CN107288149B - 多功能试验系统基座和多功能试验系统基座的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能试验系统基座和多功能试验系统基座的安装方法，系统基座包括：混凝土支墩；隔振支座，所述隔振支座安装在所述混凝土支墩上；基座钢结构，所述基座钢结构包括两个第一安装单元、两个第二安装单元、两个第三安装单元、第四安装单元、第五安装单元和第六安装单元；混凝土，所述混凝土浇筑在基座钢结构的各个安装单元的空腔内，在第二组合体底部的十字加劲框架内的混凝土中设置预应力索。本发明系统基座的基座钢结构采用分块式结构，便于克服体积大难以整体焊接组装的问题。同时加劲框架非常合理的利用了混凝土支墩和隔振支座形成的厚度空间，在不增加整体高度的前提下，提高了基座的耐久性和强度。

Description

多功能试验系统基座和多功能试验系统基座的安装方法

技术领域

本发明属于大型橡胶支座和结构构件在静力、动力荷载作用下的响应和破坏模式研究技术领域，特别是涉及一种多功能试验系统基座，以及多功能试验系统基座的安装方法。

背景技术

随着我国在海洋工程、石油化工、制造加工和建筑行业等多个领域的迅速发展，大吨位、高性能、智能化加载装备的需求日益广泛，多功能试验系统也在向着大型化、复杂化、智能化的方向发展。万吨级多功能试验系统主要用来进行大型橡胶支座和结构构件在静力、动力荷载作用下的响应和破坏模式研究。

多功能试验系统的基座是整个多功能试验系统设计的最重要部分，也是平衡力系最关键的一环，基座不仅是各部分连接的关键点，也是承载所有部分的基础。首先，它不仅需要具备较强的刚度和强度，而且结构布局一定要合理。再次，它的结构和尺寸十分重要，因为这决定了其他部分的结构和尺寸。分析基座的受力情况，它本身是整个机身的载体，所以机身上方的所有重量都由它来承载，而且与加载平台相连，承担实验过程中加载作动器施加所有额外力和力矩。由于试验台机身很大，同时在试件压溃冲击作用、多遇地震作用等特殊情况下，为了保证基座的钢与混凝土不发生强度破坏，就需要试验系统的基座有良好的结构和设计来满足这些要求。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种多功能试验系统基座，本发明的第二目的是提供一种多功能试验系统基座的安装方法。

为了实现上述第一目的，本发明提供一种多功能试验系统基座，其包括：

混凝土支墩，所述混凝土支墩的数量为四个，混凝土支墩分别设置在矩形试验基坑的四个顶角位置；

隔振支座，所述隔振支座安装在所述混凝土支墩上；

基座钢结构，所述基座钢结构包括两个第一安装单元、两个第二安装单元、两个第三安装单元、第四安装单元、第五安装单元和第六安装单元；第四安装单元和第五安装单元上下对接形成第一组合体，第二安装单元分别安装在第一组合体的两侧，形成十字形的第二组合体；第一安装单元安装在第二组合体的一对对角位置，第三安装单元安装在第二组合体的另一对对角位置；第六安装单元安装在第五安装单元的上部且位于第一安装单元与第三安装单元之间；第一安装单元、第三安装单元分别安装在混凝土支墩的隔振支座上；第二组合体下边缘的水平高度高于第一安装单元和第三安装单元下边缘的水平高度，使第二组合体底部构成十字加劲框架；

混凝土，所述混凝土浇筑在基座钢结构的各个安装单元的空腔内，在第二组合体底部的十字加劲框架内的混凝土中设置预应力索。

本发明如上所述的多功能试验系统基座，进一步，所述预应力索包括第一组预应力索和第二组预应力索；第一组预应力索与第二组预应力索相互垂直。

本发明如上所述的多功能试验系统基座，进一步，所述第一组预应力索的长度大于第二组预应力索，第一组预应力索总面积等效于4根直径110mm圆钢，第二组预应力索总面积等效于5根直径90mm圆钢。

本发明如上所述的多功能试验系统基座，进一步，所述基座钢结构包括上部封板、下部封板、主梁、次梁、外围梁和滑动平板，主梁和次梁相互垂直设置，外围梁设置在主梁和次梁的外侧且包围主梁和次梁；上部封板连接在主梁、次梁和外围梁的顶部，下部封板连接在主梁、次梁和外围梁的底部。

