本發(fā)明涉及一種隔震結構動力特性水平推移測試裝置及其測試方法。

背景技術：

隔震技術是減少工程結構地震反應、減輕地震破壞的一種新技術，隔震結構的動力特性研究具有深遠的實際意義?，F有技術有以下缺陷：（1）研究較多停留在有限元數值模擬層次，缺少對基礎隔震建筑在現場試驗下得到的性態(tài)反饋；（2）現有動力測試水平位移的推移值較小，上部結構只能做緩慢的單向自由運動；（3）初位移的卸載主要依靠液壓同步缸（千斤頂）的緩慢卸載完成，不能夠較真實地反映隔震結構的實際抗震性能以及隔震層的自動復位過程。

技術實現要素：

鑒于現有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種隔震結構動力特性水平推移測試裝置及其測試方法，不僅結構設計合理，而且高效便捷。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：一種隔震結構動力特性水平推移測試裝置，包括反力墻，所述反力墻設置在隔震結構旁側，所述隔震結構由具有隔震層的建筑物形成，所述隔震層包含從下而上設置的隔震支座、隔震支柱以及隔震梁板，所述隔震支柱與反力墻之間設置有至少一根頂桿，所述頂桿內設置有用以放置炸藥的安裝孔。

優(yōu)選的，所述頂桿的旁側設置有若干沙袋。

優(yōu)選的，所述頂桿采用素混凝土頂桿。

優(yōu)選的，所述隔震支柱上設置有位移計。

優(yōu)選的，所述隔震層的上部設置有若干樓層，每層所述樓層的角落均設置有信號采集點，每個所述信號采集點處均設置有至少兩個傳感器。

優(yōu)選的，所述隔震層的下部設置有地下室獨立柱。

優(yōu)選的，所述隔震支座采用鉛芯橡膠隔震支座或天然橡膠隔震支座。

一種隔震結構動力特性水平推移測試裝置的測試方法，包括上述任意一項所述的隔震結構動力特性水平推移測試裝置，包含以下步驟：

（1）利用液壓千斤頂置于隔震支柱與反力墻之間，將建筑物推開一定水平位移，再利用頂桿代替液壓千斤頂支撐已被推開的建筑物，取出液壓千斤頂；

（2）對頂桿瞬間爆破卸載使得建筑物作一次性單向自由振動。

與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1）本發(fā)明實現了隔震結構中隔震層以上部位的結構較大的位移推移值，特別是基礎隔震結構，而且在具有鉛芯橡膠隔震支座時，能夠保證鉛芯橡膠隔震支座中的鉛芯充分參與工作，工作人員肉眼能夠直觀的檢驗隔震支座在較大變形情況下的工作性能，彌補了現有技術在用初位移法研究隔震結構時位移推移值過小導致獲得的結構動力特性準確性不足的缺點；

2）本發(fā)明在卸載方式上進行了較大的改進，能夠使得隔震結構中隔震層以上部位的結構在短時間內迅速復位，彌補了現有技術在進行試驗時，隔震結構中隔震層以上部位的結構的位移卸載復位緩慢、不夠真實的不足。

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的構造示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例的構造示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例頂桿的構造示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例沙袋布置的平面構造示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例沙袋布置的剖面示意圖。

圖6為本發(fā)明實施例位移計的布置圖。

圖7為本發(fā)明實施例傳感器的西側豎向布置示意圖。

圖8為本發(fā)明實施例傳感器的東側豎向布置示意圖。

圖9為本發(fā)明實施例傳感器的平面布置示意圖。

圖中：1-反力墻，2-隔震層，201-隔震支座，202-隔震支柱，203-隔震梁板，3-頂桿，301-安裝孔，4-沙袋，5-位移計，6-傳感器，7-地下室獨立柱，8-液壓千斤頂。

具體實施方式

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

如圖1~9所示，一種隔震結構動力特性水平推移測試裝置，包括反力墻1，所述反力墻1設置在隔震結構旁側，所述隔震結構由具有隔震層2的建筑物形成，所述隔震層2包含從下而上設置的隔震支座201、隔震支柱202以及隔震梁板203，所述隔震支柱202與反力墻1之間設置有至少一根頂桿3，所述頂桿3內設置有用以放置炸藥的安裝孔301；所述頂桿3的一端頂在隔震支柱202上，所述頂桿3的另一端頂在反力墻1上。

在本發(fā)明實施例中，所述頂桿3的旁側設置有若干沙袋4，所述沙袋4的作用是在引爆頂桿3的瞬間減少頂桿3殘身飛濺可能對周圍產生的破壞。

在本發(fā)明實施例中，所述頂桿3采用素混凝土頂桿；所述素混凝土頂桿是按照頂桿3的標準尺寸制作，采用c35混凝土，長寬高尺寸為800mm×180mm×180mm；在混凝土頂桿的縱軸線位置上預留三個直徑為20mm、高度為120mm的安裝孔301，所述安裝孔301的作用是安裝瞬間爆破所需的乳化炸藥，優(yōu)選的，每座所述反力墻1上配置三根頂桿3。

