本發(fā)明屬結(jié)構(gòu)工程和地震工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能獨(dú)立提供單自由度水平振動(dòng)荷載的雙振動(dòng)臺模型試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

在地震作用下建筑結(jié)構(gòu)除了發(fā)生平移振動(dòng)外，還會(huì)因?yàn)橐恍┙ㄖ嬖趦蓚€(gè)或多個(gè)主體結(jié)構(gòu)，如橋梁、雙塔樓等建筑物，其不同主體結(jié)構(gòu)所處位置在地震時(shí)地面各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)存在相位差，或兩個(gè)主體結(jié)構(gòu)處在位置之間存在地震帶斷層，在地震時(shí)的地震反應(yīng)非常復(fù)雜，值得關(guān)注。目前，對于由于地面運(yùn)動(dòng)存在相位差而引起的有兩個(gè)主體結(jié)構(gòu)的建筑物的地震效應(yīng)的研究尚不夠成熟，目前尚不能用理論解釋或數(shù)值方法模擬這種現(xiàn)象，需要進(jìn)行試驗(yàn)研究，研究這一機(jī)理地試驗(yàn)裝置地研制尚不充分。基于能夠模擬地震振動(dòng)地振動(dòng)臺試驗(yàn)平臺，通過設(shè)計(jì)能夠提供獨(dú)立提供單自由度水平振動(dòng)荷載的雙振動(dòng)臺模型試驗(yàn)裝置，可以使這方面研究順利進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能獨(dú)立提供單自由度水平振動(dòng)荷載的雙振動(dòng)臺模型試驗(yàn)裝置。

本發(fā)明提出的獨(dú)立提供單自由度水平振動(dòng)荷載的雙振動(dòng)臺模型試驗(yàn)裝置，由固定系統(tǒng)、第一作動(dòng)器系統(tǒng)、第一振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)、第二作動(dòng)器系統(tǒng)、第二振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)組成，第一作動(dòng)器系統(tǒng)和第二作動(dòng)器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同，第一振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)和第二振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同，第一作動(dòng)器系統(tǒng)和第二作動(dòng)器系統(tǒng)、以及第一振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)和第二振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)對稱分布于固定系統(tǒng)上；其中：

固定系統(tǒng)由底座、第一作動(dòng)器固定支架、第一振動(dòng)臺滑軌、第二作動(dòng)器固定支架、第二振動(dòng)臺滑軌組成，所述第一振動(dòng)臺滑軌和第二振動(dòng)臺滑軌對稱焊接于底座上，第一作動(dòng)器固定支架和第二作動(dòng)器固定支架對稱焊接于底座上；

第一作動(dòng)器系統(tǒng)或第二作動(dòng)器系統(tǒng)由作動(dòng)器、振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置、振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿和振動(dòng)臺作動(dòng)器加速度傳感器組成，所述作動(dòng)器焊接于作動(dòng)器固定支架上，一端與振動(dòng)臺作動(dòng)器加速度傳感器連接，振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿一端與振動(dòng)臺作動(dòng)器加速度傳感器連接，另一端穿過作動(dòng)器，振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置與振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿固定連接；

第一振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)或第二振動(dòng)中臺面系統(tǒng)由振動(dòng)臺臺面、振動(dòng)臺滑塊和振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置組成，所述振動(dòng)臺滑塊焊接于振動(dòng)臺臺面下方，振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置焊接于振動(dòng)臺臺面?zhèn)让?，通過振動(dòng)臺臺面固定螺栓連接試驗(yàn)構(gòu)件后插入振動(dòng)臺臺面固定螺孔中與振動(dòng)臺臺面牢固固定；結(jié)構(gòu)模型通過振動(dòng)臺臺面固定螺栓固定于振動(dòng)臺臺面上；

振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置和振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置通過振動(dòng)臺卡口裝置固定螺栓鉸接連接，振動(dòng)臺滑塊和振動(dòng)臺滑軌滑動(dòng)連接，使作動(dòng)器系統(tǒng)、振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)和固定系統(tǒng)形成獨(dú)立的單自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，通過振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿的伸縮使振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)沿振動(dòng)臺滑軌滑動(dòng)。

