本發(fā)明涉及一種隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性水平推移測(cè)試裝置及其測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

隔震技術(shù)是減少工程結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)、減輕地震破壞的一種新技術(shù)，隔震結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性研究具有深遠(yuǎn)的實(shí)際意義?，F(xiàn)有技術(shù)有以下缺陷：（1）研究較多停留在有限元數(shù)值模擬層次，缺少對(duì)基礎(chǔ)隔震建筑在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)下得到的性態(tài)反饋；（2）現(xiàn)有動(dòng)力測(cè)試水平位移的推移值較小，上部結(jié)構(gòu)只能做緩慢的單向自由運(yùn)動(dòng)；（3）初位移的卸載主要依靠液壓同步缸（千斤頂）的緩慢卸載完成，不能夠較真實(shí)地反映隔震結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗震性能以及隔震層的自動(dòng)復(fù)位過(guò)程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性水平推移測(cè)試裝置及其測(cè)試方法，不僅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，而且高效便捷。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性水平推移測(cè)試裝置，包括反力墻，所述反力墻設(shè)置在隔震結(jié)構(gòu)旁側(cè)，所述隔震結(jié)構(gòu)由具有隔震層的建筑物形成，所述隔震層包含從下而上設(shè)置的隔震支座、隔震支柱以及隔震梁板，所述隔震支柱與反力墻之間設(shè)置有至少一根頂桿，所述頂桿內(nèi)設(shè)置有用以放置炸藥的安裝孔。

優(yōu)選的，所述頂桿的旁側(cè)設(shè)置有若干沙袋。

優(yōu)選的，所述頂桿采用素混凝土頂桿。

優(yōu)選的，所述隔震支柱上設(shè)置有位移計(jì)。

優(yōu)選的，所述隔震層的上部設(shè)置有若干樓層，每層所述樓層的角落均設(shè)置有信號(hào)采集點(diǎn)，每個(gè)所述信號(hào)采集點(diǎn)處均設(shè)置有至少兩個(gè)傳感器。

優(yōu)選的，所述隔震層的下部設(shè)置有地下室獨(dú)立柱。

優(yōu)選的，所述隔震支座采用鉛芯橡膠隔震支座或天然橡膠隔震支座。

一種隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性水平推移測(cè)試裝置的測(cè)試方法，包括上述任意一項(xiàng)所述的隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性水平推移測(cè)試裝置，包含以下步驟：

（1）利用液壓千斤頂置于隔震支柱與反力墻之間，將建筑物推開(kāi)一定水平位移，再利用頂桿代替液壓千斤頂支撐已被推開(kāi)的建筑物，取出液壓千斤頂；

（2）對(duì)頂桿瞬間爆破卸載使得建筑物作一次性單向自由振動(dòng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1）本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了隔震結(jié)構(gòu)中隔震層以上部位的結(jié)構(gòu)較大的位移推移值，特別是基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)，而且在具有鉛芯橡膠隔震支座時(shí)，能夠保證鉛芯橡膠隔震支座中的鉛芯充分參與工作，工作人員肉眼能夠直觀的檢驗(yàn)隔震支座在較大變形情況下的工作性能，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)在用初位移法研究隔震結(jié)構(gòu)時(shí)位移推移值過(guò)小導(dǎo)致獲得的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性準(zhǔn)確性不足的缺點(diǎn)；

2）本發(fā)明在卸載方式上進(jìn)行了較大的改進(jìn)，能夠使得隔震結(jié)構(gòu)中隔震層以上部位的結(jié)構(gòu)在短時(shí)間內(nèi)迅速?gòu)?fù)位，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，隔震結(jié)構(gòu)中隔震層以上部位的結(jié)構(gòu)的位移卸載復(fù)位緩慢、不夠真實(shí)的不足。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例頂桿的構(gòu)造示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例沙袋布置的平面構(gòu)造示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例沙袋布置的剖面示意圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例位移計(jì)的布置圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例傳感器的西側(cè)豎向布置示意圖。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例傳感器的東側(cè)豎向布置示意圖。

