CN216075280U - 地基附加应力对上部结构影响的模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地基附加应力对上部结构影响的模拟装置，包括结构框架，结构框架上部为活动连接的横杆和斜杆，框架结构的四周设置立杆，立杆顶端通过万向接头与横杆和斜杆端部连接，立杆底端设置于基座中，基座中设有多个方向的滑道；一个立杆顶端的万向接头作为节点，节点处斜杆上轴向固定有滑片且与斜杆绝缘，节点处横杆和斜杆夹角处设置电阻丝线圈段，电阻丝线圈段的一端固定于横杆上且与横杆绝缘，滑片与电阻丝线圈段接触形成滑动变阻器；电阻丝线圈段和滑片通过接线柱分别连接至电源两极，电路中接入灵敏电流计。本实用新型结构简单，操作方便，通过电流数值的变化反映地基沉降产生的附加应力对上部结构造成形变的程度，直观、准确。

Description

地基附加应力对上部结构影响的模拟装置

技术领域

本实用新型属于地基不均匀沉降技术领域，尤其涉及一种地基附加应力对上部结构影响的模拟装置。

背景技术

建筑物由于地基水分、土质等因素的影响极易出现不均匀沉降的问题，地基出现不均匀沉降后会产生附加应力，可能引起上部结构或下部基础的变形，甚至发生结构破坏，尤其是当建筑物地基出现不均匀沉降的情况下再发生地震时，会使建筑物受到耦合力作用，危害极大。因此对地基不均匀沉降及产生的附加应力进行研究是极其重要的。目前主要通过数值仿真、模型试验等方法进行地基不均匀沉降的研究，对地基附加应力的研究大多采用数值模拟的方法模拟附加应力，但操作复杂，与实际情况的偏差大，精准度不够。此外，数值模拟方法多用于研究地基附加应力对下部结构的影响，而关于地基附加应力对上部结构的影响研究较少。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种地基附加应力对上部结构影响的模拟装置，旨在解决上述背景技术中现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种地基附加应力对上部结构影响的模拟装置，包括结构框架，所述结构框架包括多个横杆、立杆和斜杆，横杆和斜杆位于结构框架上部且端部通过万向接头依次连接，立杆竖向设置于框架结构的四周，立杆顶端通过万向接头与横杆和斜杆的端部连接，立杆的底端设置于基座中，基座中水平设有供立杆底端滑移的多个方向的滑道。一个立杆顶端的万向接头作为节点，所述节点处的斜杆上轴向固定有滑片且滑片与斜杆绝缘，所述节点处横杆和斜杆的夹角处设置弧形电阻丝线圈段，所述电阻丝线圈段的一端固定于横杆上且电阻丝线圈段与横杆绝缘，所述滑片与电阻丝线圈段接触；固定于横杆处的电阻丝线圈段的端部和滑片的端部通过接线柱分别连接至电源的两极，形成闭合电路，闭合电路中接入灵敏电流计。

当立杆的底端沿基座中滑道滑移时，节点产生竖向位移，框架结构受力导致上部结构发生微小变形时，节点处横杆和斜杆的夹角发生变化，横杆带动滑片在电阻丝线圈段上的接触位置产生微小的相对位移，那么连接于电路中的电阻大小发生改变，灵敏电流计数值随即变化，从而可通过电流计的变化反映出结构产生了形变。

优选地，所述立杆的底端设有滚轮，方便立杆移动。

优选地，所述基座内设有滑动腔，滑动腔与滑道连通，所述滚轮位于滑动腔内。

优选地，所述电源和灵敏电流计设置于接线板上，接线板上设有接线柱，所述接线板固定于结构框架上。

相比于现有技术的缺点和不足，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的地基附加应力对上部结构影响的模拟装置结构简单，操作方便。模拟装置中模拟地基发生不均匀沉降后，产生的附加应力导致上部结构发生形变，而上部结构的形变通过电路中电阻的变化来反映，通过电流数值的变化反映地基沉降产生的附加应力对上部结构造成形变的程度，非常直观，且电路中电流变化灵敏，准确度高。