本發(fā)明中，所述第一振動(dòng)臺滑軌和第二振動(dòng)臺滑軌數(shù)量均為兩個(gè)，且規(guī)格完全一樣，分別焊接在底座上，第一振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)或第二振動(dòng)中臺面系統(tǒng)的振動(dòng)臺滑塊數(shù)量各為6個(gè)，且規(guī)格完全一樣，分別按照第一振動(dòng)臺滑軌和第二振動(dòng)臺滑軌的位置均勻焊接在相應(yīng)的振動(dòng)臺臺面下面。

本發(fā)明中，所述模型的第一振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)和第一作動(dòng)器系統(tǒng)由振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置和振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置通過第一振動(dòng)臺卡口裝置固定螺栓鉸接連接而不是牢固固定，鉸接連接可以有效避免整個(gè)系統(tǒng)由于第一作動(dòng)器系統(tǒng)的作動(dòng)器伸縮桿與第一振動(dòng)臺滑軌不平行造成的“卡死”，而順暢滑動(dòng)。

本發(fā)明中，所述模型的第二振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)和第二作動(dòng)器系統(tǒng)由振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置和振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置通過第二振動(dòng)臺卡口裝置固定螺栓19鉸接連接而不是牢固固定，鉸接連接可以有效避免整個(gè)系統(tǒng)由于第二作動(dòng)器系統(tǒng)的作動(dòng)器伸縮桿20與第二振動(dòng)臺滑軌不平行造成的“卡死”，而順暢滑動(dòng)。

本發(fā)明中，所述模型的兩個(gè)獨(dú)立的振動(dòng)臺系統(tǒng)分別由獨(dú)立的兩個(gè)作動(dòng)器系統(tǒng)控制，可按照實(shí)際工況分別對試驗(yàn)對象的兩個(gè)主體結(jié)構(gòu)精確輸出不懂的水平地震荷載。

本發(fā)明的工作過程：

講試驗(yàn)試件的兩個(gè)主體結(jié)構(gòu)分別通過振動(dòng)臺臺面固定螺栓23連接后穿過振動(dòng)臺臺面固定螺孔22牢固固定在第一振動(dòng)臺臺面4上和第二振動(dòng)臺臺面14上。分別通過第一作動(dòng)器3對第一作動(dòng)器伸縮桿10的作用帶動(dòng)第一振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置8前后運(yùn)動(dòng)，第一振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置8通過第一振動(dòng)臺卡口裝置固定螺栓9的連接帶動(dòng)第一振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置7前后運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)第一振動(dòng)臺系統(tǒng)沿第一振動(dòng)臺滑軌5前后運(yùn)動(dòng)，并通過對第一作動(dòng)器的控制，基于不同試驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)定振動(dòng)臺的激振輸入，進(jìn)行振動(dòng)臺試驗(yàn)；第二振動(dòng)臺系統(tǒng)的設(shè)置和工作過程同第一振動(dòng)臺系統(tǒng)。兩個(gè)振動(dòng)臺系統(tǒng)相互獨(dú)立，可根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康姆謩e設(shè)置兩個(gè)振動(dòng)臺的激振輸入，并分別通過第一作動(dòng)器加速度傳感器11和第二作動(dòng)器加速度傳感器21分析試驗(yàn)試件的兩個(gè)主體結(jié)構(gòu)的作用響應(yīng)，研究兩個(gè)主體結(jié)構(gòu)存在相位差，或兩個(gè)主體結(jié)構(gòu)處在位置之間存在地震帶斷層的情況下不同振動(dòng)輸入的結(jié)構(gòu)特性和破壞模式。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明裝置的最大優(yōu)點(diǎn)使可以測量建筑物存在兩個(gè)主體結(jié)構(gòu)且分別處在兩個(gè)相互獨(dú)立的作用輸出下的整體結(jié)構(gòu)作用特性和破壞模式。結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺測試可研究試件在兩個(gè)獨(dú)立振動(dòng)臺上并設(shè)定不同振動(dòng)輸入過程中發(fā)生的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，填補(bǔ)目前對雙主體結(jié)構(gòu)建筑物抗震試驗(yàn)研究的空白。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的示意圖。

