RU2654339C1 - Вибростенд для испытаний строительных конструкций на сейсмическую нагрузку - Google Patents
Вибростенд для испытаний строительных конструкций на сейсмическую нагрузку Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654339C1 RU2654339C1 RU2017109580A RU2017109580A RU2654339C1 RU 2654339 C1 RU2654339 C1 RU 2654339C1 RU 2017109580 A RU2017109580 A RU 2017109580A RU 2017109580 A RU2017109580 A RU 2017109580A RU 2654339 C1 RU2654339 C1 RU 2654339C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration
- frame
- brackets
- structures
- testing building
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000009435 building construction Methods 0.000 title description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
- G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table
- G01M7/04—Monodirectional test stands
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области строительства, а именно к стендам для испытаний строительных конструкций, моделей, фрагментов зданий и сооружений, а также самонесущих и ненесущих элементов и оборудования в их составе в виде стен, перегородок, навесных фасадов, инженерных систем и другого оборудования на динамические воздействия, характерные для явлений природного, природно-техногенного и техногенного характера, включая землетрясения, ветровые нагрузки и нагрузки от движущегося транспорта. Заявленный вибростенд для испытаний строительных конструкций на сейсмическую нагрузку включает смонтированную на основании каркасную систему из соединенных между собой стоек и ригелей, перекрытие, жестко закрепленный на нем источник вибрации инерционного действия и кронштейны для крепления моделируемых испытуемых образцов, при этом каркасная система выполнена в виде нижней и верхней жестких металлических рам, соединенных между собой вертикальными стойками через демпфирующие резиновые прокладки, при этом нижняя рама по периметру жестко смонтирована на основании, а перекрытие состоит из смонтированных на верхней раме поперечных двутавровых балок и прикрепленных к ним съемных плит, выполненных со сквозными отверстиями, обеспечивающими автономное крепление источника вибрации на одной из плит с возможностью приложения динамической нагрузки в двух горизонтальных взаимно ортогональных направлениях, и моделирующих кронштейнов для испытуемых образцов. Технический результат заключается в повышении надежности и в упрощении эксплуатации и ремонта. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно к стендам для испытаний строительных конструкций, моделей, фрагментов зданий и сооружений, а также самонесущих и ненесущих элементов и оборудования в их составе в виде стен, перегородок, навесных фасадов, инженерных систем и другого оборудования на динамические воздействия, характерные для явлений природного, природно-техногенного и техногенного характера, включая землетрясения, ветровые нагрузки и нагрузки от движущегося транспорта.
Известно устройство испытания углов сейсмостойких зданий со стенами и плитой перекрытия, содержащее тяги с траверсами и пригрузочными пружинами, силовозбудители и опоры. Устройство снабжено ударно-кулачковой виброплощадкой, размещенной в приямке, с четырьмя парами вертикально-установленных тяг, закрепленных к нижней раме виброплощадки, и качающимися траверсами сверху. Под траверсами расположены пригрузочные пружины на взаимно перпендикулярных стенах, снабженных силовозбудителями на опорных рамах, анкерами для закрепления краев плиты перекрытия. Под плитой перекрытия размещены шарнирные опоры, выполненные в виде качающихся стоек, с накладками для создания жестких связей между стенами и основанием (см. RU 2111471 С1, G01M 19/00, опубл. 20.05.1998).
Известен стенд для испытания моделей гидротехнических сооружений на сейсмическое воздействие, который содержит опорную пластину для жесткого крепления модели сооружения, гидроцилиндры для задания сейсмического воздействия на опорную пластину, гидродомкраты, которые посредством кронштейнов закреплены на ригеле и через нагрузочные штанги связаны с гидроцилиндрами, образуя единую систему для обеспечения динамического перемещения опорной пластины, а следовательно и основания модели в соответствии с моделируемым сейсмическим воздействием (SU 1838771 A3, G01M 10/00, Е02В 1/02, 30.08.1993).
Известен вибростенд испытательный, который включает станину, рабочую горизонтальную платформу, опоры, возбудители виброперемещений, систему гидроприводов и электрическую систему управления и измерения с датчиками измерения перемещения и ускорения. Стенд снабжен жесткой рамой, параллельной рабочей платформе, и Г-образными жесткими рычагами, средние точки которых шарнирно закреплены на основании, горизонтальные плечи рычагов соединены жесткими опорами с рабочей платформой, а вертикальные плечи соединены шарнирно с жесткой рамой, связанной шарнирно с возбудителем виброперемещений (RU 2248548 С1, G01M 7/06, опубл. 20.03.2005).
