[发明专利]一种模块化结构力学实验平台背景墙装置

说明书

本发明提供一种模块化结构力学实验平台背景墙装置，背景墙面板包括若干模块面板，若干模块面板沿横向依次拼接，相邻模块面板的一侧边拼接构成一整体面板；模块面板设有若干个等间距分布的螺栓孔，且螺栓孔之间的间距遵循模数要求，用于固定符合模块化设计的标准杆件的任何节点支座；背景墙面板设置于钢框架上，钢框架包括方钢管和柱脚连接件，方钢管沿横向和竖向相交连接组成支撑框架，柱脚连接件设置于支撑框架的竖向布置的方钢管底部；钢框架通过柱脚连接件固定于底座上，底座通过锚栓固定于实验场地的反力槽上。本发明用于固定杆件结构支座，为模数化实验设计和操作提供平台，便于拆装和可拼接拓展，实现多组实验教学同时开展。

技术领域

本发明涉及土木工程专业的教学和科研实验装置领域，具体地，涉及一种模块化结构力学实验平台背景墙装置。

背景技术

《结构力学》作为土木工程专业的核心课程，在整个专业知识体系当中起到承上启下的作用。经过多年的发展，结构力学的知识已形成了完备的理论体系。随着国家对高等教育重视程度的提高，少数高校尝试了将实践课程引入到结构力学课程的教育中来，这主要通过开展实验教学来实现。然而，这些实验教学通常基于两种形式的实验设备：一是基于材料力学实验设备，二是搭建了结构力学实验教学平台。在采用材料力学实验设备的条件下，实验教学项目通常局限于对单根杆件的实施。然而，结构力学的研究范畴囊括了杆系结构，因此仅基于材料力学实验设备的教学显然是不满足且不合适的。

一些高校尝试开发了结构力学实验教学平台，然而当前应用的实验平台通常存在着结构对象单一、实验功能局限、可操作性差等缺点。经检索发现，公告号为CN 102394020B的中国专利，提出了一种积木式平面结构力学性能万能实验台架，实验模型采用模块化设计，由于其横梁上设置了水平滑槽，所以杆件结构支座是通过螺栓固定于水平滑槽，有发生水平滑移的可能性，固定效果不宜得到保证；公告号为CN 104751704 B的中国专利针对平面杆系结构，提出了一种组合式多功能结构力学实验台架，然而其无法实现在任意节点设置结构支座；公告号为CN 104332086 B的中国专利提出了一种结构力学实验平台，可实现对空间三维杆系结构的实验研究，然而未涉及实验结构的模块化设计和拼装，也无法实现在任意节点设置结构支座；公告号为CN 101303813 A的中国专利提出了一种结构力学组合实验装置，但其只能在某些特定节点设置结构支座；公告号为103761910 B的中国专利提出了一种结构力学位移法实验装置，但只是针对特定的结构形式，然而未涉及实验结构的模块化设计和拼装，也无法实现在任意节点设置结构支座。

值得注意的是，相比于空间结构实验，平面结构实验更利于初学者对理论原理的学习和理解，并且结构力学课程以平面杆系结构作为重点介绍对象，因此，开展平面结构实验更易达到实验教学目的。

因此，针对平面杆件体系结构，设计一种构造简单、功能全面、模块化、可进行拓展拼接的结构力学实验背景墙装置，对于提高土木工程专业实践教育质量和推广模数化设计的概念具有重要的教育价值和较强的现实意义。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种模块化结构力学实验平台背景墙装置。

根据本发明提供一种模块化结构力学实验平台背景墙装置，包括：

背景墙面板，所述背景墙面板包括若干模块面板，若干所述模块面板沿横向依次拼接，相邻所述模块面板的一侧边拼接构成一整体面板；所述模块面板上设有若干个等间距分布的第一螺栓孔，且所述第一螺栓孔之间的间距遵循模数要求，用于固定符合模块化设计的标准杆件的任何节点支座；

钢框架，所述钢框架用于支撑所述背景墙面板；所述钢框架包括多个方钢管和多个柱脚连接件，多个所述方钢管沿横向和竖向相交连接组成支撑框架，所述柱脚连接件设置于所述支撑框架的竖向布置的所述方钢管底部；

底座，所述底座用于支撑所述钢框架，所述钢框架通过所述柱脚连接件固定于所述底座上，所述底座通过锚栓固定于实验场地的反力槽上，以防止整个装置的移动或侧翻。