一种建筑群连续倒塌的机理展示模型的制作方法

本实用新型涉及建筑领域，具体涉及一种建筑群连续倒塌的机理展示模型。

背景技术：

随着社会的发展，城市化的进程，建筑物越来越多，甚至出现超饱和开发，大部分人还未意识到一味的追求金钱利益、毫无节制或规划的大兴土木对环境的影响。

现有的针对上述情况的警示一般采用书本文字的形式进行宣讲，其效果不佳，无法直观的向建筑业从业人员、开发商或政府决策者的相关人员提出警示，警示力度不够、趣味性不强且宣讲效果不佳。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的问题，提供一种建筑群连续倒塌的机理展示模型。

本实用新型的一种建筑群连续倒塌的机理展示模型，包括操作平台、驱动单元、植物单元、地基单元和建筑物模拟单元；所述驱动单元和植物单元设于操作平台上，所述建筑物模拟单元设于地基单元上；所述操作平台上设有支撑桩，所述地基单元架设于操作平台上并设于支撑桩上；

所述驱动单元包括壳体、滑移轨道、传送箱和触发弹；所述壳体包括传送通道，所述滑移轨道与传送通道连通，所述传送箱通过传送装置在传送通道内往复运动；所述传送箱对应滑移轨道设有传送开口，所述传送开口与触发弹相适配；所述传送装置为弹性连接件或升降装置；第一状态下，触发弹设于传送箱内并随传送箱运动状态一致；第二状态下，触发弹从传送箱内移动到滑移轨道端部；第三状态下，触发弹沿滑移轨道滚动；

所述植物单元包括支撑单元和设于支撑单元上的仿生植物；所述支撑单元为通过连线连接的多米诺骨牌组成的多米诺骨牌列阵；所述仿生植物固定设于多米诺骨牌上；相邻的多米诺骨牌质量比为1：1.1-1.5；

所述地基单元包括地基箱体，所述地基箱体的底板倾斜于水平面设置；所述地基箱体上表面设有若干开口，所述开口与建筑物模拟单元相适配；所述地基箱体侧面铰接有挡板，所述挡板与多米诺骨牌通过拉线连接；所述地基箱体内填充有水土模拟层；

所述建筑物模拟单元包括建筑物模型和建筑基座，建筑基座包括支撑柱和支撑板，所述支撑柱设有至少两个，所述支撑板至少设有一个；所述至少一个支撑柱设于地基箱体开口处的水土模拟层上；所述多米诺骨牌列阵一端与滑移轨道相适配，一端与挡板通过拉线连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述支撑桩为若干个硬币贴合组成；所述支撑桩设有至少两个，所述支撑桩通过拉绳与建筑物模型绷紧连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述操作平台为框形结构；所述操作平台的底板形状为矩形。

作为本实用新型的进一步改进，所述传送通道内侧设有与传送箱相适配的限位凸起。

作为本实用新型的进一步改进，所述壳体底板上设有活动限位器，所述活动限位器与传送箱相适配。

作为本实用新型的进一步改进，所述传送箱与传送通道的宽度一致；传送箱宽度大于触发弹的直径。

作为本实用新型的进一步改进，所述相邻大小的多米诺骨牌质量比为1： 1.3，所述多米诺骨牌设有至少二十六个；所述多米诺骨牌长宽厚比例 4-5:3-4:1；所述多米诺骨牌顶部粘有仿生植物；相邻多米诺骨牌的几何体积之比与相邻多米诺骨牌的质量比相同。

作为本实用新型的进一步改进，所述水土模拟层为若干个球形填充物组成，所述地基箱体内设有若干竖向挡板。

作为本实用新型的进一步改进，所述至少一个支撑柱设于地基箱体上表面上。

本实用新型还提供了一种的建筑群连续倒塌的机理展示模型的实施方法，包括以下步骤：

步骤一：将传送装置将传送箱临时固定于利益驱动屋壳体底部。

步骤二：传送箱包括上设有放置开口，通过微小扰动，可为轻微碰撞、手动调节或电动调节手段，使得触发弹进入到传送箱；在此过程中触发弹撞击了传送箱，当传送装置为弹性连接件时，直接通过触发弹触动临时限位凸起并通过弹性回复力将传送箱沿传送通道向上运动，当传送装置为升降装置时，传送装置通过弹性变形能量，将传送箱沿传送通道向上运动；同时触动风车由慢变快启动，此时触发弹处于第一状态下，触发弹设于传送箱内并随传送箱运动状态一致。

