[發明專利]一種考慮土-結構相互作用的彈簧-地下結構體系擬靜力推覆試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202010741571.6
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111999025A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 韓潤波;杜修力;許成順;許紫剛
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01M7/06
• 分類號: G01M7/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種考慮土-結構相互作用的彈簧-地下結構體系擬靜力推覆試驗裝置，其特征在于：該擬靜力試驗裝置由底板(1)、底反力板(2)、反力墻(3)、水平作動器(4)、水平均載鋼梁(5)、頂部反力鋼梁(6)、豎向作動器(7)、豎向均載鋼梁(8)、彈簧(9)、反力鋼架(10)、地下結構模型(11)、反力螺栓(12)和彈簧導向鋼槽(13)組成；所述水平加載系統由所述反力墻(3)、所述水平作動器(4)及所述水平均載鋼梁(5)組成；所述豎向加載系統由所述頂部反力鋼梁(6)、所述豎向作動器(7)及所述豎向均載鋼梁(8)組成；所述相互作用系統由底反力板(2)、彈簧(9)及所反力鋼架(10)組成；所述底反力板(2)上設置有彈簧導向槽，將所述彈簧(9)置于底反力板(2)上彈簧導向槽內，所述地下結構模型(11)置于所述彈簧(9)上，所述反力鋼架(10)固定于所述底板(1)相應位置處，所述彈簧(9)置于所述反力鋼架(10)上相應位置處的所述彈簧導向槽(13)內，使所述彈簧(9)處于所述反力鋼架(10)及所述地下結構模型(11)之間；啟動豎向加載系統對所述地下結構模型(11)施加設計的豎向荷載，待豎向荷載穩定后，通過擰動所述反力螺栓(12)調節所述反力鋼架(10)上的側向彈簧預加力，在施加彈簧預加力時，保持水平作動器位移不變，以平衡側面彈簧預加力。

2.根據權利要求1所述的一種考慮土-結構相互作用的彈簧-地下結構體系擬靜力推覆試驗裝置，其特征在于：所述底反力板(2)錨固于底板(1)上，在底反力板(2)相應位置處設置彈簧導向槽。

3.根據權利要求1所述的一種考慮土-結構相互作用的彈簧-地下結構體系擬靜力推覆試驗裝置，其特征在于：所述反力螺栓(12)螺母部分通過焊接方式與所述反力鋼架(10)連接，通過旋轉螺桿部分是所述彈簧(9)產生可控變形。

4.根據權利要求1所述的一種考慮土-結構相互作用的彈簧-地下結構體系擬靜力推覆試驗裝置，其特征在于：所述水平作動器(4)與所述水平均載鋼梁(5)間采用鉸接連接。

5.根據權利要求1所述的一種考慮土-結構相互作用的彈簧-地下結構體系擬靜力推覆試驗裝置，其特征在于：所述彈簧(9)需要根據試驗設計的彈簧剛度值選取相應材料尺寸進行制作，使彈簧與結構間的相互作用盡可能的反映實際的土-結構相互作用。

6.根據權利要求1所述的一種考慮土-結構相互作用的彈簧-地下結構體系擬靜力推覆試驗裝置及方法，其特征在于：所述豎向作動器(7)施加恒定的豎向荷載，提高所述地下結構模型(11)各豎向構件的軸壓比達到并穩定在試驗設計值。

7.根據權利要求1所述的一種考慮土-結構相互作用的彈簧-地下結構體系擬靜力推覆試驗裝置及方法，其特征在于：所述豎向作動器(7)與所述豎向均載鋼梁(8)間發生沿推覆方向的自由滑動。

8.利用權利要求1所述裝置進行的一種考慮土-結構相互作用的彈簧-地下結構體系擬靜力推覆試驗方法，其特征在于，試驗方法具體包括如下步驟：

步驟一：將所述底反力板(2)置于并固定在所述底板(1)相應位置處，將所述彈簧(9)置于所述底反力板(2)上彈簧導向槽內，并將所述地下結構模型(11)置于所述彈簧(9)上；

步驟二：安裝水平加載系統，并啟動水平加載系統使所述水平均載鋼梁(5)密貼于所述地下結構模型(11)，隨后將所述反力鋼架(10)固定于所述底板(1)相應位置處，將所述彈簧(9)置于所述反力鋼架(10)上相應位置處的所述彈簧導向槽(13)內，使所述彈簧(9)處于所述反力鋼架(10)及所述地下結構模型(11)之間；

步驟三：安裝豎向加載系統，啟動豎向加載系統對所述地下結構模型(11)施加設計的豎向荷載；

步驟四：待豎向荷載穩定后，保持所述水平均載鋼梁(5)無水平方向位移，通過擰動所述反力螺栓(12)調節所述反力鋼架(10)上的側向彈簧預加力；

步驟五：啟動水平加載系統對所述地下結構模型(11)施加某種分布的強制水平位移，直至結構發生破壞，以期得到考慮土-結構相互作用的結構抗震性能及破壞模式。