用于框架结构连续性倒塌装配式去柱装置

摘要

本发明提供了一种框架结构连续性倒塌装配式去柱装置。本发明的目的是为了解决目前进行建筑结构连续倒塌试验时传统去柱装置与结构分离时间太长而不能有效地反映结构动力效应的问题。本发明的装配式去柱装置包括机构柱装置和摆锺装置。所述机构柱装置包括支座、上杆、下杆、销轴和有机玻璃棒；所述的上杆和下杆通过销轴和有机玻璃棒连接；所述的上杆和支座通过销轴连接；所述的下杆和支座通过销轴连接。所述摆锺装置包括摆锺和带连接板横梁。摆锺和带连接板横梁通过销轴连接。本发明的装配式去柱装置的承载力不受限制且可重复使用。本发明可用于模拟建筑结构连续性倒塌时柱子瞬时失效，以真实反映建筑结构在连续性倒塌过程中的动力效应。

说明书

技术领域

本发明涉及瞬时去柱引起结构连续性倒塌，特别是涉及平面结构的由瞬时去柱引 起的倒塌试验研究。

背景技术

建筑结构在偶然荷载(如强震、撞击、爆炸、火灾等)作用下极有可能引起 竖向支撑构件(柱)的瞬间失效。当构件失效并退出工作后，受损区域形成不平 衡荷载，如果受损结构不能对不平衡荷载进行再分配再平衡就会引起结构连续性 倒塌的发生。竖向支撑构件瞬时失效引起的连续性倒塌中，结构的动力效应尤其 明显，如何在结构的倒塌试验中使构件瞬时失效，从而研究结构的动力效应是研 究结构倒塌的关键之一。

采用失效装置模拟结构支撑构件的瞬时失效是倒塌分析的重要途径。目前使 用的失效装置有采用冲击砌块和采用快速回缩气缸的活塞杆来模拟结构构件瞬 时失效。对于冲击砌块法，由于砌块之间摩擦较大，砌块与结构之间的分离时间 太长，结构的动力效应难以体现；对于气缸法，一方面由于气缸所能承受的荷载 有限，使得结构的尺寸不能太大，另一方面活塞杆回缩速度太慢使得结构动力效 应难以体现。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种承载力不受限制 且可重复使用，同时构件失效时间较快的去柱装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种框架结构连续性倒塌装配式去柱装置， 包括框架结构、支架，其特征在于，还包括机构柱装置和摆锺装置，其中，

所述机构柱装置装配在框架结构上，并在倒塌前承受竖向荷载；

所述摆锺装置通过其固定端安装于支架上，通过其运动端撞击机构柱促使机 构柱装置瞬时失效，框架结构从而发生连续性倒塌，见图8。

所述机构柱装置由支座1、下杆2、销轴3、易碎的有机玻璃棒4和上杆5组 成。

所述下杆2和支座1通过销轴3连接，位于机构柱装置下部，见图1；

所述上杆5和下杆2通过销轴3和有机玻璃棒4连接，位于机构柱装置中部，

见图1；

所述上杆5和支座1通过销轴3连接，位于机构柱装置上部，见图1。

所述支座1包括端板11和夹板12；

所述下杆2包括连接板21、端板22、钢筒23和夹板24；

所述上杆5包括下连接板51、端板52、钢筒53和上连接板54；

所述摆锺装置由摆锺6、带连接板横梁7和销轴3组成。

所述摆锺6和带连接板横梁7通过销轴3连接，将摆锺装置悬吊于合适位置， 使摆锺6下端与机构柱装置的中部对齐，见图8。

所述摆锺6包括H形短梁61、连杆62、端板63和夹板64；所述带连接板横 梁7包括连接板71、短梁72、连接板73。

进一步地，所述支座与所述下杆通过所述销轴连接。为了保证机构柱装置为 垂直状态，所述连接板与所述夹板之间的缝隙约为2mm；所述下杆与所述上杆 通过所述销轴和所述有机玻璃棒连接。为了保证机构柱装置为垂直状态，所述连 接板与所述夹板之间的缝隙约为2mm；所述支座与所述上杆通过销轴连接。为 了保证机构柱装置为垂直状态，所述连接板与所述夹板之间的缝隙约为2mm。

