[发明专利]一种城墙人防工事上部荷载传递系数测定模型及方法

权利要求书

1.一种城墙人防工事上部荷载传递系数测定方法，其特征是，包括测定模型，所述测定模型包括应变仪(8)和目标城墙的缩尺模型，所述缩尺模型包括城墙墩台(1)、城墙墙体(2)、砖砌拱(3)，所述城墙墙体(2)设于城墙墩台(1)上方，所述砖砌拱(3)设于城墙墩台(1)与城墙墙体(2)之间；

砖砌拱(3)底部设有千斤顶(5)，城墙墙体(2)顶部设有荷载加载装置(10)，城墙墙体(2)内部设有传力柱(6)或/和土压力盒(7)，所述应变仪(8)与传力柱(6)或/和土压力盒(7)电性连接；

测定方法包括如下步骤：

通过千斤顶(5)向砖砌拱(3)施加纵向支撑力，维持砖砌拱(3)纵向零位移，通过荷载加载装置(10)向城墙墙体(2)施加纵向载荷，所述纵向载荷逐渐增大至砖砌拱(3)发生破坏；在砖砌拱(3)发生破坏之前，通过传力柱(6)或/和土压力盒(7)获取由纵向载荷传递至城墙墙体(2)内的应力；通过应变仪(8)提取所获取的应力，基于所提取的应力绘制所述纵向载荷在城墙墙体(2)内的传递规律曲线；以获取缩尺模型的荷载传递系数；

按照缩尺模型与目标城墙的缩尺比例，由缩尺模型的荷载传递系数推导出目标城墙人防工事上部的荷载传递系数；

基于目标城墙人防工事上部的荷载传递系数，求取目标城墙人防工事顶部的荷载；

基于目标城墙人防工事顶部的荷载，求取目标城墙人防工事的内力，所述内力包括弯矩、剪力、轴力。

2.根据权利要求1所述的城墙人防工事上部荷载传递系数测定方法，其特征是，传力柱(6)或/和土压力盒(7)不少于两个且在竖直方向上等距分布。

3.根据权利要求1所述的城墙人防工事上部荷载传递系数测定方法，其特征是，还包括压合于城墙墙体(2)与荷载加载装置(10)之间的硬质板材，所述硬质板材包括钢板(9)。

4.根据权利要求1所述的城墙人防工事上部荷载传递系数测定方法，其特征是，还包括压合于砖砌拱(3)与千斤顶(5)之间的硬质拱架，所述硬质拱架包括钢拱架(4)。

5.根据权利要求1所述的城墙人防工事上部荷载传递系数测定方法，其特征是，所述荷载加载装置(10)为线性堆载加载装置，所述线性堆载加载装置包括施加有线性注入水荷载的水桶。

6.根据权利要求1所述的城墙人防工事上部荷载传递系数测定方法，其特征是，

所述弯矩，其表达式如下：

所述剪力，其表达式如下：

所述轴力，其表达式如下：

式中，θ为目标城墙人防工事截面某点处轴线的切线与水平线所夹的锐角，M(θ)为θ角度处的弯矩，Q(θ)为θ角度处的剪力，N(θ)为θ角度处的轴力，R为目标城墙人防工事的半径，q为目标城墙人防工事顶部的荷载，K₁(θ)为人防工事不同截面强度抗弯折减系数，K₂(θ)为人防工事砌体粘结力抗剪强度折减系数，K₃(θ)为人防工事砌体结构轴心抗压强度折减系数。