CN220709844U - 一种建筑结构抗震试验演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种建筑结构抗震试验演示装置，包括振动台、传统建筑模型、减震建筑模型和隔震建筑模型，传统建筑模型、减震建筑模型和隔震建筑模型均安装在振动台上，且传统建筑模型、减震建筑模型和隔震建筑模型的顶部中心处分别设有第一透明水罐、第二透明水罐和第三透明水罐。达到的技术效果为：能够同时对三种不同的建筑进行抗震演示对比，同时通过对比第一透明水罐、第二透明水罐和第三透明水罐中水体的晃动幅度，能够直观地展示各个建筑的抗震性能；传统建筑模型、减震建筑模型和隔震建筑模型各自的单层建筑之间采用滑动连接，能够演示三种建筑的层间运动和变形，可更加真实地反映地震作用下建筑结构的变形情况。

Description

一种建筑结构抗震试验演示装置

技术领域

本实用新型涉及教学用具技术领域，具体涉及一种建筑结构抗震试验演示装置。

背景技术

工程力学是以构件为研究对象，运用力学的一般规律分析和求解构件受力的情况及平衡问题，建立构件安全工作的力学条件的一门学科，在对工程力学教学阶段需要对构件的强度、刚度、稳定性实验过程进行演示，现有工程力学教学过程中需要对建筑结构模型抗震检测过程进行演示。众所周知，地震的发生会对地表的建筑产生较大的破坏性，不同结构的建筑物抗震性能有较大差异，而现有的抗震演示装置存在以下问题：1、通常单一装置上只有一种建筑模型结构，只能对一种建筑模型结构进行抗震演示，多种建筑模型结构不能同步进行抗震演示对比；2、建筑模型结构的抗震性能不能直观地表现出来，无法直观表明建筑模型结构的抗震性能；3、建筑模型结构整体打造，即建筑模型结构在地震作用下为一个刚体，而实际情况是，建筑模型结构在地震作用下存在层间变形，因此现有的建筑模型结构无法真实地反映地震作用下建筑结构的变形情况。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种建筑结构抗震试验演示装置，以解决现有技术中的上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

根据本实用新型的第一方面，一种建筑结构抗震试验演示装置，包括振动台、传统建筑模型、减震建筑模型和隔震建筑模型，所述传统建筑模型、所述减震建筑模型和所述隔震建筑模型均安装在所述振动台上，且所述传统建筑模型、所述减震建筑模型和所述隔震建筑模型的顶部中心处分别设有第一透明水罐、第二透明水罐和第三透明水罐；

所述传统建筑模型包括多层传统单层建筑，相邻两层所述传统单层建筑之间互相滑动连接；

所述减震建筑模型包括多层减震单层建筑，相邻两层所述减震单层建筑之间互相滑动连接，且相邻两层所述减震单层建筑之间设有粘滞阻尼器；

所述隔震建筑模型包括隔震支座和多层隔震单层建筑，相邻两层所述隔震单层建筑之间互相滑动连接，所述隔震支座的底端与所述振动台连接，所述隔震支座的顶部与位于底层的所述隔震单层建筑的底部连接。

进一步地，所述隔震建筑模型还包括支撑台，所述隔震支座的数量为四个，四个所述隔震支座分别设置在位于底层的所述隔震单层建筑底部的四角，所述支撑台的底部与所述振动台顶部连接，所述支撑台的顶部与位于底层的所述隔震单层建筑的底部滑动连接。

进一步地，所述传统建筑模型包括第一传统单层建筑、第二传统单层建筑和第三传统单层建筑，所述第一传统单层建筑、所述第二传统单层建筑和所述第三传统单层建筑依次从下至上设置，所述第一透明水罐设置在所述第三传统单层建筑的顶部中心处；