本发明如上所述的多功能试验系统基座，进一步，每个混凝土支墩上安装的隔振支座数量为10～15个。

本发明如上所述的多功能试验系统基座，进一步，所述混凝土为强度等级大于C60的高强度混凝土。

本发明如上所述的多功能试验系统基座，进一步，每个混凝土支墩上安装的隔振支座数量为10～15个。

为了实现上述第二目的，本发明提供一种多功能试验系统基座的安装方法，包括以下步骤：步骤1，将第二安装单元安装在第四安装单元的两侧，形成十字形结构；步骤2，将第五安装单元焊接到第四安装单元上部，第二安装单元、第四安装单元和第五安装单元形成十字形的第二组合体；步骤3，将第一安装单元安装在第二组合体的一对对角位置，第三安装单元安装在第二组合体的另一对对角位置；步骤4，第六安装单元安装在第五安装单元的上部且位于第一安装单元与第三安装单元之间。

本发明的有益效果是：

本发明系统基座的基座钢结构采用分块式结构，便于克服体积大难以整体焊接组装的问题。同时第二组合体下边缘的水平高度高于第一安装单元和第三安装单元下边缘的水平高度，使第二组合体底部构成十字加劲框架。该加劲框架非常合理的利用了混凝土支墩和隔振支座形成的厚度空间，在不增加整体高度的前提下，提高了基座的耐久性和强度。此外，第二组合体底部的十字加劲框架内的混凝土中设置预应力索，防止较大试验荷载下基底混凝土受拉开裂。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：

图1为一种多功能试验系统基座和多功能试验系统基座示意图；

图2为一种多功能试验系统基座和多功能试验系统基座局部示意图；

图3为本发明一种实施例的基座钢结构示意图；

图4为图3的截面示意图；

图5为本发明一种实施例的基座钢结构的安装单元分解示意图；

图6为本发明一种实施例的基座钢结构的安装单元组合示意图；

图7为本发明一种实施例的基座钢结构的水平截面示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、基座钢结构，2、隔振支座，3、十字加劲框架，4、预应力索，5、混凝土支墩，6、立柱肢板，7、一级次梁，8、二级次梁，9、主梁，10、外围梁，11、第一安装单元，12、第二安装单元，13、第三安装单元，14、第四安装单元，15、第五安装单元，16、第六安装单元，151、滑动平板。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的多功能试验系统基座和多功能试验系统基座的安装方法的实施例。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。

图1-6示出本发明一种实施例的多功能试验系统基座，其包括：

混凝土支墩5，混凝土支墩5的数量为四个，混凝土支墩5分别设置在矩形试验基坑的四个顶角位置；

隔振支座2，隔振支座2安装在混凝土支墩5上；在优选的实施例中，每个混凝土支墩5上安装的隔振支座2数量为10～15个。

基座钢结构1，基座钢结构1包括两个第一安装单元11、两个第二安装单元12、两个第三安装单元13、第四安装单元14、第五安装单元15和第六安装单元16；第四安装单元14和第五安装单元15上下对接形成第一组合体，第五安装单元15上部用于安装滑动平板151；第二安装单元12分别安装在第一组合体的两侧，形成十字形的第二组合体；第一安装单元11安装在第二组合体的一对对角位置，第三安装单元13安装在第二组合体的另一对对角位置；第六安装单元16安装在第五安装单元15的上部且位于第一安装单元11与第三安装单元13之间；第一安装单元11、第三安装单元13分别安装在混凝土支墩5的隔振支座2上；第二组合体下边缘的水平高度高于第一安装单元11和第三安装单元13下边缘的水平高度，使第二组合体底部构成十字加劲框架3；

混凝土，混凝土浇筑在基座钢结构1的各个安装单元的空腔内，在第二组合体底部的十字加劲框架3内的混凝土中设置预应力索4。在进一步优选的实施例中，混凝土为强度等级大于C60的高强度混凝土。

在如图1和图2示出的实施例中，预应力索4包括第一组预应力索4和第二组预应力索4；第一组预应力索4与第二组预应力索4相互垂直。在具体实施过程中，第一组预应力索4的长度大于第二组预应力索4，第一组预应力索4总面积等效于4根直径110mm圆钢，第二组预应力索4总面积等效于5根直径90mm圆钢。

本发明系统基座的基座钢结构采用分块式结构，便于克服体积大难以整体焊接组装的问题。同时第二组合体下边缘的水平高度高于第一安装单元和第三安装单元下边缘的水平高度，使第二组合体底部构成十字加劲框架。该加劲框架非常合理的利用了混凝土支墩和隔振支座形成的厚度空间，在不增加整体高度的前提下，提高了基座的耐久性和强度。此外，第二组合体底部的十字加劲框架内的混凝土中设置预应力索，防止较大试验荷载下基底混凝土受拉开裂。