圖2為本發(fā)明的前視圖。

圖3為本發(fā)明的左視圖。

圖4為本發(fā)明的右視圖。

圖5為本發(fā)明的俯視圖。

圖6為本發(fā)明的后視圖。

圖7為本發(fā)明的移除振動(dòng)臺面（4）、（14）后的示意圖。

圖8為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)例的示意圖。

圖中標(biāo)號：

1為底座，2為第一作動(dòng)器固定支架，3為第一作動(dòng)器，4為第一振動(dòng)臺臺面，5為第一振動(dòng)臺滑軌，6為第一振動(dòng)臺滑塊，7為第一振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置，8為第一振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置，9為第一振動(dòng)臺卡口裝置固定螺栓，10為第一振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿，11為第一振動(dòng)臺作動(dòng)器加速度傳感器，12為第二作動(dòng)器固定支架，13為第二作動(dòng)器，14為第二振動(dòng)臺臺面，15為第二振動(dòng)臺滑軌，16為第二振動(dòng)臺滑塊，17為第二振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置，18為第二振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置，19為第二振動(dòng)臺卡口裝置固定螺栓，20為第二振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿，21為第二振動(dòng)臺作動(dòng)器加速度傳感器，22為振動(dòng)臺臺面固定螺孔，23為振動(dòng)臺臺面固定螺栓，24為實(shí)施例中“門”型三層柱板式縮尺框架結(jié)構(gòu)模型。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。

實(shí)施例１：

如圖1-圖8所示，試驗(yàn)裝置由固定系統(tǒng)、第一作動(dòng)器系統(tǒng)、第一振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)、第二作動(dòng)器系統(tǒng)、第二振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)組成。其中：

固定系統(tǒng)由底座1、第一作動(dòng)器固定支架2、第一振動(dòng)臺滑軌5、第二作動(dòng)器固定支架12、第二振動(dòng)臺滑軌15組成，所述第一作動(dòng)器固定支架2、第一振動(dòng)臺滑軌5、第二作動(dòng)器固定支架12、第二振動(dòng)臺滑軌15分別焊接在底座1上；

第一作動(dòng)器系統(tǒng)由第一作動(dòng)器3、第一振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置8、第一振動(dòng)臺卡口裝置固定螺栓9、第一振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿10、第一振動(dòng)臺作動(dòng)器加速度傳感器11組成，所述第一作動(dòng)器系統(tǒng)第一作動(dòng)器3焊接在第一作動(dòng)器固定支架2上，一端與第一振動(dòng)臺作動(dòng)器加速度傳感器11連接，第一振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿10從另一端伸出，第一振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置8與第一振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿10牢固固定；

第一振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)由第一振動(dòng)臺臺面4、第一振動(dòng)臺滑塊6、第一振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置7、振動(dòng)臺臺面固定螺孔22、振動(dòng)臺臺面固定螺栓23組成，所述第一振動(dòng)臺滑塊6分別焊在第一振動(dòng)臺臺面4下面，第一振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置7焊接在第一振動(dòng)臺臺面4側(cè)面，振動(dòng)臺臺面固定螺孔22均勻分布在第一振動(dòng)臺臺面4上，通過振動(dòng)臺臺面固定螺栓23連接試驗(yàn)構(gòu)件后插入振動(dòng)臺臺面固定螺孔22中與振動(dòng)臺臺面4牢固固定；

第二作動(dòng)器系統(tǒng)由第二作動(dòng)器13、第二振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置18、第二振動(dòng)臺卡口裝置固定螺栓19、第二振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿20、第二振動(dòng)臺作動(dòng)器加速度傳感器21組成，所述第二作動(dòng)器13焊接在第二作動(dòng)器固定支架12上，一端與第二振動(dòng)臺作動(dòng)器加速度傳感器21連接，第二振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿20從另一端伸出，第二振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置18與第二振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿20牢固固定；