步骤三：传送箱的传送开口与滑移轨道对接，此时触发弹达到第二状态下，触发弹从传送箱内滚动到滑移轨道端部。

步骤四：触发弹沿滑移轨道滚动；即触发弹处于第三状态下，当触发弹到达滑移轨道底端时，撞击到植物单元的支撑单元，即多米诺骨牌列阵的首个多米诺骨牌；其它多米诺骨牌依次在连线拉力作用下，发生连续倒塌，从而通过多米诺效应，实现能量放大，支撑单元相继倒塌，即显示为植物单元被破坏。

步骤五：当最后一块多米诺骨牌倒下时，其上设置的拉线张拉地基箱体上的可滑动挡板，可滑动挡板在一般状态下与地基箱体的侧壁形成可调节的封闭状态，可滑动挡板其在拉力作用下挡板滑动打开，水土模拟层沿倾斜设置的底板从挡板开口向外流出，模拟出水土流失的效果，随着箱体内水土模拟层的不断流出，箱体内水土模拟层的上表面下沉，从而成功模拟地基沉陷的效果。

步骤六：当水土模拟层不断流出时，致使建筑物的支撑柱随之下沉，整个建筑沿着沉陷方向倾斜，随着倾斜角度加大，建筑物倒塌，为使建筑物模拟单元的建筑物依次倒塌，可在地基箱体内设有若干竖向挡板，控制水土模拟层流出的速度。

步骤七：建筑物模型依次倒塌的同时，在拉绳的拖拽作用下，拔出支撑桩，引起地基箱体侧翻，整个地基单元彻底破坏，并露出“慎兴土木”的警示标语。

作为本实用新型的进一步改进，所述利益驱动屋壳体上设有触动风车，增加了机理展示的观赏性，亦寓意利益驱动的急切性。

作为本实用新型的进一步改进，所述仿生植物为假树冠、假草或假花；所述建筑物模型包括高层建筑模型、仿古建筑模型、别墅建筑或钟楼模型。

作为本实用新型的进一步改进，所述操作平台的材质为塑料材质或合金材质；所述地基箱体的材质为塑料材质或合金材质；所述操作平台、地基箱体或多米诺骨牌为亚克力材质。

作为本实用新型的进一步改进，所述地基箱体外设有支撑桩。

作为本实用新型的进一步改进，地基箱体上设有宣传框，所述宣传框内可设置警示标语牌。所述警示标语牌为“大兴土木”，当建筑物模型倒塌时，设置了一根丝线拽走“大”字卡片，在大字背后的箱体上贴了一个红色的“慎”字。因此，建筑物模型倒塌后，豆箱上的标语变成了“慎兴土木”，对相关人员起到警示作用；在建筑物模型底部和地基箱体上也分别有“保护环境，科学开发”等相关贴片，建筑群连续倒塌后，字体显现，进一步警示大家。操作平台的底板为矩形状，寓意为规矩，人类的所有活动都应遵守规矩；多米诺骨牌列阵制作呈S 形布置，寓意为Superman超人，也就是说，大自然的存在规律是超人的，人们的社会活动不能破坏自然法则，应该尊重自然生态规律。

支撑桩由若干个硬币贴合组成，地基单元由支撑桩顶着，架设于操作平台上，大约有30％的地基投影面积超出操作平台，寓意为在利益的驱动下，建筑群的建设已有至少30％超出了居住使用需求；这也是发展不衡、不稳定、易倾倒的寓意。并且建筑物模型的标高远远高于植物单元，进一步说明，这些建筑群的工程建设与大自然不和谐、不协调。建筑物模型包括高层建筑模型、仿古建筑模型、别墅建筑或钟楼模型；制作几种类型的建筑物，代表了所有不遵守自然规律建设的建筑，在利益驱动下，最终有可能被自己的开发活动所摧毁，寓意为真乃“成也利益，败也利益”。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点。