附图说明

图1是实施例提供的地基附加应力对上部结构影响的模拟装置的结构示意图。

图2是实施例提供的闭合电路的示意图。

图3是实施例提供的两种滚轮的结构示意图。

图4是实施例提供的基座的内部结构示意图。

图中：1-框架结构；2-横杆；3-立杆；4-斜杆；5-万向接头；6-滑片；7-电阻丝线圈段；8-接线柱；9-接线板；10-电源；11-灵敏电流计；12-基座；13-滑道；14-滚轮；15-滑动腔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，地基附加应力对上部结构影响的模拟装置主体为框架结构1，结构框架1的上部由多个横杆2和斜杆4通过万向接头5相互连接而成，结构框架1的四周设置立杆3，立杆3的顶端通过万向接头5与横杆2和斜杆4的端部连接，将其中一个立杆顶端的万向接头5作为节点，节点处的斜杆4上轴向固定有滑片6且滑片6与斜杆4绝缘，节点处横杆2和斜杆4的夹角处设置弧形电阻丝线圈段7，电阻丝线圈段7的一端固定于横杆2上且电阻丝线圈段7与横杆绝缘，滑片6与电阻丝线圈段7接触；将滑片6的端部和电阻丝线圈段7的端部均通过接线柱8分别连接至电源10的两极，该电路中接入灵敏电流计11，形成闭合电路，如图2所示。当节点处横杆2和斜杆4之间的夹角发生变化时，滑片6与电阻丝线圈段7的接触位置发生相对位移，从而由滑片6与电阻丝线圈段7形成滑动变阻器。电源10和灵敏电流计11可设置于接线板9中，将接线板9固定于框架结构1上，接线板9上还设有接线柱8，接线板9上的接线柱8通过线路与滑片6和电阻丝线圈段7上的接线柱连接。

当立杆3底部沿基座12中的滑道13滑移时，节点产生竖向位移，框架结构1受力导致上部结构发生微小变形，节点处横杆和斜杆的夹角发生变化，导致滑片6与电阻丝线圈段7形成的滑动变阻器的阻值变化，使闭合电路中的电流变化，灵敏电流计11数值随即变化，灵敏电流计11的数值变化情况能够反映滑动变阻器的阻值变化情况，因此，通过灵敏电流计11的数值变化可反映框架结构1的形变程度。

由于不均匀沉降产生的附加应力导致的框架结构1的形变通过立杆3底端的滑移来模拟，立杆3的底端设置于基座12中，基座12中水平设有多个方向的滑道13，滑道13用于立杆3底端滑移，立杆3的底端设有滚轮14，结构参照图3a或b，方便立杆14移动。基座12内设有滑动腔15，用于容纳滚轮14，滑动腔15与滑道13连通(参照图4)。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种地基附加应力对上部结构影响的模拟装置，其特征在于，包括结构框架，所述结构框架包括多个横杆、立杆和斜杆，横杆和斜杆位于结构框架上部且端部通过万向接头依次连接，立杆竖向设置于框架结构的四周，立杆顶端通过万向接头与横杆和斜杆的端部连接，立杆的底端设置于基座中，基座中水平设有供立杆底端滑移的多个方向的滑道；一个立杆顶端的万向接头作为节点，所述节点处的斜杆上轴向固定有滑片且滑片与斜杆绝缘，所述节点处横杆和斜杆的夹角处设置弧形电阻丝线圈段，所述电阻丝线圈段的一端固定于横杆上且电阻丝线圈段与横杆绝缘，所述滑片与电阻丝线圈段接触；固定于横杆处的电阻丝线圈段的端部和滑片的端部通过接线柱分别连接至电源的两极，形成闭合电路，闭合电路中接入灵敏电流计。

2.如权利要求1所述的地基附加应力对上部结构影响的模拟装置，其特征在于，所述立杆的底端设有滚轮。

3.如权利要求2所述的地基附加应力对上部结构影响的模拟装置，其特征在于，所述基座内设有滑动腔，滑动腔与滑道连通，所述滚轮位于滑动腔内。

4.如权利要求1所述的地基附加应力对上部结构影响的模拟装置，其特征在于，所述电源和灵敏电流计设置于接线板中，接线板上设有接线柱，所述接线板固定于结构框架上。

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