[发明专利]一种刚度可调三向弹性支座

说明书

技术领域

本发明属于建筑结构物理试验技术领域，涉及模型底部边界约束的弹性支撑模拟，尤其是一种刚度可调的模型底部三向弹性支座。

背景技术

目前，在建筑结构物理模型试验中，模型设计一般不计下部基础的土结耦合效应，简单地将基底边界处理成固端约束，这种忽略基础与周围土体相互作用对模型上部结构的影响会导致某些环境激励下结构响应与真实值存在较大误差，从而给结构设计带来安全隐患；即便采用弹性支座对基底边界条件进行模拟时，也以竖向位移约束为主，忽略其他方向的约束条件；同时当需要模拟多种基底边界条件时，往往加工多个弹性支座，费时费力，造成材料浪费。针对这个问题，客观上需要研发一种装置来加以解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种刚度可调三向弹性支座，它不仅能同时模拟竖向位移和水平两向弯曲三个方向的约束，而且能调节三个方向的约束刚度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种刚度可调三向弹性支座，包括支座顶板、支座底板、导轨、滑块、垫片、螺母、弹簧、滑动铰支、外护筒，可同时模拟竖向位移和水平两向弯曲三个方向的支座约束；通过选用不同刚度系数的弹簧及改变滑块在导轨中的位置实现三个方向约束刚度的调节。

一种刚度可调三向弹性支座，包括支座顶板、支座底板、导轨、滑块、弹簧、外护筒，所述支座顶板下表面和支座底板上表面分别沿水平两个正交方向各固定若干条导轨，每条导轨均设有刻度线；

每条导轨内均开设有空槽，滑块的一端通过空槽的开口伸入空槽中，滑块的另一端伸出空槽外并固定在导轨上；伸出空槽外的滑块的底部开设有用于勾连弹簧一端的孔洞；通过该空洞，在支座顶板下表面与支座底板上表面的导轨中对应滑块之间设置弹簧连接；

上述部件组成的系统放置在外护筒内。

进一步，所述弹簧的刚度系数及滑块在导轨中的位置依据三个方向约束刚度的调节需求而确定。

所述支座顶板的四边布置滑动铰支，其在外护筒内壁沿竖向自由滑动，在不限制竖向位移变形和水平两向弯曲变形的同时固结了水平两向位移变形。

所述支座顶板下表面和支座底板上表面分别沿水平两个正交方向各固定四条导轨。

所述滑块通过垫片和螺母固定在导轨上。

与所述垫片和螺母配合的是伸出空槽外的滑块的一端上设置的螺纹。

所述滑块的横截面为T型。

使用时，外护筒固定在试验地面上，支座顶板与建筑结构物理试验模型基底连接。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：可同时模拟对建筑结构特性影响较大的基底竖向位移约束和水平两向弯曲约束，使得物理模型在试验中基底边界条件更加符合实际情况；通过弹簧规格的选择和导轨中滑块位置的调节可实现三个方向约束刚度的快速调节，即采用一个弹性支座便可实现不同基底约束条件的模拟，省时省力；同时本发明构造简单、加工方便，可在建筑结构物理试验模型的基底约束模拟中得到广泛应用，具有良好的市场前景。

附图说明

图1是本发明实施例结构俯视图。

图2是沿图1中所示I-I面的剖视图。

图3是本发明实施例中导轨的侧视图。

图中：1支座顶板；2支座底板；3导轨；4滑块；5垫片；6螺母；7弹簧；8滑动铰支；9外护筒。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

本发明一种刚度可调三向弹性支座，包括支座顶板1、支座底板2、导轨3、滑块4、垫片5、螺母6、弹簧7、滑动铰支8、外护筒9。

其中，在支座顶板1下表面和支座底板2上表面分别沿水平两个正交方向各固定四条导轨3，共计八条导轨3，每条导轨3上均设有刻度线；每条导轨3内均开设有空槽，滑块4的一端通过空槽的开口伸入空槽中，滑块4的另一端类似于螺栓伸出空槽外，其上具有螺纹并通过垫片5和螺母6固定在导轨上；伸出空槽外的滑块4的一端的底部开设有用于勾连弹簧7一端的孔洞；通过该空洞，在支座顶板1下表面与支座底板2上表面的导轨3中对应滑块4之间设置弹簧7连接。

上下八条导轨、八个滑块及四根弹簧形成具有上述结构的四个单元。

在支座顶板1的四边布置滑动铰支8；将上述部件组成的系统放置在外护筒9内。

可以选用横截面为T型的滑块4。

使用时，外护筒9固定在试验地面上，支座顶板1与建筑结构物理试验模型基底连接。

滑动铰支8可在外护筒9内壁沿竖向自由滑动，这样可以在不限制竖向位移变形和水平两向弯曲变形的同时固结了水平两向位移变形，保证了三向刚度模拟的正确性。