多點振動臺模擬地下結(jié)構(gòu)非一致激勵用模型箱支撐系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多點振動臺模擬地下結(jié)構(gòu)非一致激勵用模型箱支撐系統(tǒng)，該支撐系統(tǒng)設(shè)置在模型箱周邊，所述的支撐系統(tǒng)包括鋼板維護結(jié)構(gòu)、型鋼結(jié)構(gòu)和加強肋條，所述的鋼板維護結(jié)構(gòu)由鋼板加工成與模型箱外形相匹配的維護框，所述的型鋼結(jié)構(gòu)與加強肋條焊接在鋼板圍護結(jié)構(gòu)外表面。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有滿足試驗對于支撐強度的要求，保證試驗安全順利進行等優(yōu)點。
【專利說明】多點振動臺模擬地下結(jié)構(gòu)非一致激勵用模型箱支撐系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模型箱支撐系統(tǒng)，特別涉及一種多點振動臺模擬地下結(jié)構(gòu)非一致激勵用模型箱支撐系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著地下結(jié)構(gòu)震害的發(fā)生，地下結(jié)構(gòu)抗震的相關(guān)研究受到了廣泛的重視。振動臺模型試驗是進行地下結(jié)構(gòu)抗震分析的重要方法，得到了廣泛的使用和認可。地下結(jié)構(gòu)和地上結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的一個重要的區(qū)別在于，地下結(jié)構(gòu)位于巖土介質(zhì)之中，在地震作用下，結(jié)構(gòu)和巖土介質(zhì)相互作用，表現(xiàn)出不同的振動特性。通過在土箱中放置模型巖土材料和地下結(jié)構(gòu)模型，可以模擬地下結(jié)構(gòu)和巖土介質(zhì)的相互作用，對于研究地下結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)和震害機理，具有重要的意義。因此試驗用土箱是進行地下結(jié)構(gòu)振動臺試驗的必要裝備。由于地質(zhì)條件的非均勻性和地震波傳播的波動特性，地震作用下，隧道除了在斷面方向受到巖土介質(zhì)變形的影響，在沿隧道縱向，也將受到巖土介質(zhì)剪切變形和蠕動效應(yīng)的影響。過去隧道結(jié)構(gòu)的振動臺實驗由于條件的限制，主要局限在模擬一致激勵以或者垂直方向剪切變形對隧道斷面的影響。隨著多點振動臺的投入使用，對于隧道結(jié)構(gòu)整體進行縱向非一致激勵的振動臺模型試驗已經(jīng)成為可能，這對于模型實驗用土箱的性能提出了新的要求。
[0003]一種廣泛使用的實驗土箱為剛性土箱，國內(nèi)楊林德教授等人曾使用剛性土箱對地下盾構(gòu)隧道管段進行振動臺試驗。剛性土箱可以使用單個振動臺模擬地下結(jié)構(gòu)在一致激勵作用下的地震響應(yīng)。剛性土箱不足在于不具備變形能力，不能模擬場地在地震作用下非一致變形對隧道結(jié)構(gòu)的影響。
[0004]另一種廣泛使用的實驗土箱為剪切式土箱。剪切式土箱通過使用單個振動臺，可以模擬巖土介質(zhì)在垂直于地面方向的變形，從而對隧道結(jié)構(gòu)斷面形成剪切作用。剪切土箱的不足在于不能模擬沿隧道縱向的非一致激勵效應(yīng)，不能考慮土層縱向的蠕動變形，也不能用于多點振動臺實驗。
[0005]用于多點振動臺實驗的分段式土箱具有沿隧道縱向的彎曲變形和蠕動能力，可以用于地下結(jié)構(gòu)多點振動臺實驗。通過在不同的振動臺上輸入不同的地震波，該種土箱可以對隧道結(jié)構(gòu)沿軸向的非一致作用。
[0006]該種分段式土箱要求一種高性能的土箱支撐結(jié)構(gòu)。過去的土箱，尺度較小，主要用角鋼和鋼板，木材等制作土箱的支撐體系。這樣的支撐結(jié)構(gòu)剛度小，可以用于幾米尺度的土箱結(jié)構(gòu)。但是多點振動臺試驗要求的土箱長度約幾十米至上百米，傳統(tǒng)的支撐體系無法滿足試驗對于土箱剛度的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可滿足試驗對于支撐強度的要求，保證試驗安全順利進行的測量準確的多點振動臺模擬地下結(jié)構(gòu)非一致激勵用模型箱支撐系統(tǒng)。[0008]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種多點振動臺模擬地下結(jié)構(gòu)非一致激勵用模型箱支撐系統(tǒng)，該支撐系統(tǒng)設(shè)置在模型箱周邊，其特征在于，所述的支撐系統(tǒng)包括鋼板維護結(jié)構(gòu)、型鋼結(jié)構(gòu)和加強肋條，所述的鋼板維護結(jié)構(gòu)由鋼板加工成與模型箱外形相匹配的維護框，所述的型鋼結(jié)構(gòu)與加強肋條焊接在鋼板圍護結(jié)構(gòu)外表面。