所述减震建筑模型包括第一减震单层建筑、第二减震单层建筑、第三减震单层建筑、第一粘滞阻尼器和第二粘滞阻尼器，所述第一减震单层建筑、所述第二减震单层建筑和所述第三减震单层建筑依次从下至上设置，所述第一减震单层建筑和所述第二减震单层建筑之间设有所述第一粘滞阻尼器，所述第二减震单层建筑和所述第三减震单层建筑之间设有所述第二粘滞阻尼器，所述第二透明水罐设置在所述第三减震单层建筑的顶部中心处；

所述隔震建筑模型包括第一隔震单层建筑、第二隔震单层建筑、第三隔震单层建筑，所述第一隔震单层建筑、所述第二隔震单层建筑、所述第三隔震单层建筑依次从下至上设置，四个所述隔震支座依次设置在所述第一隔震单层建筑的底部的四角，所述支撑台设置在所述第一隔震单层建筑底部的中心处，所述第三透明水罐设置在所述第三隔震单层建筑的顶部中心处。

进一步地，所述传统建筑模型、所述减震建筑模型和所述隔震建筑模型的高度相同。

进一步地，所述振动台包括底座和安装台，所述安装台滑动设置在所述底座的顶部，所述传统建筑模型、所述减震建筑模型和所述隔震建筑模型均设置在所述安装台的顶部。

进一步地，所述振动台还包括滑轨，所述滑轨水平设置在所述底座的顶部，所述安装台的底部与所述滑轨滑动连接。

进一步地，所述振动台还包括驱动装置，所述驱动装置设置在所述安装台内，所述驱动装置用于驱动所述安装台沿所述滑轨来回滑动。

进一步地，还包括电源开关和启动开关，所述电源开关和所述启动开关设置在所述底座的外侧壁上，所述启动开关用于控制所述驱动装置的启停。

进一步地，所述驱动装置采用步进电机。

进一步地，所述底座的底部四角分别设有支脚，所述底座的侧壁上设有铭牌。

本实用新型具有如下优点：设有传统建筑模型、减震建筑模型和隔震建筑模型，能够同时对三种不同的建筑进行抗震演示对比，同时通过对比第一透明水罐、第二透明水罐和第三透明水罐中水体的晃动幅度，能够直观地展示各个建筑的抗震性能；传统建筑模型、减震建筑模型和隔震建筑模型各自的单层建筑之间采用滑动连接，能够演示三种建筑的层间运动和变形，可更加真实地反映地震作用下建筑结构的变形情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本实用新型一些实施例提供的一种建筑结构抗震试验演示装置的主视图。

图2为本实用新型一些实施例提供的一种建筑结构抗震试验演示装置的后视图。

图3为本实用新型一些实施例提供的一种建筑结构抗震试验演示装置的左视图。

图4为本实用新型一些实施例提供的一种建筑结构抗震试验演示装置的右视图。

图5为本实用新型一些实施例提供的一种建筑结构抗震试验演示装置的俯视图。

图6为本实用新型一些实施例提供的一种建筑结构抗震试验演示装置的仰视图。

图中：1、传统建筑模型，2、减震建筑模型，3、隔震建筑模型，4、第一传统单层建筑，5、第二传统单层建筑，6、第三传统单层建筑，7、第一减震单层建筑，8、第二减震单层建筑，9、第三减震单层建筑，10、第一粘滞阻尼器，11、第二粘滞阻尼器，12、第一隔震单层建筑，13、第二隔震单层建筑，14、第三隔震单层建筑，15、隔震支座，16、支撑台，17、振动台，18、底座，19、安装台，20、滑轨，21、电源开关，22、启动开关，23、铭牌，24、第一透明水罐，25、第二透明水罐，26、第三透明水罐，27、支脚。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1至图6所示，本实用新型第一方面实施例中的一种建筑结构抗震试验演示装置，包括振动台17、传统建筑模型1、减震建筑模型2和隔震建筑模型3，传统建筑模型1、减震建筑模型2和隔震建筑模型3均安装在振动台17上，且传统建筑模型1、减震建筑模型2和隔震建筑模型3的顶部中心处分别设有第一透明水罐24、第二透明水罐25和第三透明水罐26，第一透明水罐24、第二透明水罐25和第三透明水罐26的形状大小均相同，第一透明水罐24、第二透明水罐25和第三透明水罐26内盛放的水体的体积均为其容积的一半以上，为更加便于观察，可在水体中加入染料，使得水体具有颜色，从而更加便于观察；