圖9為本發(fā)明實(shí)施例傳感器的平面布置示意圖。

圖中：1-反力墻，2-隔震層，201-隔震支座，202-隔震支柱，203-隔震梁板，3-頂桿，301-安裝孔，4-沙袋，5-位移計(jì)，6-傳感器，7-地下室獨(dú)立柱，8-液壓千斤頂。

具體實(shí)施方式

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

如圖1~9所示，一種隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性水平推移測(cè)試裝置，包括反力墻1，所述反力墻1設(shè)置在隔震結(jié)構(gòu)旁側(cè)，所述隔震結(jié)構(gòu)由具有隔震層2的建筑物形成，所述隔震層2包含從下而上設(shè)置的隔震支座201、隔震支柱202以及隔震梁板203，所述隔震支柱202與反力墻1之間設(shè)置有至少一根頂桿3，所述頂桿3內(nèi)設(shè)置有用以放置炸藥的安裝孔301；所述頂桿3的一端頂在隔震支柱202上，所述頂桿3的另一端頂在反力墻1上。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述頂桿3的旁側(cè)設(shè)置有若干沙袋4，所述沙袋4的作用是在引爆頂桿3的瞬間減少頂桿3殘身飛濺可能對(duì)周?chē)a(chǎn)生的破壞。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述頂桿3采用素混凝土頂桿；所述素混凝土頂桿是按照頂桿3的標(biāo)準(zhǔn)尺寸制作，采用c35混凝土，長(zhǎng)寬高尺寸為800mm×180mm×180mm；在混凝土頂桿的縱軸線位置上預(yù)留三個(gè)直徑為20mm、高度為120mm的安裝孔301，所述安裝孔301的作用是安裝瞬間爆破所需的乳化炸藥，優(yōu)選的，每座所述反力墻1上配置三根頂桿3。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述隔震支柱202上設(shè)置有位移計(jì)5。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述隔震層2的上部設(shè)置有若干樓層，每層所述樓層的角落均設(shè)置有信號(hào)采集點(diǎn)，每個(gè)所述信號(hào)采集點(diǎn)處均設(shè)置有至少兩個(gè)傳感器6；水平初位移條件下試驗(yàn)的傳感器6包括加速度傳感器和速度傳感器兩種，都采用dh610型磁電式振動(dòng)傳感器，通過(guò)調(diào)節(jié)傳感器6自身提供的檔位，可以實(shí)現(xiàn)加速度檔位與速度檔位之間的自由切換，在液壓千斤頂8推移過(guò)程以及爆破卸載后的傳感器6布置與環(huán)境激勵(lì)條件下的布置方式相同；在爆破前先采集一段時(shí)間的脈動(dòng)時(shí)程，確認(rèn)周?chē)h(huán)境無(wú)異常后，將x向的加速度傳感器換擋至速度傳感器，并將其方向轉(zhuǎn)為y向，爆破瞬間的傳感器自身對(duì)應(yīng)型號(hào)以及測(cè)試時(shí)的編號(hào)與對(duì)應(yīng)的位置如表。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述隔震層2的下部設(shè)置有地下室獨(dú)立柱7。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述隔震支座201采用鉛芯橡膠隔震支座或天然橡膠隔震支座，所述隔震支座201采用鉛芯橡膠支座或天然橡膠隔震支座201，所述鉛芯橡膠支座與天然橡膠隔震支座201混合布置。

在本發(fā)明實(shí)施例中，一種隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性水平推移測(cè)試裝置的測(cè)試方法，包括上述任意一項(xiàng)所述的隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性水平推移測(cè)試裝置，包含以下步驟：

（1）利用液壓千斤頂8置于隔震支柱202與反力墻1之間，將建筑物推開(kāi)一定水平位移，再利用頂桿3代替液壓千斤頂8支撐已被推開(kāi)的建筑物，取出液壓千斤頂8；