第二振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)由第二振動(dòng)臺臺面14、第二振動(dòng)臺滑塊16、第二振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置17、振動(dòng)臺臺面固定螺孔22、振動(dòng)臺臺面固定螺栓23組成，所述第二振動(dòng)臺滑塊16分別焊在第二振動(dòng)臺臺面14下面，第二振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置17焊接在第二振動(dòng)臺臺面14側(cè)面，振動(dòng)臺臺面固定螺孔22均勻分布在第二振動(dòng)臺臺面14上，通過振動(dòng)臺臺面固定螺栓23連接試驗(yàn)構(gòu)件后插入振動(dòng)臺臺面固定螺孔22中與振動(dòng)臺臺面14牢固固定。

本發(fā)明中，所述模型的第一作動(dòng)器系統(tǒng)的振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置8和第一振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)的振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置7由第一振動(dòng)臺卡口裝置固定螺栓9鉸接連接，同時(shí)第一振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)的第一振動(dòng)臺滑塊6和固定系統(tǒng)的第一振動(dòng)臺滑軌5滑動(dòng)連接，使第一作動(dòng)器系統(tǒng)、第一振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)和固定系統(tǒng)形成獨(dú)立的單自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，通過第一作動(dòng)器系統(tǒng)中的振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿10的伸縮使第一振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)沿第一振動(dòng)臺滑軌5滑動(dòng)。

所述模型的第二作動(dòng)器系統(tǒng)的振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿卡口裝置18和第二振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)的振動(dòng)臺臺面連接卡口裝置17由第二振動(dòng)臺卡口裝置固定螺栓19鉸接連接，同時(shí)第二振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)的第二振動(dòng)臺滑塊16和固定系統(tǒng)的第二振動(dòng)臺滑軌15滑動(dòng)連接，使第二作動(dòng)器系統(tǒng)、第二振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)和固定系統(tǒng)形成獨(dú)立的單自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，通過第二作動(dòng)器系統(tǒng)中的振動(dòng)臺作動(dòng)器伸縮桿20的伸縮使第二振動(dòng)臺臺面系統(tǒng)沿第二振動(dòng)臺滑軌15滑動(dòng)。

所述模型的振動(dòng)臺的第一振動(dòng)臺滑軌5和第二振動(dòng)臺滑軌15數(shù)量各為兩個(gè)，且規(guī)格完全一樣，分別焊接在底座1上，第一振動(dòng)臺滑塊6和第二振動(dòng)臺滑塊16數(shù)量各為6個(gè)，且規(guī)格完全一樣，分別按照第一振動(dòng)臺滑軌5和第二振動(dòng)臺滑軌15的位置均勻焊接在第一振動(dòng)臺臺面4和第二振動(dòng)臺臺面14下面。

本實(shí)施例為預(yù)制裝配混凝土三層柱板式縮尺結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)裝置的設(shè)置，振動(dòng)臺臺面4、14的形狀為正方形，在振動(dòng)臺臺面4中央按照對稱布置“門”型三層柱板式縮尺框架結(jié)構(gòu)模型的左體部分，在振動(dòng)臺臺面14中央按照對稱布置“門”型三層柱板式縮尺框架結(jié)構(gòu)模型的右體部分，用16個(gè)振動(dòng)臺臺面固定螺栓23將結(jié)構(gòu)模型左體部分的4條支撐柱和振動(dòng)臺臺面4牢固固定，同樣用16個(gè)振動(dòng)臺臺面固定螺栓23將結(jié)構(gòu)模型左體部分的4條支撐柱和振動(dòng)臺臺面14牢固固定。基于不同試驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)定振動(dòng)臺的激振輸入，進(jìn)行振動(dòng)臺試驗(yàn)，試驗(yàn)中第一振動(dòng)臺與第二振動(dòng)臺輸入的激振情況可按照實(shí)驗(yàn)要求選取有相位差或完全不一致的波形，實(shí)驗(yàn)過程中通過加速度傳感器檢測結(jié)構(gòu)模型的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)響應(yīng)，研究“門”型預(yù)制裝配混凝土三層柱板式縮尺結(jié)構(gòu)模型在不同振動(dòng)輸入情況下的力學(xué)特性和破化形式，參照圖1~8，本領(lǐng)域的技術(shù)人員均能順利實(shí)施。