在本發(fā)明實施例中，所述隔震支柱202上設置有位移計5。

在本發(fā)明實施例中，所述隔震層2的上部設置有若干樓層，每層所述樓層的角落均設置有信號采集點，每個所述信號采集點處均設置有至少兩個傳感器6；水平初位移條件下試驗的傳感器6包括加速度傳感器和速度傳感器兩種，都采用dh610型磁電式振動傳感器，通過調節(jié)傳感器6自身提供的檔位，可以實現加速度檔位與速度檔位之間的自由切換，在液壓千斤頂8推移過程以及爆破卸載后的傳感器6布置與環(huán)境激勵條件下的布置方式相同；在爆破前先采集一段時間的脈動時程，確認周圍環(huán)境無異常后，將x向的加速度傳感器換擋至速度傳感器，并將其方向轉為y向，爆破瞬間的傳感器自身對應型號以及測試時的編號與對應的位置如表。

在本發(fā)明實施例中，所述隔震層2的下部設置有地下室獨立柱7。

在本發(fā)明實施例中，所述隔震支座201采用鉛芯橡膠隔震支座或天然橡膠隔震支座，所述隔震支座201采用鉛芯橡膠支座或天然橡膠隔震支座201，所述鉛芯橡膠支座與天然橡膠隔震支座201混合布置。

在本發(fā)明實施例中，一種隔震結構動力特性水平推移測試裝置的測試方法，包括上述任意一項所述的隔震結構動力特性水平推移測試裝置，包含以下步驟：

（1）利用液壓千斤頂8置于隔震支柱202與反力墻1之間，將建筑物推開一定水平位移，再利用頂桿3代替液壓千斤頂8支撐已被推開的建筑物，取出液壓千斤頂8；

（2）對頂桿3瞬間爆破卸載使得建筑物作一次性單向自由振動；該次單向自由振動由傳感器6記錄并傳遞給數據分析系統(tǒng)進行分析。

在本發(fā)明實施例中，所述液壓千斤頂8的極限載荷重量為600kn，優(yōu)選的，所述液壓千斤頂8的個數為十二個，液壓泵通過橡膠油管與每個液壓千斤頂8連通，通過控制液壓千斤頂8的回油和出油，實現加載和卸載。

在本發(fā)明實施例中，dhdas動態(tài)信號測試分析系統(tǒng)是此次試驗運用到的重要數據采集軟件之一，dhdas動態(tài)信號測試分析系統(tǒng)是由多通道數據采集箱、計算機及相關軟件組成?？梢钥焖贉y量大型建筑結構、模型的瞬間動態(tài)振動問題；在試驗前，將各個樓層的傳感器6連接線連接到控制中心的數據采集箱，將數據采集箱連通至計算機中心；打開計算機中的dhdas數據采集軟件，設置好測試參數，其中采樣頻率選擇1khz，采樣方式為連續(xù)采集方式，觸發(fā)方式為自由采集，信號采集點有八處，每個測試點安放兩個傳感器6，分別測量速度與加速度信號。

在本發(fā)明實施例中，揚州晶明動態(tài)采集分析系統(tǒng)是一款集信號調試及數據采集分析的多功能動態(tài)信號測試分析系統(tǒng)，試驗將利用該系統(tǒng)測試隔震結構中隔震層2以上部位的結構的位移變化情況，將檢測的位移計5連通到采集器主機，最終將位移信號傳遞至計算機，在計算機中的揚州晶明動態(tài)采集軟件將能夠實時觀測現場測試的位移變化情況。

在本發(fā)明實施例中，在試驗后續(xù)的數據處理過程中，應用到了東華測試公司的dhma模態(tài)分析軟件，對該棟建筑推移測試所采集得到的數據進行了分析，dhma模態(tài)分析軟件是采用vc++編寫而成的一套后處理式的模態(tài)分析軟件，它是基于windows系統(tǒng)的計算機操作環(huán)境，這套軟件可以分析隔震結構的振型、自振頻率和阻尼比等模態(tài)參數，試驗測得的建筑動態(tài)響應可通過軟件的三維結構模型的建模得以展現；本軟件一共有兩個大的模塊：頻響函數的模態(tài)分析（測力算法分析）和環(huán)境激勵狀態(tài)下的模態(tài)分析（不測力算法分析）；本次試驗中的環(huán)境激勵條件下的動力特性分析將選擇不測力算法分析結構的模態(tài)參數，在初位移條件下，將采用測力算法分析結構的動力特性。

在本發(fā)明實施例中，本測試方法是嘗試通過測得的真實結構響應數據，獲得隔震結構在環(huán)境激勵條件和水平初位移條件下的自振特性，包括前三階自振周期、阻尼比以及振型，加速度與速度時程曲線，來反應基礎隔震結構的特性；隔震結構能夠很好的控制結構響應，展現良好的抗震性能，可以將位移、加速度控制的很小，隔震結構耗散大部分地震能量，從而避免地震破壞，結構整體響應變?yōu)槠絼?，從而增加舒適度，不會像普通結構越高層晃的越厲害，建筑中的家具等不易掉落，從而降低地震損失等。

本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可以得出其他各種形式的隔震結構動力特性水平推移測試裝置及其測試方法。凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。