[实用新型]一种多自由度体系最大地震作用力的教学演示装置

说明书

本实用新型公开了一种多自由度体系最大地震作用力的教学演示装置，包括竖向支撑片、加速度计、底板；其中底板上安装两个结构相同的竖向支撑片，以等间距D2布置的个加速度计分别与两个竖向支撑片的内侧固定。本实用新型构建的结构体系结构简单、安装方便，可以作为教学中进行最大地震作用力的的演示装置，从而使学生对反应谱分析RSA方法和最大地震作用力有更直观更深刻的理解，起到很好的教学辅助作用。

技术领域

本实用新型涉及一种多自由度体系最大地震作用力的教学演示装置，属于土木工程领域。

背景技术

目前，对于可理想化为集中质量体系的结构地震分析，一般有两种方法，反应时程分析(RHA)方法和反应谱分析(RSA)方法。RHA方法是基于数值时间步进法，得到的结构等效地震荷载f(t)为时间的函数，RHA得到的结果固然精确，可是其所需要巨大的运算量也不必讳言；而且结构设计通常基于地震引起的反应持续时间段内内力和变形的峰值，因此对于多自由度体系，其峰值反应和最大地震作用力可以由RSA计算，所得到的估计值对于结构设计应用而言是足够精确的，而且它便于动力分析方法和现有的建筑抗震设计规范(GB50011-2010)中规定的地震设计力之间的比较，以此作为结构设计的依据。

而反应谱分析作为结构动力分析首选的近似计算方法，其引入的最大地震作用力是其核心概念。在结构动力学、振动力学等动力学课程的教学过程中，最大地震作用力的概念是十分抽象的，缺少一种能够把最大地震作用力直观地表现出来的方法，服务于动力学的教学，利于学生深刻理解反应谱分析方法，对于结构动力学理论与实际结构设计的结合有一定的参考意义。

发明内容

本实用新型提供了一种多自由度体系最大地震作用力的教学演示装置，以用于构建多自由度体系最大地震作用力的教学演示平台。

本实用新型的技术方案是：一种多自由度体系最大地震作用力的教学演示装置，包括竖向支撑片1、加速度计2、底板3；其中底板3上安装两个结构相同的竖向支撑片1，以等间距D2布置的j个加速度计2分别与两个竖向支撑片1的内侧固定。

所述竖向支撑片1竖向长度为D，单个加速度计2与竖向支撑片1接触的面的长度为D1，满足D＝j×(D1+D2)，D2≥2×D1。

所述竖向支撑片1采用钢片或者铝合金片，竖向支撑片1采用长方形结构且表面光滑，两片竖向支撑片1结构、尺寸相同。

所述竖向支撑片1的宽度满足：a＜宽度≤a+4mm；其中，a表示加速度计2与竖向支撑片1接触的面的宽度，加速度计2基于竖向支撑片1宽度方向居中布置。

所述竖向支撑片1的厚度取3～5mm。

所述加速度计2两端分别粘接到两竖向支撑片1的内侧。

本实用新型的有益效果是：本实用新型构建的结构体系结构简单、安装方便，可以作为教学中进行最大地震作用力的的演示装置，从而使学生对反应谱分析RSA方法和最大地震作用力有更直观更深刻的理解，起到很好的教学辅助作用。

附图说明

图1为本发明的整体结构模型图；

图2为本发明可理想化的集中质量原理示意图；

图3为本发明的整体结构模型立面图；

图4为本发明的整体结构模型侧视图；

图中各标号为：1-竖向支撑片、2-加速度计、3-底板。

具体实施方式

实施例1：如图1-4所示，一种多自由度体系最大地震作用力的教学演示装置，包括竖向支撑片1、加速度计2、底板3；其中底板3上安装两个结构相同的竖向支撑片1，以等间距D2布置的j个加速度计2分别与两个竖向支撑片1的内侧固定。