Наиболее близким является вибростенд для динамических испытаний, который включает каркасную конструкцию, выполненную в виде рамной пространственной конструкции из металлических прокатных элементов с жесткими и гибкими связями. Нижняя часть каркасной конструкции крепится к фундаментной плите или основанию. Один источник вибрации выполнен инерционным, съемным, с возможностью изменения частот генерируемых им динамических колебаний, который устанавливается на каркасной конструкции выше уровня фундамента или в пределах каркасной конструкции. (RU 1009258, G01M 7/06, опубл. 10.01.2011).
Недостатками всех известных конструкций являются сложность конструкции и отсутствие универсальности, устройство готовят для каждой конструкции отдельно, а также недолговечность, недостаточный срок службы, сложность их эксплуатации и ремонта.
Задачей, на решение которой направлено техническое решение, является создание надежного, относительно простого в эксплуатации и ремонте, универсального вибростенда для испытания натурных конструкций зданий и сооружений, фрагментов и составляющих их конструкций, и оборудования в различных условиях сейсмического воздействия.
Проблема решается таким образом, что в вибростенде для испытаний строительных конструкций на сейсмическую нагрузку, включающем каркасную систему, перекрытие, жестко закрепленный на нем источник вибрации инерционного действия и кронштейны для крепления моделируемых испытуемых образцов, согласно изобретению, каркасная система в виде нижней и верхней жестких металлических рам, соединенных между собой вертикальными стойками через демпфирующие резиновые прокладки. При этом нижняя рама по периметру жестко смонтирована на основании, а перекрытие состоит из смонтированных на верхней раме поперечных двутавровых балок и прикрепленных к ним съемных плит, выполненных со сквозными отверстиями, обеспечивающими автономное крепление источника вибрации на одной из плит, и моделирующих кронштейнов для испытуемых образцов. Каркасная система может быть выполнена из железобетона. Перекрытие вибростенда также может быть выполнено в виде железобетонных плит с возможностью приложения динамической нагрузки в двух горизонтальных взаимно ортогональных направлениях.
Предлагаемая конструкция вибростенда отличается от известной тем, что каркасная система вибростенда выполнена в виде нижней и верхней жестких металлических рам, соединенных между собой вертикальными стойками через демпфирующие резиновые прокладки. При этом нижняя рама по периметру жестко смонтирована на основании. Перекрытие состоит из смонтированных на верхней раме поперечных двутавровых балок и прикрепленных к ним съемных плит, выполненных со сквозными отверстиями с шагом и размером, обеспечивающими автономное крепление источника вибрации на одной из плит с возможностью приложения динамической нагрузки в двух горизонтальных взаимно ортогональных направлениях, и моделирующих кронштейнов для испытуемых образцов.
Предлагаемая конструкция вибростенда не имеет связей в своей системе, не требует устройства фундамента, может крепиться/опираться на ровную горизонтальную поверхность, дает возможность моделировать особое предельное состояние. Наличие полного каркаса позволяет проводить испытания как навесных, так и встраиваемых в каркас конструкций.
Техническое решение относится к испытаниям конструкций на динамические воздействия, характерные для явлений природного характера, включая землетрясения, посредством генерации искусственных колебаний с использованием специальных источников вибраций и передачи этих колебаний на испытуемые конструкции, оборудование и их крепления через элементы вибростенда, с последующим сбором, обработкой, анализом и публикацией данных, содержащих количественные и качественные оценки интегрированных показателей работы системы «здание - конструкция - оборудование» в виде частот, амплитуд колебаний, смещений элементов и узлов их соединений, а также таблиц с описанием характерных повреждений в зависимости от предельного состояния конструкции.
Железобетонный каркас с жестким и/или дискретным армированием, выполнен в виде верхней и нижней жестких рам, соединенных между собой стойками через демпфирующие резиновые прокладки. Это дает возможность регулировать податливость конструкции, увеличивая или уменьшая амплитуду колебаний верхнего пояса относительно нижнего, приближая тем самым испытания строительных конструкций на сейсмическое воздействие к соответствующим требованиям существующих нормативных документов.
Вибростенд представляет собой рамную конструкцию на фигуре, состоящую из верхнего 1 и нижнего 2 поясов, соединенных между собой стойками 3. При этом жесткость узлов соединения верхнего и нижнего поясов со стойками регулируется с помощью изменения характеристик резиновых прокладок 4. Нижний пояс крепится к силовому полу и остается неподвижным при работе вибростенда. К верхнему поясу крепятся плиты 5. Соединения плит с верхним поясом и между собой выполняется абсолютно жестким. В плитах предусмотрены технологические отверстия диаметром 20 мм с шагом 300 мм, предназначенные для монтажа испытуемых образцов 6.
