本发明模型中节点块俯视图；
[0036]图中:1立柱，2横梁，3楼板，4节点块。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图对本发明做进一步的说明:
[0038]梁柱节点4用于连接立柱及横梁，可沿立柱I调整位置，安装在任意高度。剖分式结构，各面均为安装面。尺寸为:60 X 54 X 54mm。所用螺栓为M8国际螺栓，强度等级不低于10.9级，配螺母及平垫片。当在结构上增添剪力墙板组装成框架剪力墙结构或筒中筒结构时，通过剪力墙连接板配件实现与周边横梁2或立柱I的连接。剪力墙连接板结构形式为板/剖分式夹紧块。
[0039]静力模型均为4X 3跨结构，每层层高均为0.5m，平面尺寸2m X 1.5m，除层数不一致结构外其他模型均4层高2m，层数不一致模型部分6层高3m。立柱主要技术参数:尺寸:Φ 25X 2;截面面积:I.45E-4(m2);抗弯刚度:2021.88(N.m2);横梁主要技术参数:尺寸:□ 20 X20X2；截面面积:I.44E-4(m2);抗弯刚度:1653.12(N.m2);支撑主要技术参数:尺寸:—25X 3 ；截面面积:7.50E-5 (m2)；楼板主要技术参数:尺寸:一500 X 500X2；截面面积:1.00E-3(m2);剪力墙主要技术参数:尺寸:—500 X 500X2；截面面积:1.00E-3 (m2)。利用作动器和分配梁对结构施加水平荷载，加载方式有顶部中间两点加载、顶部四点加载、三四层中间两点加载等多种组合方式，还可通过作动器拉压结合实现扭转力矩加载。通过位移传感器测量每一楼层位移，通过应变片(花)测量某些部位应变并通过应力状态计算应力，实测数据可与理论计算结果相对比，并对误差进行分析。
[0040]静力模型试验层数不一致模型可由框架结构改变得到。具体做法:将横向两榀框架立柱改用3m高立柱，高出部分增加横梁、楼板与之相连，即实现四六层层数不一致结构。
[0041]静力模型框架支撑结构可由框架结构改变得到。具体做法:沿加载方向在每层立柱间加人字形斜撑，用连接件件分别于两节点和横梁中点相连。
[0042]静力模型框架剪力墙结构可由框架结构改变得到。具体做法:将剪力墙板在框架结构外围梁柱之间用连接件固定。
[0043]静力模型筒中筒结构可由框架结构改变得到。具体做法:将剪力墙板在框架结构外围和核心处分别用连接件固定。
[0044]静力试验多种结构体系可由框架结构增减构件改变所得到，每种结构体系在相同加载条件下将会到的不同的试验结果，对结果进行分析对比将会加深对每种结构体系特点的认识，也增强了学生的动手能力。
[0045]动力试验框架结构模型分三种:
[0046](I)四层框架结构。由4根2m高立柱、16根横梁和4片楼板组成。
[0047](2)六层框架结构。由4根3m高立柱、24根横梁和6片楼板组成。
[0048](3)十层框架结构。由4根5m高立柱、40根横梁和10片楼板组成。
[0049]动力模型结构每层可安装16块质量块改变模型质量，层间可加人字形斜撑改变模型刚度。质量块和斜撑不同组合可得到不同的自振频率。
[0050]将动力模型固定在振动台上，外部敲击或者摇晃通过加速度传感器可测得结构基频;控制振动台输出高斯白振声，加速度传感器采集信号并做频谱分析可得结构的各阶频率;控制振动台输出与某一阶自振频率相同的正弦波，并在与结构楼板等高处布置位移传感器可测得结构该自振频率下的振型。
【主权项】
1.一种多种结构体系、多层、多跨的静力、动力试验模型，其特征在于，该静力、动力试验模型包括立柱(1)、横梁(2)、梁柱、节点块(4)、楼板(3)、剪力墙和人字形斜撑;所述的立柱(I)为不同长度的钢管，带底座，立柱(I)底端通过转接板与试验底板连接，根据需要组成不同模型；梁柱之间通过能够拆卸的节点块(4)连接;横梁(2)采用方管制作，通过节点块(4)固定在立柱(I)的任意高度，横梁(2)的层数、层高能够调节;楼板(3)水平放置，通过螺栓与四边的横梁(2)固定连接，通过螺栓安装配重块改变模型质量;剪力墙竖向放置，上下两侧通过螺栓与横梁连接，左右两侧通过侧边转接板与立柱(I)连接;倒置人字形斜撑下侧通过转接板连接固定在横梁(2)中间，上侧通过转接板分别与两节点块(4)固定连接;横梁(2)、楼板(3)、剪力墙均按模数冗余加工安装孔，通过选择安装连接件的数量及位置调整连接刚度； 静力、动力试验模型之间通过构件的安装与拆除实现四种结构的相互转化:改变横向两榀框架立柱(I)高度，高出部分通过横梁(2)、楼板(3)连接，得到试验层数不一致框架结构;沿加载方向在每层立柱(I)间加人字形斜撑，楼层上层的两节点块(4)和对应楼层下层的横梁(2)中点分别通过连接件相连，得到框架斜撑结构;将剪力墙板在框架结构外围梁柱之间用连接件固定，得到框架剪力墙结构;将剪力墙板通过连接件固定在框架结构外围和核心处，得到筒中筒结构。
【专利摘要】为了加深学生对多种结构体系的理解，改变目前本科生教学中缺少相关实验内容的现状，本发明提供一种多种结构体系、多层、多跨的静力、动力试验模型，用于静力状态下多种结构体系的比较和动力状态下动力特性的分析。该静力、动力试验模型包括立柱、横梁、梁柱、梁柱节点、楼板、剪力墙、人字形斜撑。通过框架结构的改变实现试验层数不一致框架结构、框架斜撑结构、框架剪力墙结构和筒中筒结构的相互转化。该发明可用于《建筑结构实验》、《建筑结构抗震》、《高层建筑结构设计》、《钢结构》等课程的日常教学。
【IPC分类】G09B23/10
【公开号】CN105590515
【申请号】CN201610059380
【发明人】陈廷国, 吴江龙, 徐康乾, 孙良君, 王四杰, 张震
【申请人】大连理工大学, 烟台大学, 烟台新天地试验技术有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年1月27日