荷載傳遞系數的技術問題。所述模型包括應變儀和目標城墻的縮尺模型，所述縮尺模型包括城墻墩臺、城墻墻體、磚砌拱，所述城墻墻體設于城墻墩臺上方，所述磚砌拱設于城墻墩臺與城墻墻體之間；磚砌拱底部設有千斤頂，城墻墻體頂部設有荷載加載裝置，城墻墻體內部設有傳力柱或／和土壓力盒，所述應變儀與傳力柱或／和土壓力盒電性連接。
技術領域
本發明涉及一種城墻人防工事上部荷載傳遞系數測定模型及方法，屬于荷載檢測技術領域。
背景技術
中國古城墻大部分修建于明清時期甚至更早，內部主要是磚體堆砌而成，由于歷史原因上世紀60～70年代城墻內部修建了人防工事，當時施工過程較簡單且無設計規范參考，只有較為簡單的施工圖紙，目前人防工事的安全性對原有城墻墻體的穩定性造成一定影響，如何檢測人防工事的承載能力，如何評估人防工事的安全性成為一個新的挑戰。為計算人防結構的安全性，首先需明確城墻荷載在內部土體的傳遞規律，Ponniah假定的4種土-結構相互作用模式，其中一種就是荷載穿過填料分散，由于這種分散作用的存在，使得荷載通過土體傳遞的過程中分散，因而拱頂所受應力遠小于所施加的應力。但是以上理論是基于地下工程、山體隧道，巖體相對穩定，而城墻內部是磚體堆砌而成，不能簡單的照搬土-結構相互作用理論，所以對于古代城墻內部荷載傳遞方式的檢測，由于城墻體積巨大，且不能損害城墻原有土體，因而無法進行檢測、計算人防工事受力特征。目前，尚無適用于城墻內部人防工程荷載傳遞系數的檢測及計算方法。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種城墻人防工事上部荷載傳遞系數測定模型及方法，以解決現有技術中由于城墻體積巨大且不能損害城墻原有土體，因而無法有效檢測城墻內部人防工程荷載傳遞系數的技術問題。
為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：
一種城墻人防工事上部荷載傳遞系數測定模型，包括應變儀和目標城墻的縮尺模型，所述縮尺模型包括城墻墩臺、城墻墻體、磚砌拱，所述城墻墻體設于城墻墩臺上方，所述磚砌拱設于城墻墩臺與城墻墻體之間；
磚砌拱底部設有千斤頂，城墻墻體頂部設有荷載加載裝置，城墻墻體內部設有傳力柱或/和土壓力盒，所述應變儀與傳力柱或/和土壓力盒電性連接。
進一步地，傳力柱或/和土壓力盒不少于兩個且在豎直方向上等距分布。
進一步地，還包括壓合于城墻墻體與荷載加載裝置之間的硬質板材，所述硬質板材包括鋼板。
進一步地，還包括壓合于磚砌拱與千斤頂之間的硬質拱架，所述硬質拱架包括鋼拱架。
進一步地，所述荷載加載裝置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。
為達到上述目的，本發明還提供了一種城墻人防工事上部荷載傳遞系數測定方法，包括如下步驟：
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。
進一步地，還包括：
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。
進一步地，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：
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