На плиты перекрытия устанавливается инерционно-резонансная машина (вибромашина) 7, предназначенная для натурных исследований инженерных сооружений. Инерционная сила генерируется вращением дебалансов двух механически синхронизированных друг с другом блоков вибромашины, и направлена в горизонтальной плоскости. Инерциальная сила вибромашины на определенной частоте регулируется изменением количества дебалансов в блоках. Максимальное значение инерционной силы 1000 кН, диапазон регулирования частоты колебаний 0,5-20 Гц. Для изменения направления динамического воздействия на испытуемый объект, крепежные отверстия на плитах перекрытия предусматривают возможность изменения места установки вибромашины.
Динамическое воздействие, генерируемое вибромашиной, передается через плиты на верхний пояс. При этом происходит перемещение верхнего пояса относительно нижнего. Испытуемые объекты 8 крепятся на силовые элементы вибростенда, таким образом, чтобы условия эксперимента были подобны условиям работы конструкции (оборудования) во время ее эксплуатации при сейсмическом воздействии. Условия, которые немоделируются в процессе проведения эксперимента, необходимо учитывать при анализе полученных результатов.
Claims (3)
1. Вибростенд для испытаний строительных конструкций на сейсмическую нагрузку, включающий смонтированную на основании каркасную систему из соединенных между собой стоек и ригелей, перекрытие, жестко закрепленный на нем источник вибрации инерционного действия и кронштейны для крепления моделируемых испытуемых образцов, отличающийся тем, что каркасная система выполнена в виде нижней и верхней жестких металлических рам, соединенных между собой вертикальными стойками через демпфирующие резиновые прокладки, при этом нижняя рама по периметру жестко смонтирована на основании, а перекрытие состоит из смонтированных на верхней раме поперечных двутавровых балок и прикрепленных к ним съемных плит, выполненных со сквозными отверстиями, обеспечивающими автономное крепление источника вибрации на одной из плит с возможностью приложения динамической нагрузки в двух горизонтальных взаимно ортогональных направлениях, и моделирующих кронштейнов для испытуемых образцов.
2. Вибростенд по п. 1, отличающийся тем, что каркасная система выполнена железобетонной.
3. Вибростенд по п. 1, отличающийся тем, что перекрытие выполнено в виде железобетонных плит.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109580A RU2654339C1 (ru) | 2017-03-22 | 2017-03-22 | Вибростенд для испытаний строительных конструкций на сейсмическую нагрузку |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109580A RU2654339C1 (ru) | 2017-03-22 | 2017-03-22 | Вибростенд для испытаний строительных конструкций на сейсмическую нагрузку |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2654339C1 true RU2654339C1 (ru) | 2018-05-17 |
Family
ID=62153080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017109580A RU2654339C1 (ru) | 2017-03-22 | 2017-03-22 | Вибростенд для испытаний строительных конструкций на сейсмическую нагрузку |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2654339C1 (ru) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109738146A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-05-10 | 敦煌研究院 | 一种足尺寸夯土墙体地震台试验仿真连接测试方法 |
| CN110501130A (zh) * | 2019-09-21 | 2019-11-26 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种用于楼盖的动力计算分析和异常振动的诊断和治理方法 |
| CN110940475A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-03-31 | 同济大学 | 一种适用于振动台试验的保护支架及安装方法 |
| CN112611531A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-06 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 智能导钻井下工具振动试验工装 |
| CN114235584A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-25 | 太原理工大学 | 一种适用于测试筋土地震变形的多层位联动拉拔试验仪 |
| RU2769895C1 (ru) * | 2021-03-30 | 2022-04-07 | Валерий Владимирович Бодров | Платформа вибростенда |
| CN117191308A (zh) * | 2023-07-21 | 2023-12-08 | 广州大学 | 一种橡胶隔震支座性能检测装置及方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1838771A3 (ru) * | 1991-03-06 | 1993-08-30 | Гopбob Bлaдиmиp Aфahacьebич;_Kaпцah Aлekcahдp Дahилobич | СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МОДЕЛЕЙ" : ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ НА СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ 2 |
| RU2111471C1 (ru) * | 1996-07-19 | 1998-05-20 | Александр Михайлович Ливинский | Способ испытания углов сейсмостойких зданий и устройство для его реализации |
| WO1999054701A1 (en) * | 1998-04-20 | 1999-10-28 | Hobbs Gregg K | Multi-level vibration test system having controllable vibration attributes |
| RU100925U1 (ru) * | 2010-09-22 | 2011-01-10 | Рустам Тоганович Акбиев | Вибростенд для испытаний зданий и сооружений, их фрагментов, моделей-макетов, конструкций и оборудования на динамическую устойчивость и сейсмостойкость |
