CN218271400U - 一种电磁瞬时失效激发装置 - Google Patents

Abstract

一种电磁瞬时失效激发装置，设置在结构竖向承重构件的正下方，承力板（2）上设有和调节螺栓（5）相同大小的螺纹孔且螺纹孔周围焊有正方形挡板（6）；正方形挡板（6）的周围左右对称布置第一夹具（9）与第二夹具（10），前后对称布置两个第二电磁铁（11），第二电磁铁（11）上设有两个相同的螺纹孔；第一电磁铁（1）位于连接板（4）的下方，承力板（2）的上方，且设有两个相同的螺纹孔；调节螺栓（5）上端设有垫板（7）和力传感器（8）；将第一电磁铁（1）、侧向支撑件（3）、连接板（4）在承力板（2）两侧对称布置两组。

Description

一种电磁瞬时失效激发装置

技术领域

本实用新型属于建筑结构倒塌动力试验技术领域，具体涉及竖向承重构件瞬时失效激发技术。

背景技术

近年来建筑结构在偶然极端荷载如地震、撞击、爆炸、火灾等的作用下引发整体结构破坏的现象屡屡发生。这是由于建筑结构在偶然极端荷载作用下其局部竖向承重构件发生破坏，使得荷载传递路径改变对结构产生连锁反应，导致整体结构发生破坏。由于建筑结构连续倒塌后果严重，对人们的生命安全与财产造成巨大威胁，而建筑结构的抗连续倒塌研究可以有效减轻或避免由于结构竖向承重构件失效引起的整体结构垮塌，因此建筑结构连续倒塌试验引起了国内外研究学者的广泛关注。

为了避免或减轻结构竖向承重构件瞬时失效对人们造成的威胁，建筑结构动力倒塌试验随之增多，建筑结构连续倒塌试验中模拟结构竖向承重构件的瞬间失效需要一种安全有效、简单易行的方法来实现这一过程。结构在动力倒塌试验模拟结构柱或隔震支座失效时，以往学者采用的方法有爆破法、构件替代法、直接机械破坏法、间接机械破坏法等方式。但传统方法存在适用范围较小，竖向承重构件无法瞬时失效，对水平方向扰动较大和失效时对操作人员存在安全隐患等问题。

现有用于建筑结构竖向承重构件瞬时失效激发装置存在诸多问题，大多无法满足瞬时失效、远距离控制的要求，或者大多在操作过程中会对结构施加水平方向的作用力或扰动，并且多应用于拟静力加载试验，在振动台试验中的应用较少。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电磁瞬时失效激发装置。

本实用新型是一种电磁瞬时失效激发装置，设置在结构竖向承重构件的正下方，包括第一电磁铁1、承力板2、侧向支撑件3、连接板4、调节螺栓5、正方形挡板6、垫板7、力传感器8、第一夹具9、第二夹具10、第二电磁铁11、第一连接螺栓12、第二连接螺栓13、第三连接螺栓14，承力板2上设有和调节螺栓5相同大小的螺纹孔且螺纹孔周围焊有正方形挡板6；正方形挡板6的周围左右对称布置第一夹具9与第二夹具10，前后对称布置两个第二电磁铁11，第二电磁铁11上设有两个相同的螺纹孔；第一电磁铁1位于连接板4的下方，承力板2的上方，且设有两个相同的螺纹孔；调节螺栓5上端设有垫板7和力传感器8；将第一电磁铁1、侧向支撑件3、连接板4在承力板2两侧对称布置两组。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型通过电磁铁通电产生磁力，在断电时磁力突然消失，具有使结构柱或隔震支座的竖向承载力瞬时失效的特点。

2、本实用新型可通过延长电磁铁的供电线路，避免在试验过程中工作人员靠近试验对象，可达到远距离控制的目的，确保结构在突然倒塌时没有安全隐患。

3、本实用新型能够控制构件失效的时间点，并能有效模拟构件在突然失效时的动力效应。

4、本实用新型采用调节螺母和力传感器配合调节承重构件竖向受力，可准确控制竖向瞬时失效力的大小。

5、本实用新型采用电磁夹具固定组件约束竖向承重构件和装置的水平位移，可控制构件端部水平剪力的瞬时失效。

附图说明

图1是本实用新型的三维图，图2是本实用新型的主视图，图3是本实用新型的俯视图，图4是本实用新型的A-A剖面图图，图5是本实用新型的侧视图，图6是本实用新型的侧向支撑件三维图，图7是本实用新型的连接板三维图，图8是本实用新型的承力板三维图，图9是本实用新型的第一电磁铁三维图，图10是本实用新型的第一夹具三维图，图11是本实用新型的第二夹具三维图，图12是本实用新型的第二电磁铁三维图，图13是本实用新型的电磁夹具固定组件三维图，图14为本实用新型的装配结构示意流程图，图15为本实用新型在框架结构连续倒塌试验中边柱下安装的结构示意图。附图标记及对应名称为：1—第一电磁铁；2—承力板；3—侧向支撑件； 4—连接板；5—调节螺栓；6—正方形挡板；7—垫板；8—力传感器；9—第一夹具；10—第二夹具；11—第二电磁铁；12—第一连接螺栓；13—第二连接螺栓；14—第三连接螺栓。