进一步地，所述摆锺与所述带连接板横梁通过销轴连接。为了避免摆锺晃动， 所述连接板与所述夹板之间的缝隙约为2mm。

进一步地，试验前把机构柱装置安装好以后，用摆锤装置撞击机构柱装置中 间部位剪断有机玻璃棒使机构柱装置快速转动并跌落下来，从而引发结构倒塌的 发生。

如上所述，本发明连续性倒塌装配式去柱装置能有效真实地反应结构的动力 效应，不受承载力的限制。此外，本发明可重复使用，节省材料，经济可行。机 构柱装置和摆锺装置的各构件可人工拆卸，以方便对装配式去柱装置进行维护与 维修。

附图说明

图1显示为本发明的机构柱装置立体示意图。

图2显示为本发明的摆锺装置立体示意图。

图3显示为本发明的机构柱装置中的支座立体示意图。

图4显示为本发明的机构柱装置中的下杆立体示意图。

图5显示为本发明的机构柱装置中的上杆立体示意图。

图6显示为本发明的摆锺装置中的摆锺立体示意图。

图7显示为本发明的摆锺装置中的带连接板横梁立体示意图。

图8显示为本发明整体安装示意图。

元件标号说明

1支座

11端板

12夹板

2下杆

21连接板

22端板

23钢筒

24夹板

3销轴

4有机玻璃棒

5上杆

51下连接板

52端板

53钢筒

54上连接板

6摆锺

61H形短梁

62连杆

63端板

64夹板

7带连接板横梁

71连接板

72短梁

73连接板

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，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发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图7。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、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 以限定本发明可实施的限定条件，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，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目 的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书 中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙 述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无 实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种机构柱装置，包括由两个支座1、一个下杆2、 一个上杆5、三个销轴3，以及一个有机玻璃棒4；

如图3所示，所述的支座1由一块端板11和两块夹板12焊接制成；

如图4所示，所述的下杆2由一个连接板21、两个端板22、一个钢筒23 和两个夹板24焊接制成；

如图5所示，所述的上杆5由一个连接板51、两个端板52、一个钢筒53 和两个夹板54焊接制成。

参考图1，所述机构柱装置由两个支座1、一个下杆2、一个上杆5通过三 个销轴3以及一个有机玻璃棒4组装而成，以及所述的支座1由钢板焊接制成， 所述的下杆2和上杆5由钢板和钢筒焊接制成，所述的销轴3由钢棒制成，使得 去柱装置能够承受较大荷载。所述支座1与所述下杆2通过销轴3连接。为了保 证机构柱装置为垂直状态，所述连接板21与所述夹板12之间的缝隙约为2mm； 所述下杆2与所述上杆5通过所述销轴3和所述有机玻璃棒4连接。为了保证机 构柱装置为垂直状态，所述连接板51与所述夹板24之间的缝隙约为2mm；所 述支座1与所述上杆5通过销轴3连接。为了保证机构柱装置为垂直状态，所述 连接板54与所述夹板12之间的缝隙约为2mm。各个元件拆装方便，且具备可 重复利用的特点，见图1。

本发明还提供了一种摆锺装置，如图2所示，包括由一个摆锺6、一个销轴 3，以及一个带连接板横梁7；

如图6所示，所述的摆锺6由一根H形短梁61、一根连杆62、一个端板63 和两块夹板64焊接制成；

如图7所示，所述的带连接板横梁7由两个连接板71、一个短梁72和一个 连接板73焊接制成。所述摆锺6与所述带连接板横梁7通过销轴3连接。为了 避免摆锺晃动，所述连接板64与所述夹板73之间的缝隙约为2mm。各个元件 拆装方便，且具备可重复利用的特点，见图2。

为配合连续性倒塌试验，本发明还提高了机构柱装置的使用方法，包括如下 步骤：

支座1、下杆2、上杆5、销轴3、摆锺6与带连接板横梁7在加工厂内进行 焊接制成所述机构柱装置的基本元件，见图3至图7。

参照图1，将两个支座1、一个下杆2、一个上杆5通过三个销轴3以及一 个有机玻璃棒4组装成所述机构柱装置。参照图2，将一个摆锺6、一个带连接 板横梁7通过一个销轴3组装成所述摆锺装置。

试验前，将机构柱装置组装之后安装至结构要去柱的部位，见图8。将摆锺 装置安装到与机构柱装置对应的部位，见图8。

试验时，将摆锺拉到相应位置冲击图1所示机构柱装置的有机玻璃棒部位剪 断有机玻璃棒，促使机构柱装置瞬时失效引发连续性倒塌。

综上所述，本发明装配式去柱装置具有较好的瞬时失效性，可有效反映结构 的动力效应；本发明装配式去柱装置可重利用，不受结构承载力的限制。所以， 本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度试验利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任 何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修 饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的 精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵 盖。