-
2017
- 2017-03-22 RU RU2017109580A patent/RU2654339C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1838771A3 (ru) * | 1991-03-06 | 1993-08-30 | Гopбob Bлaдиmиp Aфahacьebич;_Kaпцah Aлekcahдp Дahилobич | СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МОДЕЛЕЙ" : ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ НА СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ 2 |
| RU2111471C1 (ru) * | 1996-07-19 | 1998-05-20 | Александр Михайлович Ливинский | Способ испытания углов сейсмостойких зданий и устройство для его реализации |
| WO1999054701A1 (en) * | 1998-04-20 | 1999-10-28 | Hobbs Gregg K | Multi-level vibration test system having controllable vibration attributes |
| RU100925U1 (ru) * | 2010-09-22 | 2011-01-10 | Рустам Тоганович Акбиев | Вибростенд для испытаний зданий и сооружений, их фрагментов, моделей-макетов, конструкций и оборудования на динамическую устойчивость и сейсмостойкость |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109738146A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-05-10 | 敦煌研究院 | 一种足尺寸夯土墙体地震台试验仿真连接测试方法 |
| CN109738146B (zh) * | 2019-03-08 | 2023-05-09 | 敦煌研究院 | 一种足尺寸夯土墙体地震台试验仿真连接测试方法 |
| CN110501130A (zh) * | 2019-09-21 | 2019-11-26 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种用于楼盖的动力计算分析和异常振动的诊断和治理方法 |
| CN110501130B (zh) * | 2019-09-21 | 2020-11-20 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种用于楼盖的动力计算分析和异常振动的诊断和治理方法 |
| CN110940475A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-03-31 | 同济大学 | 一种适用于振动台试验的保护支架及安装方法 |
| CN112611531A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-06 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 智能导钻井下工具振动试验工装 |
| RU2769895C1 (ru) * | 2021-03-30 | 2022-04-07 | Валерий Владимирович Бодров | Платформа вибростенда |
| CN114235584A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-25 | 太原理工大学 | 一种适用于测试筋土地震变形的多层位联动拉拔试验仪 |
| CN117191308A (zh) * | 2023-07-21 | 2023-12-08 | 广州大学 | 一种橡胶隔震支座性能检测装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2654339C1 (ru) | Вибростенд для испытаний строительных конструкций на сейсмическую нагрузку | |
| Wu et al. | Shake table testing of a base isolated model | |
| Dashti et al. | Development of dynamic centrifuge models of underground structures near tall buildings | |
| Memari et al. | Full-scale dynamic testing of a steel frame building during construction | |
| Roia et al. | Dynamic tests on an existing rc school building retrofitted with “dissipative towers” | |
| Ramos et al. | Operational modal analysis for damage detection of a masonry construction | |
| RU100925U1 (ru) | Вибростенд для испытаний зданий и сооружений, их фрагментов, моделей-макетов, конструкций и оборудования на динамическую устойчивость и сейсмостойкость | |
| CN212340590U (zh) | 一种模拟隧道列车振动荷载的装置 | |
| Sharma et al. | Shaking table test of a half-scale three-story non-ductile RC building subjected to near-fault ground motions: Experimental and numerical modeling | |
| Watakabe et al. | A study on the behavior of seismically engineered ceiling systems of large open structures subjected to earthquake excitations | |
| Roik et al. | A concept for fixing “heavy” façades in seismic zones | |
| Lim et al. | Influence of simultaneous multi-axial ground excitation and a compliant base on the response of a non-structural component with multiple supports | |
| Xiong et al. | Seismic performance of bolt-connected fully assembled concrete modular construction by full-scale shaking table test | |
| Nakaso et al. | Seismic control with tensioned cables for suspended ceilings | |
| Shen et al. | Seismic tests of a mixed-use residential and commercial building using a novel shaking table | |
| Ribakov et al. | Experimental methods for selecting base isolation parameters for public buildings | |
| Penner et al. | Shake table study on out-of-plane dynamic stability of unreinforced masonry walls | |
| Vratsikidis et al. | Soil mass participation in soil-structure interaction by field experiments in EuroProteas | |
| Genes et al. | Building monitoring for seismic risk assessment (II): Instrumental testing of RC frame structures and analytical reinterpretation of response characteristics | |
| Manos et al. | Dynamic and earthquake response of model structures at the Volvi–Greece European test site | |
| RU2111471C1 (ru) | Способ испытания углов сейсмостойких зданий и устройство для его реализации | |
| Козинец et al. | Dynamic characteristics of a reinforced concrete frame under vibration load conditions | |
| Ditommaso et al. | Preliminary results in the design and testing of earthquake-proof glass-aluminium partition walls | |
| RU167144U1 (ru) | Стенд для испытания строительных конструкций | |
| RU142607U1 (ru) | Электромеханический имитатор сейсмического импульса |