本实用新型的各个部件相互配合，整体效果模拟程度高，且相互之前的力学配合也符合产生的因果关系，能够直观的向建筑业从业人员、开发商或政府决策者的相关人员提出警示，警示力度大、趣味性强且宣讲效果好。

本实用新型的操作平台驱动单元、植物单元、地基单元和建筑物模拟单元；驱动单元和植物单元设于操作平台上，建筑物模拟单元设于地基单元上，驱动单元完成触发动作，植物单元在触发弹的驱动下翻到；由于大兴土木的情况，地基单元没有植物的根系的保护，水土流失增多，地基单元深陷，建筑物模拟单元连续倒塌，各个单元相互配合，完成整体展示，直观的演示及警示，效果好。

本实用新型的触发弹质量非常微小，经过利益驱动屋弹性能量转换和触动风车的加速作用，增加了它的势能，然后进一步地由多米诺骨牌列阵实现破坏能量的放大，使得质量巨大的建筑群连续倒塌，寓意非常深刻。

附图说明

图1为本实用新型建筑群连续倒塌的机理展示模型的结构示意图。

图2为本实用新型建筑群连续倒塌的机理展示模型触动之后的结构示意图。

图3为本实用新型建筑群连续倒塌的机理展示模型的植物单元的结构示意图。

图4为本实用新型建筑群连续倒塌的机理展示模型的多米诺骨牌阵结构的示意图。

图5为本实用新型建筑群连续倒塌的机理展示模型的驱动单元的元立体图。

图6为本实用新型建筑群连续倒塌的机理展示模型的驱动单元的主视图。

图7为实施例13中多米诺骨牌力学模型图。

图8为实施例13中建筑物平衡状态倒塌力学模型图。

图9为实施例13中建筑物倒塌状态倒塌力学模型图。

图10为实施例13中散粒体传力路线示意图。

图11本实用新型建筑群连续倒塌的机理展示模型的地基箱体结构示意图。

图中：1-操作平台，101-支撑桩，201-利益驱动屋壳体，202-滑移轨道，203- 传送箱，204-触发弹，205-传送通道，206-传送装置，207-触动风车，301-仿生植物，302-多米诺骨牌，303-连线，401-地基箱体，402-底板，403-开口，404- 可滑动挡板，405-水土模拟层，406-支撑架，407-竖向挡板，408-支承板，501- 建筑物模型，502-支撑柱，503-支撑板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的解释说明。

实施例1

一种建筑群连续倒塌的机理展示模型，包括操作平台1、驱动单元、植物单元、地基单元和建筑物模拟单元；驱动单元和植物单元设于操作平台上，建筑物模拟单元设于地基单元上；操作平台1上设有支撑桩101，地基单元架设于操作平台1上并设于支撑桩101上；驱动单元包括利益驱动屋壳体201、滑移轨道202、传送箱203和触发弹204；壳体201包括传送通道205，滑移轨道202与传送通道205连通，传送箱203通过传送装置206在传送通道205内往复运动；传送箱 203对应滑移轨道202设有传送开口，传送开口与触发弹204相适配；传送装置 206为弹性连接件或升降装置；第一状态下，触发弹204设于传送箱203内并随传送箱203运动状态一致；第二状态下，触发弹204从传送箱203内移动到滑移轨道202端部；第三状态下，触发弹204沿滑移轨道202滚动；植物单元包括支撑单元和设于支撑单元上的仿生植物301；支撑单元为通过连线303连接的多米诺骨牌302组成的多米诺骨牌列阵；仿生植物301固定设于多米诺骨牌302上；相邻的多米诺骨牌302质量比为1：1.1-1.5；地基单元包括地基箱体401，地基箱体401的底板402倾斜于水平面设置；地基箱体401上表面设有若干开口403，开口403与建筑物模拟单元相适配；地基箱体401侧面铰接有可滑动挡板404，可滑动挡板404与多米诺骨牌302通过拉线连接；地基箱体401内填充有水土模拟层405；建筑物模拟单元包括建筑物模型501和建筑基座，建筑基座包括支撑柱502和支撑板503，支撑柱502设有至少两个，支撑板503至少设有一个；至少一个支撑柱502设于地基箱体401开口处的水土模拟层405上；多米诺骨牌列阵一端与滑移轨道202相适配，一端与挡板404通过拉线连接。

