[发明专利]一种复杂环境下建筑物抗震性能的模拟装置及分析方法

说明书

本发明涉及工程模拟技术领域，尤其涉及一种复杂环境下建筑物抗震性能的模拟装置及分析方法；包括分析主机、施震模块和地形模拟模块；摒弃现有技术中使用周期性的位移结构带动整体装置振动的方案，使用弹性的模拟地面，对地形进行模拟，进一步配合配重块实现所需振动的模拟，可以同时模拟横波、纵波的振动，在震动时观察地形的变化是否符合预期，提高了模拟的精准度，适合复杂情况下的真实模拟；使用实力装置敲击实现振动，振动带动弹性材料，振动更加真实，且可以连续敲击，比市面上任何振动模拟装置都更加真实；本装置成本低廉，适合推广使用，施加的振动可以通过施震模块调节，适合实验室和设计院使用。

技术领域

本发明涉及工程模拟技术领域，尤其涉及一种复杂环境下建筑物抗震性能的模拟装置及分析方法。

背景技术

结构抗震性能是指在地震作用下，结构构件的承载能力、变形能力、耗能能力、刚度及破坏形态的变化和发展。延性大的结构其抗震性能好，因为良好的延性使结构有更大的变形能力，塑性区的发展能有效耗散地震能量，从而减小地震反应。

现有技术的抗震模拟装置都是模拟单一方向上周期摆动的模拟装置，有的号称可以模拟横波和纵波的装置实际就是将一维振动叠加后，模拟二维的振动；

但是在实际地震的情况下，地面的振动形式类似水波，对于大型建筑物来说，地面的形状变化是不可忽略的，目前市面上还没有能够模拟出地面形变的模拟装置；虽然现在的数字技术很发达，可以在软件中模拟，但是软件毕竟是软件，在软件模拟成功后还是需要进行模型抗震实验，在这一环节，目前还需要填补空白。

发明内容

针对上述内容，为解决上述问题，本发明提供一种复杂环境下建筑物抗震性能的模拟装置及分析方法，使用弹性的模拟地面，对地形进行模拟，进一步配合配重块实现所需振动的模拟，可以同时模拟横波、纵波的振动，在震动时观察地形的变化是否符合预期，提高了模拟的精准度，适合复杂情况下的真实模拟。

一种复杂环境下建筑物抗震性能的模拟装置，包括分析主机、施震模块和地形模拟模块；其中：

地形模拟模块包括框架11、加固包围12、模拟地面13、配重块和振动检测器14；其中框架11顶部以及四壁的外部均安装加固包围12；框架11的四壁内表面设置有多个第一挂钩，第一挂钩密布整个内壁；模拟地面13为弹性板，四周设置有多个第二挂钩，模拟地面13通过第二挂钩连接在框架11内的第一挂钩上；

框架11底部内表面设置有多个振动检测器14，振动检测器14将检测的振动数据发送给分析主机；

施震模块包括L形架21、锤座23、板簧24和击锤22；其中锤座23固定安装到L型架21上，板簧24的一端固定在锤座23上，板簧24的另一端固定有击锤22；击锤22的另一侧安装有拉环，拉环与拉簧连接。

所述模拟地面13由多片正八边形的板块15拼接而成，其中板块15之间的使用弹簧16连接，且板块15之间能够发生垂直和水平的相对位移。

所述板块15底面粘贴不同重量的配重块。

所述的振动检测器14为距离检测器，每一个振动检测器14位于对应的一个板块15底面下方。

一种使用模拟装置进行建筑物抗震性能分析的方法，包括如下步骤：

步骤一、地形模拟；

根据需要的尺寸选择合适的板块15，再将板块15之间互相连接，然后根据所需模拟的地形，将模拟地面13外侧的第二挂钩挂接到框架11内的第一挂钩上，实现对所需地形和坡度的模拟；

步骤二、配重安装；

根据需要测试的建筑物的形状和重心制作在振动中不会被破坏的刚性模型；并在模拟地面13上设置引发振动的中心，并在板块15底部安装配重块，安装好以后，将刚性模型安装到模拟地面13上，并将连接处固定好；