传统建筑模型1包括多层传统单层建筑，相邻两层传统单层建筑之间互相滑动连接；

减震建筑模型2包括多层减震单层建筑，相邻两层减震单层建筑之间互相滑动连接，且相邻两层减震单层建筑之间设有粘滞阻尼器；

隔震建筑模型3包括隔震支座15和多层隔震单层建筑，相邻两层隔震单层建筑之间互相滑动连接，隔震支座15的底端与振动台17连接，隔震支座15的顶部与位于底层的隔震单层建筑的底部连接。

在本实施例中，需要说明的是，传统建筑模型1、减震建筑模型2和隔震建筑模型3的高度相同，隔震建筑模型3还包括支撑台16，隔震支座15的数量为四个，四个隔震支座15分别设置在位于底层的隔震单层建筑底部的四角，支撑台16的底部与振动台17顶部连接，支撑台16的顶部与位于底层的隔震单层建筑的底部滑动连接。

进一步地，由于地震波中破坏力最大的为横波，因此，振动台17仅模拟产生横波，具体的，振动台17通过产生横向来回滑动来模拟产生地震波中的横波，传统建筑模型1、减震建筑模型2和隔震建筑模型3各自的单层建筑之间的滑动方向与振动台17横向来回滑动的方向相同。

本实施例达到的技术效果为：设有传统建筑模型1、减震建筑模型2和隔震建筑模型3，能够同时对三种不同的建筑进行抗震演示对比，同时通过对比第一透明水罐24、第二透明水罐25和第三透明水罐26中水体的晃动幅度，能够直观地展示各个建筑的抗震性能；传统建筑模型1、减震建筑模型2和隔震建筑模型3各自的单层建筑之间采用滑动连接，能够演示三种建筑的层间运动和变形，可更加真实地反映地震作用下建筑结构的变形情况。

实施例2

如图1至图6所示，本实施例提供的另一种建筑结构抗震试验演示装置，其结构与实施例1基本相同，下面仅对不同部分进行描述。

在本实施例中，传统建筑模型1包括第一传统单层建筑4、第二传统单层建筑5和第三传统单层建筑6，第一传统单层建筑4、第二传统单层建筑5和第三传统单层建筑6依次从下至上设置，第一透明水罐24设置在第三传统单层建筑6的顶部中心处；

减震建筑模型2包括第一减震单层建筑7、第二减震单层建筑8、第三减震单层建筑9、第一粘滞阻尼器10和第二粘滞阻尼器11，如图1所示，第一减震单层建筑7、第二减震单层建筑8和第三减震单层建筑9依次从下至上设置，第一减震单层建筑7和第二减震单层建筑8之间设有第一粘滞阻尼器10，第一粘滞阻尼器10的两端分别与第一减震单层建筑7和第二减震单层建筑8铰接，第二减震单层建筑8和第三减震单层建筑9之间设有第二粘滞阻尼器11，第二粘滞阻尼器11的两端分别与第二减震单层建筑8和第三减震单层建筑9铰接，第二透明水罐25设置在第三减震单层建筑9的顶部中心处；

隔震建筑模型3包括第一隔震单层建筑12、第二隔震单层建筑13、第三隔震单层建筑14，第一隔震单层建筑12、第二隔震单层建筑13、第三隔震单层建筑14依次从下至上设置，四个隔震支座15依次设置在第一隔震单层建筑12的底部的四角，支撑台16设置在第一隔震单层建筑12底部的中心处，第一隔震单层建筑12可沿支撑台16的顶部左右滑动，第三透明水罐26设置在第三隔震单层建筑14的顶部中心处。