实施例2

支撑桩101为若干个硬币贴合组成；支撑桩101设有至少两个；支撑桩101 通过拉绳与建筑物模型501绷紧连接。其余与实施例1一致。

实施例3

操作平台1为框形结构；操作平台1的底板形状为矩形。其余与实施例1-2 一致。

实施例4

传送通道205内侧设有与传送箱203相适配的限位凸起。其余与实施例1-3 一致。

实施例5

壳体201底板上设有活动限位器，活动限位器与传送箱203相适配。传送箱 203与传送通道205的宽度一致；或传送通道205与传送箱203宽度之差小于触发弹的直径。其余与实施例1-4一致。

实施例6

相邻大小的多米诺骨牌302质量比为1：1.3，多米诺骨牌302设有至少二十六个；所述多米诺骨牌302长宽厚比例4-5:3-4:1；所述多米诺骨牌302顶部粘有仿生植物301；相邻多米诺骨牌302的几何体积之比与相邻多米诺骨牌302 的质量比相同。其余与实施例1-5一致。

实施例7

水土模拟层405为若干个球形填充物组成，地基箱体401内设有若干竖向挡板407。地基箱体401下方设有支承板408，其余与实施例1-6一致。

实施例8

至少一个支撑柱502设于地基箱体401上表面上。其余与实施例1-7一致。

实施例9

利益驱动屋壳体201上设有触动风车207；触动风车207与传送装置206相适配。其余与实施例1-8一致。

实施例10

仿生植物301为假树冠、假草或假花；建筑物模型501包括高层建筑模型、仿古建筑模型、别墅建筑或钟楼模型；其余与实施例1-9一致。

实施例11

操作平台1的材质为塑料材质或合金材质；地基箱体401的材质为塑料材质或合金材质；操作平台1、地基箱体401或多米诺骨牌302为亚克力材质；其余与实施例1-10一致。

实施例12

地基箱体401外设有支撑架406。其余与实施例1-11一致。

实施例13

实施例1-12的一种建筑群连续倒塌的机理展示模型的实施方法，包括以下步骤：

步骤一：将传送装置206将传送箱203临时固定于壳体201底部。

步骤二：传送箱203包括上设有放置开口，通过微小扰动，可为轻微碰撞、手动调节或电动调节手段，使得触发弹204进入到传送箱203；在此过程中触发弹204撞击了传送箱203，当传送装置206为弹性连接件时，直接通过触发弹204 触动临时限位凸起并通过弹性回复力将传送箱203沿传送通道205向上运动，当传送装置206为升降装置时，传送装置206通过弹性变形能量，将传送箱203 沿传送通道205向上运动；同时触动风车207由慢变快启动，此时触发弹204 处于第一状态下，触发弹204设于传送箱203内并随传送箱203运动状态一致。

步骤三：传送箱203的传送开口与滑移轨道202对接，此时触发弹204达到第二状态下，触发弹204从传送箱203内滚动到滑移轨道202端部。

步骤四：触发弹204沿滑移轨道202滚动；即触发弹204处于第三状态下，当触发弹204到达滑移轨道202底端时，撞击到植物单元的支撑单元，即多米诺骨牌列阵的首个多米诺骨牌302；其它多米诺骨牌302依次在连线303拉力作用下，发生连续倒塌，从而通过多米诺效应，实现能量放大，支撑单元相继倒塌，即显示为植物单元被破坏。