在一种具体实施例中，如图7所示，立柱肢板6用于固定立柱嵌入基座钢结构的部分，相邻两个立柱间设置三道主梁，间距1.5m，次梁垂直于主梁布置，并延伸至基座外边缘，次梁的间距在两个水平方向上均为1.3m。主梁、次梁及外围梁10均由钢板焊接而成，上述构件均采用Q345钢。滑动平板151厚度250mm，采用45号钢制作。

在一种优选的多功能试验系统基座实施例中，如图7所示，基座钢结构1包括上部封板、下部封板、主梁9、次梁（一级次梁7和二级次梁8）、外围梁10和滑动平板151，主梁9和次梁相互垂直设置，外围梁10设置在主梁9和次梁的外侧且包围主梁9和次梁；上部封板连接在主梁9、次梁和外围梁10的顶部，下部封板连接在主梁9、次梁和外围梁10的底部。

本发明还提供一种多功能试验系统基座的安装方法的实施例，包括以下步骤：步骤1，将第二安装单元12安装在第四安装单元14的两侧，形成十字形结构；步骤2，将第五安装单元15焊接到第四安装单元14上部，第二安装单元12、第四安装单元14和第五安装单元15形成十字形的第二组合体；步骤3，将第一安装单元11安装在第二组合体的一对对角位置，第三安装单元13安装在第二组合体的另一对对角位置；步骤4，第六安装单元16安装在第五安装单元15的上部且位于第一安装单元11与第三安装单元13之间。

基座钢结构拼装焊接完成后，进行以下操作：基座钢结构的各个安装单元的空腔内填充C60混凝土。为防止较大试验荷载下基座混凝土受拉开裂，在基座下部十字梁内双向布置预应力索。为减小预应力索面积，采用局部施加预应力措施如下：基座钢结构安装完成后，首先浇注十字加劲区内的混凝土；待该部分混凝土达到设计强度后进行预应力张拉施工；随后浇注其余部分混凝土并进行基座后续施工。这一施工措施使混凝土预应力区控制在十字加劲梁范围内，其余区域为非预应力部分，从而使基底预应力达到指定水平所需拉索面积减小。

上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。

Claims (7)

1.一种多功能试验系统基座，其特征在于，包括：混凝土支墩，所述混凝土支墩的数量为四个，混凝土支墩分别设置在矩形试验基坑的四个顶角位置；隔振支座，所述隔振支座安装在所述混凝土支墩上；基座钢结构，所述基座钢结构包括两个第一安装单元、两个第二安装单元、两个第三安装单元、第四安装单元、第五安装单元和第六安装单元；第四安装单元和第五安装单元上下对接形成第一组合体，第二安装单元分别安装在第一组合体的两侧，形成十字形的第二组合体；第一安装单元安装在第二组合体的一对对角位置，第三安装单元安装在第二组合体的另一对对角位置；第六安装单元安装在第五安装单元的上部且位于第一安装单元与第三安装单元之间；第一安装单元、第三安装单元分别安装在混凝土支墩的隔振支座上；第二组合体下边缘的水平高度高于第一安装单元和第三安装单元下边缘的水平高度，使第二组合体底部构成十字加劲框架；混凝土，所述混凝土浇筑在基座钢结构的各个安装单元的空腔内，在第二组合体底部的十字加劲框架内的混凝土中设置预应力索。

2.根据权利要求1所述的多功能试验系统基座，其特征在于，所述预应力索包括第一组预应力索和第二组预应力索；第一组预应力索与第二组预应力索相互垂直。

3.根据权利要求2所述的多功能试验系统基座，其特征在于，所述第一组预应力索的长度大于第二组预应力索，第一组预应力索总面积等效于4根直径110mm圆钢，第二组预应力索总面积等效于5根直径90mm圆钢。

4.根据权利要求1-3任一项所述的多功能试验系统基座，其特征在于，每个混凝土支墩上安装的隔振支座数量为10～15个。

5.根据权利要求1-3任一项所述的多功能试验系统基座，其特征在于，所述混凝土为强度等级大于C60的高强度混凝土。

6.根据权利要求5所述的多功能试验系统基座，其特征在于，每个混凝土支墩上安装的隔振支座数量为10～15个。

7.根据权利要求1-6任一项所述的多功能试验系统基座的安装方法，包括以下步骤：步骤1，将第二安装单元安装在第四安装单元的两侧，形成十字形结构；步骤2，将第五安装单元焊接到第四安装单元上部，第二安装单元、第四安装单元和第五安装单元形成十字形的第二组合体；步骤3，将第一安装单元安装在第二组合体的一对对角位置，第三安装单元安装在第二组合体的另一对对角位置；步骤4，第六安装单元安装在第五安装单元的上部且位于第一安装单元与第三安装单元之间。