在本实施例中，需要说明的是，隔震支座15包括弹簧和连接件，弹簧竖直设置，弹簧的两端分别设有一个连接件，弹簧两端的连接件分别用于连接第一隔震单层建筑12和振动台17。

本实施例达到的技术效果为：传统建筑模型1、减震建筑模型2和隔震建筑模型3，结构简单，便于加工制造，同时能够真实地展示三种建筑的结构特点。

实施例3

如图1至图6所示，本实施例提供的另一种建筑结构抗震试验演示装置，其结构与实施例1基本相同，下面仅对不同部分进行描述。

在本实施例中，振动台17包括底座18和安装台19，安装台19滑动设置在底座18的顶部，传统建筑模型1、减震建筑模型2和隔震建筑模型3均设置在安装台19的顶部，安装台19上设有凹台，凹台的深度与隔震支座15的高度相同，隔震支座15安装在凹台上。

在本实施例中，需要说明的是，振动台17还包括滑轨20，滑轨20水平设置在底座18的顶部，安装台19的底部与滑轨20滑动连接，滑轨20沿安装台19的长度方向设置，传统建筑模型1、减震建筑模型2和隔震建筑模型3依次沿安装台的长度方向设置在其顶部，传统建筑模型1、减震建筑模型2和隔震建筑模型3各自单层建筑之间的滑动方向与滑轨20的长度方向保持一致，通过手动推动安装台19沿滑轨20来回滑动即可模拟产生地震波中的横波；

振动台17还包括驱动装置，驱动装置设置在安装台19内，驱动装置用于驱动安装台19沿滑轨20来回滑动，从而模拟产生地震波中的横波，具体的，驱动装置采用步进电机，步进电机的输出轴上设有齿轮，底座18内设有齿条，齿条沿滑轨20的长度方向设置，步进电机的输出轴上的齿轮与齿条啮合。

进一步地，还包括电源开关21和启动开关22，电源开关21和启动开关22设置在底座18的外侧壁上，电源开关21用于振动台17的控制电路的通断电，启动开关22用于控制驱动装置的启停。

进一步地，底座18的底部四角分别设有支脚27，底座18的侧壁上设有铭牌23，支脚27的高度为可调节的，通过调整各个支脚27的高度即可调整整个振动台17的高度和水平度。

本实施例达到的技术效果为：振动台17结构简单，能够以手动驱动和电动驱动两种形式模拟产生地震波中的横波，由于地震具有很强的不确定性，采用手动驱动的方式来对地震力进行模拟更加接近真实情况。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

Claims (10)

1.一种建筑结构抗震试验演示装置，其特征在于，包括振动台(17)、传统建筑模型(1)、减震建筑模型(2)和隔震建筑模型(3)，所述传统建筑模型(1)、所述减震建筑模型(2)和所述隔震建筑模型(3)均安装在所述振动台(17)上，且所述传统建筑模型(1)、所述减震建筑模型(2)和所述隔震建筑模型(3)的顶部中心处分别设有第一透明水罐(24)、第二透明水罐(25)和第三透明水罐(26)；

所述传统建筑模型(1)包括多层传统单层建筑，相邻两层所述传统单层建筑之间互相滑动连接；

所述减震建筑模型(2)包括多层减震单层建筑，相邻两层所述减震单层建筑之间互相滑动连接，且相邻两层所述减震单层建筑之间设有粘滞阻尼器；

所述隔震建筑模型(3)包括隔震支座(15)和多层隔震单层建筑，相邻两层所述隔震单层建筑之间互相滑动连接，所述隔震支座(15)的底端与所述振动台(17)连接，所述隔震支座(15)的顶部与位于底层的所述隔震单层建筑的底部连接。