具体实施方式

如图1~图15所示，本实用新型是一种电磁瞬时失效激发装置，设置在结构竖向承重构件的正下方，包括第一电磁铁1、承力板2、侧向支撑件3、连接板4、调节螺栓5、正方形挡板6、垫板7、力传感器8、第一夹具9、第二夹具10、第二电磁铁11、第一连接螺栓12、第二连接螺栓13、第三连接螺栓14，承力板2上设有和调节螺栓5相同大小的螺纹孔且螺纹孔周围焊有正方形挡板6；正方形挡板6的周围左右对称布置第一夹具9与第二夹具10，前后对称布置两个第二电磁铁11，第二电磁铁11上设有两个相同的螺纹孔；第一电磁铁1位于连接板4的下方，承力板2的上方，且设有两个相同的螺纹孔；调节螺栓5上端设有垫板7和力传感器8；将第一电磁铁1、侧向支撑件3、连接板4在承力板2两侧对称布置两组。

如图1~图4所示，承力板2上的螺纹孔周围焊有正方形挡板6，与电磁夹具固定组件连接，能控制竖向承重构件与装置的水平位移。

如图1~图4所示，承力板2上的调节螺栓5能自由调节其端部突出承力板2上表面的高度，并与力传感器8配合调节，能准确调节其上竖向承重构件的轴力。

如图1~图4所示，第一电磁铁1置于承力板2左右两端的上方，连接板4的下方，对激发竖向承重构件竖向承载力的失效具有瞬时性。

如图1~图4所示，第二电磁铁11置于第一夹具9与第二夹具10中间，能控制第一夹具9与第二夹具10的分离，能模拟竖向承重构件端部水平方向承载力的瞬时失效。

如图1~图4所示，电磁瞬时失效激发系统，能够延长第一电磁铁1和第二电磁铁11上的供电线路，能实现远距离控制。

如图1~图4所示，承力板2左右两侧的侧向支撑件3对承力板2的位置在水平方向具有约束作用。

如图1~图5所示，通过第二连接螺栓13能替换系列尺寸和出力大小的电磁铁，适应于多种工况下的结构倒塌试验。

如图1~图4所示，侧向支撑件3上的肋板提供抗倾覆力，能够保证侧向支撑件3的稳定性。

下面详细描述本实用新型的一种电磁瞬时失效激发装置的实施例，所述实施例的示例如图15所示，其中，所有相同的标号表示相同的构件或具有相同或类似功能的构件。下面通过参考附图描述的实施例只是示例性的，目的在于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，此描述中的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所述的装置或构件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以这些词不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语中的“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，表示不同规格、用途的螺栓、电磁铁和夹具，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：如图1~图14所示，本实用新型是一种电磁瞬时失效激发装置，其结构体系主要由第一电磁铁、承力板、侧向支撑件、连接板、调节螺栓、垫板、力传感器、第一夹具、第二夹具、第二电磁铁、第一连接螺栓、第二连接螺栓、第三连接螺栓组成。电磁铁1位于连接板4的下方，承力板2的上方，且其上方设有两个相同大小的螺纹孔。承力板2上设有和调节螺栓5相同大小的螺纹孔，螺纹孔周围焊有正方形挡板6，调节螺栓5顶端水平设有垫板7，垫板7上设有与调节螺栓5同轴的力传感器8。第一夹具9与第二电磁铁11用第一连接螺栓12相连，第二夹具10与第一夹具9对称布置在第二电磁铁两侧。侧向支撑件3上焊有三块相同的变截面肋板，连接板4和承力板2上分别焊有三块相同的肋板，连接板4与第一电磁铁1用第一连接螺栓12相连，侧向支撑件3与连接板4用第二连接螺栓13相连，侧向支撑件3与结构底座或地面用第三连接螺栓14连接固定。将第一电磁铁1、侧向支撑件3、连接板4在承力板2左右两侧对称布置两组。当电磁铁通电时，第一电磁铁1产生磁力将承力板2用磁力连接，第二电磁铁11产生磁力将第二夹具10用磁力连接，当电磁铁断电后，磁力突然消失，承力板2瞬间掉落，第二电磁铁11与第二夹具10瞬间分开。