（2）對(duì)頂桿3瞬間爆破卸載使得建筑物作一次性單向自由振動(dòng)；該次單向自由振動(dòng)由傳感器6記錄并傳遞給數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行分析。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述液壓千斤頂8的極限載荷重量為600kn，優(yōu)選的，所述液壓千斤頂8的個(gè)數(shù)為十二個(gè)，液壓泵通過(guò)橡膠油管與每個(gè)液壓千斤頂8連通，通過(guò)控制液壓千斤頂8的回油和出油，實(shí)現(xiàn)加載和卸載。

在本發(fā)明實(shí)施例中，dhdas動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)是此次試驗(yàn)運(yùn)用到的重要數(shù)據(jù)采集軟件之一，dhdas動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)是由多通道數(shù)據(jù)采集箱、計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件組成?？梢钥焖贉y(cè)量大型建筑結(jié)構(gòu)、模型的瞬間動(dòng)態(tài)振動(dòng)問(wèn)題；在試驗(yàn)前，將各個(gè)樓層的傳感器6連接線連接到控制中心的數(shù)據(jù)采集箱，將數(shù)據(jù)采集箱連通至計(jì)算機(jī)中心；打開(kāi)計(jì)算機(jī)中的dhdas數(shù)據(jù)采集軟件，設(shè)置好測(cè)試參數(shù)，其中采樣頻率選擇1khz，采樣方式為連續(xù)采集方式，觸發(fā)方式為自由采集，信號(hào)采集點(diǎn)有八處，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)安放兩個(gè)傳感器6，分別測(cè)量速度與加速度信號(hào)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，揚(yáng)州晶明動(dòng)態(tài)采集分析系統(tǒng)是一款集信號(hào)調(diào)試及數(shù)據(jù)采集分析的多功能動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)，試驗(yàn)將利用該系統(tǒng)測(cè)試隔震結(jié)構(gòu)中隔震層2以上部位的結(jié)構(gòu)的位移變化情況，將檢測(cè)的位移計(jì)5連通到采集器主機(jī)，最終將位移信號(hào)傳遞至計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)中的揚(yáng)州晶明動(dòng)態(tài)采集軟件將能夠?qū)崟r(shí)觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的位移變化情況。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在試驗(yàn)后續(xù)的數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，應(yīng)用到了東華測(cè)試公司的dhma模態(tài)分析軟件，對(duì)該棟建筑推移測(cè)試所采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，dhma模態(tài)分析軟件是采用vc++編寫(xiě)而成的一套后處理式的模態(tài)分析軟件，它是基于windows系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)操作環(huán)境，這套軟件可以分析隔震結(jié)構(gòu)的振型、自振頻率和阻尼比等模態(tài)參數(shù)，試驗(yàn)測(cè)得的建筑動(dòng)態(tài)響應(yīng)可通過(guò)軟件的三維結(jié)構(gòu)模型的建模得以展現(xiàn)；本軟件一共有兩個(gè)大的模塊：頻響函數(shù)的模態(tài)分析（測(cè)力算法分析）和環(huán)境激勵(lì)狀態(tài)下的模態(tài)分析（不測(cè)力算法分析）；本次試驗(yàn)中的環(huán)境激勵(lì)條件下的動(dòng)力特性分析將選擇不測(cè)力算法分析結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，在初位移條件下，將采用測(cè)力算法分析結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。

在本發(fā)明實(shí)施例中，本測(cè)試方法是嘗試通過(guò)測(cè)得的真實(shí)結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)據(jù)，獲得隔震結(jié)構(gòu)在環(huán)境激勵(lì)條件和水平初位移條件下的自振特性，包括前三階自振周期、阻尼比以及振型，加速度與速度時(shí)程曲線，來(lái)反應(yīng)基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的特性；隔震結(jié)構(gòu)能夠很好的控制結(jié)構(gòu)響應(yīng)，展現(xiàn)良好的抗震性能，可以將位移、加速度控制的很小，隔震結(jié)構(gòu)耗散大部分地震能量，從而避免地震破壞，結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)變?yōu)槠絼?dòng)，從而增加舒適度，不會(huì)像普通結(jié)構(gòu)越高層晃的越厲害，建筑中的家具等不易掉落，從而降低地震損失等。

本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可以得出其他各種形式的隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性水平推移測(cè)試裝置及其測(cè)試方法。凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。