2.根据权利要求1所述的一种建筑结构抗震试验演示装置，其特征在于，所述隔震建筑模型(3)还包括支撑台(16)，所述隔震支座(15)的数量为四个，四个所述隔震支座(15)分别设置在位于底层的所述隔震单层建筑底部的四角，所述支撑台(16)的底部与所述振动台(17)顶部连接，所述支撑台(16)的顶部与位于底层的所述隔震单层建筑的底部滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种建筑结构抗震试验演示装置，其特征在于，所述传统建筑模型(1)包括第一传统单层建筑(4)、第二传统单层建筑(5)和第三传统单层建筑(6)，所述第一传统单层建筑(4)、所述第二传统单层建筑(5)和所述第三传统单层建筑(6)依次从下至上设置，所述第一透明水罐(24)设置在所述第三传统单层建筑(6)的顶部中心处；

所述减震建筑模型(2)包括第一减震单层建筑(7)、第二减震单层建筑(8)、第三减震单层建筑(9)、第一粘滞阻尼器(10)和第二粘滞阻尼器(11)，所述第一减震单层建筑(7)、所述第二减震单层建筑(8)和所述第三减震单层建筑(9)依次从下至上设置，所述第一减震单层建筑(7)和所述第二减震单层建筑(8)之间设有所述第一粘滞阻尼器(10)，所述第二减震单层建筑(8)和所述第三减震单层建筑(9)之间设有所述第二粘滞阻尼器(11)，所述第二透明水罐(25)设置在所述第三减震单层建筑(9)的顶部中心处；

所述隔震建筑模型(3)包括第一隔震单层建筑(12)、第二隔震单层建筑(13)、第三隔震单层建筑(14)，所述第一隔震单层建筑(12)、所述第二隔震单层建筑(13)、所述第三隔震单层建筑(14)依次从下至上设置，四个所述隔震支座(15)依次设置在所述第一隔震单层建筑(12)的底部的四角，所述支撑台(16)设置在所述第一隔震单层建筑(12)底部的中心处，所述第三透明水罐(26)设置在所述第三隔震单层建筑(14)的顶部中心处。

4.根据权利要求1所述的一种建筑结构抗震试验演示装置，其特征在于，所述传统建筑模型(1)、所述减震建筑模型(2)和所述隔震建筑模型(3)的高度相同。

5.根据权利要求1所述的一种建筑结构抗震试验演示装置，其特征在于，所述振动台(17)包括底座(18)和安装台(19)，所述安装台(19)滑动设置在所述底座(18)的顶部，所述传统建筑模型(1)、所述减震建筑模型(2)和所述隔震建筑模型(3)均设置在所述安装台(19)的顶部。

6.根据权利要求5所述的一种建筑结构抗震试验演示装置，其特征在于，所述振动台(17)还包括滑轨(20)，所述滑轨(20)水平设置在所述底座(18)的顶部，所述安装台(19)的底部与所述滑轨(20)滑动连接。

7.根据权利要求6所述的一种建筑结构抗震试验演示装置，其特征在于，所述振动台(17)还包括驱动装置，所述驱动装置设置在所述安装台(19)内，所述驱动装置用于驱动所述安装台(19)沿所述滑轨(20)来回滑动。

8.根据权利要求7所述的一种建筑结构抗震试验演示装置，其特征在于，还包括电源开关(21)和启动开关(22)，所述电源开关(21)和所述启动开关(22)设置在所述底座(18)的外侧壁上，所述启动开关(22)用于控制所述驱动装置的启停。

9.根据权利要求7所述的一种建筑结构抗震试验演示装置，其特征在于，所述驱动装置采用步进电机。

10.根据权利要求5所述的一种建筑结构抗震试验演示装置，其特征在于，所述底座(18)的底部四角分别设有支脚(27)，所述底座(18)的侧壁上设有铭牌(23)。