[发明专利]跨断层作用下建筑物结构抗断裂能力试验模拟装置及方法

说明书

本发明公开了跨断层作用下建筑物结构抗断裂能力试验模拟装置及方法，它由锚杆、钢板和建筑物模型组成；锚杆分为直杆段和螺旋段，用于连接基础埋入地下；锚杆的直杆段埋入破裂层，螺旋段埋入基岩层；钢板埋入破裂层，使锚杆穿入用于固定锚杆，地表破裂时也能分担部分横向力和竖向力。本发明的优点在于：锚杆装置施工简单，直径较细，造价低，安装方便；锚杆下部为螺旋段，使锚杆更容易穿入土层，而且增加了锚杆与岩石层的接触面积，从而增大了摩阻力，地表破裂时更有利于减少建筑物的竖向位移及不均匀变形；钢板焊接四个锚杆形成类似“桩基础”效应，不仅固定了锚杆，地表破裂时更有利于减少建筑物的位移和位移差导致的过大附加内力。

技术领域

本发明属于建筑地震工程技术领域，具体涉及跨断层作用下建筑物结构抗断裂能力试验模拟装置及方法。

背景技术

破坏性地震通常会形成较强烈的地面振动使得其上建筑物遭到破坏，并且强震岩体错动贯通地表导致其上建筑物被错断破坏，这两者分别被称为强震地震动效应和强震地表破裂效应。

大量历史实例表明，震源在地表的表现是断层，产生地震的主要根源是活动断层的突发错动。据相关统计地震时90％的人员伤亡是由各种建筑物倒塌造成的。活断层作用下产生的“瞬时”或“快速”地表破裂，为强震地表破裂，简称地表破裂。地表破裂特征是指地表破裂运动引起地面建筑物自然破坏的组合形式及其发生、发展的震害效应，是地震地质灾害中的一类。地表破裂事件中的地面变形地质灾害是指地表面的岩土体在人为的或自然的地质作用下产生变形，导致地面或建筑物毁损，造成经济损失或人员伤亡的事件。强烈的地震一般会引发地表的破裂，而且地震时沿断层带的建筑破坏最严重，人员伤亡也明显地大于断层两侧的区域，所以在城市化发展较高的建筑人口密集地区会有许多方案和措施来保证建筑结构“大震不倒，中震可修，小震不坏”，以避免或降低生命财产损失。

目前没有施工简单的措施能够减少地表破裂区域上部建筑物的破坏。

发明内容

本发明所为了解决背景技术中存在的技术问题，目的在于提供了跨断层作用下建筑物结构抗断裂能力试验模拟装置及方法，较好地解决了一定条件下现有措施存在的上述缺陷。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：

跨断层作用下建筑物结构抗断裂能力试验模拟装置，包括：建筑物模型，所述建筑物模型包括：建筑物模型上层结构和多个建筑物模型基础，所述建筑物模型基础固定所述建筑物模型上层结构；其特征在于，还包括：多个锚杆和多个钢板；所述钢板竖向间隔分布；

所述钢板上开设有多个锚杆适配孔，所述锚杆穿过锚杆适配孔后，其锚杆顶部与建筑物模型基础钢混链接，其锚杆外壁与锚杆适配孔焊接。

进一步，所述锚杆包括：直杆段和螺旋段，所述直杆段和螺旋段之间焊接成一体。

进一步，所述锚杆适配孔矩阵式的分布在钢板上。

进一步，所述钢板间隔分布在所述直杆段。

进一步，分布在钢板上的锚杆适配孔的数量为四。

跨断层作用下建筑物结构抗断裂能力试验模拟方法，应用于上述任一所述的跨断层作用下建筑物结构抗断裂能力试验模拟装置，其特征在于，所述方法包括：

在下盘基础、逆断层地裂缝和上盘基础区域内构建所述建筑物模型；

在钢板上开设有多个锚杆适配孔，所述锚杆的直杆段穿过锚杆适配孔后，其锚杆外壁与锚杆适配孔焊接，形成固定结构；

把固定结构分别钢混连接在位于下盘基础区域的建筑物模型基础和位于上盘基础区域的建筑物模型基础上；

把固定结构中钢板和锚杆的直杆段埋入破裂层，把锚杆的螺旋段安装在基岩层。

进一步，所述锚杆由实钢材质制成。