[0009]所述的鋼板維護結(jié)構(gòu)選用的鋼板的為厚鋼板，其厚度為10?20mm，鋼板維護結(jié)構(gòu)的作用是支撐模型土材料，防止土體在實驗中外漏。采用厚鋼板，以滿足剛度要求。
[0010]所述的型鋼結(jié)構(gòu)為丁字鋼，多個丁字鋼縱向平行焊接在鋼板維護結(jié)構(gòu)上，相鄰丁字鋼間的間距為250?500mm，作用是加強維護結(jié)構(gòu)，提高支撐結(jié)構(gòu)的自震頻率。
[0011]所述的加強肋條為厚鋼板,其厚度為6?12mm。
[0012]所述的加強肋條設(shè)有兩條，水平設(shè)置在鋼板維護結(jié)構(gòu)頂部和一半高度處，防止型鋼加強結(jié)構(gòu)在荷載作用下失穩(wěn)屈曲。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0014]1.滿足試驗對于支撐強度的要求，保證試驗安全順利進行。
[0015]2.支撐體系剛度大，在振動中，支撐系統(tǒng)的振動不對模型土的振動產(chǎn)生影響。
[0016]3.支撐體系的重量不易過大，以免超過振動臺的能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0019]實施例1
[0020]如圖1所示，一種多點振動臺模擬地下結(jié)構(gòu)非一致激勵用模型箱支撐系統(tǒng)，該支撐系統(tǒng)設(shè)置在模型箱周邊，其特征在于，所述的支撐系統(tǒng)包括鋼板維護結(jié)構(gòu)1、型鋼結(jié)構(gòu)2和加強肋條3，所述的鋼板維護結(jié)構(gòu)I由鋼板加工成與模型箱外形相匹配的維護框，所述的型鋼結(jié)構(gòu)2與加強肋條3焊接在鋼板圍護結(jié)構(gòu)I外表面。
[0021]鋼板維護結(jié)構(gòu)I根據(jù)強度和剛度驗算的結(jié)果確定維護結(jié)構(gòu)具體尺寸和材料。維護鋼板結(jié)構(gòu)選用鋼板，所述的鋼板維護結(jié)構(gòu)選用的鋼板的為厚鋼板，其厚度為10?20mm，鋼板維護結(jié)構(gòu)的作用是支撐模型土材料，防止土體在實驗中外漏。采用厚鋼板，以滿足剛度要求。
[0022]所述的型鋼結(jié)構(gòu)2選用強度和穩(wěn)定性驗算得到的相應(yīng)尺寸的丁字鋼，多個丁字鋼縱向平行焊接在鋼板維護結(jié)構(gòu)上，相鄰型鋼間距根據(jù)剛度和強度要求計算確定。相鄰丁字鋼間的間距為250?500mm，作用是加強維護結(jié)構(gòu)，提高支撐結(jié)構(gòu)的自震頻率。
[0023]所述的加強肋條3為厚鋼板切割制成，其厚度為6?12mm。所述的加強肋條設(shè)有兩條，水平設(shè)置在鋼板維護結(jié)構(gòu)頂部和一半高度處，防止型鋼加強結(jié)構(gòu)在荷載作用下失穩(wěn)屈曲。
【權(quán)利要求】
1.一種多點振動臺模擬地下結(jié)構(gòu)非一致激勵用模型箱支撐系統(tǒng)，該支撐系統(tǒng)設(shè)置在模型箱周邊，其特征在于，所述的支撐系統(tǒng)包括鋼板維護結(jié)構(gòu)、型鋼結(jié)構(gòu)和加強肋條，所述的鋼板維護結(jié)構(gòu)由鋼板加工成與模型箱外形相匹配的維護框，所述的型鋼結(jié)構(gòu)與加強肋條焊接在鋼板圍護結(jié)構(gòu)外表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多點振動臺模擬地下結(jié)構(gòu)非一致激勵用模型箱支撐系統(tǒng)，其特征在于，所述的鋼板維護結(jié)構(gòu)選用的鋼板的為厚鋼板，其厚度為10?20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多點振動臺模擬地下結(jié)構(gòu)非一致激勵用模型箱支撐系統(tǒng)，其特征在于，所述的型鋼結(jié)構(gòu)為丁字鋼，多個丁字鋼縱向平行焊接在鋼板維護結(jié)構(gòu)上，相鄰丁字鋼間的間距為250?500mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多點振動臺模擬地下結(jié)構(gòu)非一致激勵用模型箱支撐系統(tǒng)，其特征在于，所述的加強肋條為厚鋼板，其厚度為6?12mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種多點振動臺模擬地下結(jié)構(gòu)非一致激勵用模型箱支撐系統(tǒng)，其特征在于，所述的加強肋條設(shè)有兩條，水平設(shè)置在鋼板維護結(jié)構(gòu)頂部和一半高度處。
【文檔編號】E02D33/00GK103790187SQ201210422002
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】袁勇, 徐國平, 劉洪洲, 李貞新, 柴瑞, 蘇宗賢, 吳澤生, 劉立宇 申請人:同濟大學