以上所述装置，承力板2上的调节螺栓5可自由调节其端部突出承力板2上表面的高度，准确调节其上竖向承重构件的受力。

以上所述装置，调节承力板2使得调节螺栓5与其上部的竖向承重构件轴心重合。

以上所述装置，电磁夹具固定组件可控制上部竖向承重构件和下部装置的水平位移。

以上所述装置，侧向支撑件3与连接板4用第二连接螺栓12相连，可替换不同出力大小的第一电磁铁1。

以上所述装置，侧向支撑件3左右约束承力板2的位移。

上述装置的制作：根据竖向承重构件的受力和安装空间的大小选择不同强度的钢材或各个板件的厚度以及肋板的尺寸。承力板2中心开孔的大小和调节螺栓5规格的选择根据具体结构情况而定。

上述装置的安装步骤：第一步，将侧向支撑件3与连接板4用第二连接螺栓13相连；第二步，将连接板4与第一电磁铁1用第一连接螺栓12相连；

第三步，确定竖向承重构件左右两个侧向支撑件3的位置，确保对称布置并保证在同一水平面；

第四步，将侧向支撑件3底部的下连接板与所试验的结构底座或地面用第三连螺栓14连接牢固；

第五步，根据附图1-图4确定承力板2的位置，并通电使承力板2吸附在电磁铁上；

第六步，根据附图1-图4确定调节螺栓5、垫板7和力传感器8的位置并固定，且调节螺栓5与力传感器8同轴；

第七步，调节调节螺栓5的端部突出承力板2上表面的高度来控制力传感器8的受力，进而准确调节其上竖向承重构件的轴力大小；

第八步，将第一夹具9与第二电磁铁11用第一连接螺栓12相连；

第九步，根据图1~图4确定电磁夹具固定组件位置并通电。

以上所述的实用新型仅对本实用新型的优选实施方案进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例中，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种电磁瞬时失效激发装置，设置在结构竖向承重构件的正下方，包括第一电磁铁（1）、承力板（2）、侧向支撑件（3）、连接板（4）、调节螺栓（5）、正方形挡板（6）、垫板（7）、力传感器（8）、第一夹具（9）、第二夹具（10）、第二电磁铁（11）、第一连接螺栓（12）、第二连接螺栓（13）、第三连接螺栓（14），其特征在于承力板（2）上设有和调节螺栓（5）相同大小的螺纹孔且螺纹孔周围焊有正方形挡板（6）；正方形挡板（6）的周围左右对称布置第一夹具（9）与第二夹具（10），前后对称布置两个第二电磁铁（11），第二电磁铁（11）上设有两个相同的螺纹孔；第一电磁铁（1）位于连接板（4）的下方，承力板（2）的上方，且设有两个相同的螺纹孔；调节螺栓（5）上端设有垫板（7）和力传感器（8）；将第一电磁铁（1）、侧向支撑件（3）、连接板（4）在承力板（2）两侧对称布置两组。

2.根据权利要求1所述的电磁瞬时失效激发装置，其特征在于：承力板（2）上的螺纹孔周围焊有正方形挡板（6），与电磁夹具固定组件连接，能控制竖向承重构件与装置的水平位移。

3.根据权利要求1所述的电磁瞬时失效激发装置，其特征在于：承力板（2）上的调节螺栓（5）能自由调节其端部突出承力板（2）上表面的高度，并与力传感器（8）配合调节，能准确调节其上竖向承重构件的轴力。

4.根据权利要求1所述的电磁瞬时失效激发装置，其特征在于：第一电磁铁（1）置于承力板（2）左右两端的上方，连接板（4）的下方，对激发竖向承重构件竖向承载力的失效具有瞬时性。

5.根据权利要求1所述的电磁瞬时失效激发装置，其特征在于：第二电磁铁（11）置于第一夹具（9）与第二夹具（10）中间，能控制第一夹具（9）与第二夹具（10）的分离，能模拟竖向承重构件端部水平方向承载力的瞬时失效。

6.根据权利要求1所述的电磁瞬时失效激发装置，其特征在于：能够延长第一电磁铁（1）和第二电磁铁（11）上的供电线路，能实现远距离控制。

7.根据权利要求1所述的电磁瞬时失效激发装置，其特征在于：承力板（2）左右两侧的侧向支撑件（3）对承力板（2）的位置在水平方向具有约束作用。

8.根据权利要求1所述的电磁瞬时失效激发装置，其特征在于：通过第二连接螺栓（13）能替换系列尺寸和出力大小的电磁铁，适应于多种工况下的结构倒塌试验。

9.根据权利要求1所述的电磁瞬时失效激发装置，其特征在于：侧向支撑件（3）上的肋板提供抗倾覆力，能够保证侧向支撑件（3）的稳定性。

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