步骤五：当最后一块多米诺骨牌302倒下时，其上设置的拉线张拉地基箱体 401上的可滑动挡板404，可滑动挡板404在一般状态下与地基箱体401的侧壁形成可调节的封闭状态，可滑动挡板404其在拉力作用下可滑动挡板404旋转打开，水土模拟层405沿倾斜设置的底板402从挡板开口向外流出，模拟出水土流失的效果，随着箱体内水土模拟层405的不断流出，箱体内水土模拟层405的上表面下沉，从而成功模拟地基沉陷的效果。

步骤六：当水土模拟层405不断流出时，致使建筑物的支撑柱502随之下沉，整个建筑沿着沉陷方向倾斜，随着倾斜角度加大，建筑物倒塌，为使建筑物模拟单元的建筑物依次倒塌，可在地基箱体401内设有若干竖向挡板407，控制水土模拟层405流出的速度。

步骤七：建筑物模型501依次倒塌的同时，在拉绳的拖拽作用下，拔出支撑桩101，引起地基箱体401侧翻，整个地基单元彻底破坏，并露出“慎兴土木”的警示标语。

地基箱体401上设有宣传框，宣传框内可设置警示标语牌。警示标语牌开始为“大兴土木”，当建筑物模型501倒塌时，设置了一根丝线拽走“大”字卡片，在大字背后的箱体上贴了一个红色的“慎”字。因此，建筑物模型501倒塌后，豆箱上的标语变成了“慎兴土木”，对相关人员起到警示作用。

在建筑物模型501底部和地基箱体401上也分别有保护环境相关贴片，建筑群连续倒塌后，字体显现，进一步警示大家。

操作平台1的底板为矩形状，寓意为规矩，人类的所有活动都应遵守规矩；多米诺骨牌列阵制作呈S形布置，寓意为Superman超人，也就是说，大自然的存在规律是超人的，人们的社会活动不能破坏自然法则；

支撑桩101由若干个硬币贴合组成，地基单元由支撑桩101顶着，架设于操作平台1上，寓意为在利益的驱动下，建筑群的建设已有至少30％以上超出了自然发展规律；并且建筑物模型501的标高远远高于植物单元，进一步说明，这些建筑群的工程建设与大自然不和谐、不协调；

建筑物模型501包括高层建筑模型、仿古建筑模型、别墅建筑或钟楼模型；制作几种类型的建筑物，代表了所有不遵守自然规律建设的建筑，在利益驱动下，最终有可能被自己的开发活动所摧毁，寓意为真乃“成也利益，败也利益”。

具体的说将沙盘用树木和花草粘接在亚克力材质的多米诺骨牌302之上，形成植物单元。多米诺骨牌302列阵的设计按由小到大，逐步放大的顺序排列，共使用26块多米诺骨牌302，相邻大小的多米诺骨牌302质量放大比例为1.3。

第1和第2块多米诺骨牌302尺寸相同，为10mm×30mm×60mm；第3和第4 块多米诺骨牌302的尺寸相同，为10mm×40mm×60mm；依次类推；第25和第26 块多米诺骨牌302尺寸皆为20mm×80mm×240mm，最后一块多米诺骨牌302的质量为第一块多米诺骨牌302质量的21.33倍，实现破坏能量放大。

为了防止仿生植物301对多米诺骨牌302推倒动作的干扰，相邻骨牌之间采用丝线连接。当第一块骨牌在触发弹204的撞击下倒下，其它骨牌依次在连线 303拉力作用下，发生连续倒塌。骨牌的倒下动作主要应用静力平衡和动能原理。

参见附图7多米诺骨牌力学模型图，通过有效实验，调整多米诺骨牌302 的间距和丝线连接长度，使得多米诺骨牌302倒下时，产生一定的加速度，依据 F＝m·a，从而产生放大的拉力F，将相邻的多米诺骨牌302拉倒，相邻多米诺骨牌302可拉倒质量是其1.5倍的另一个多米诺骨牌302。

地基箱体401的材质为亚克力板材，该地基箱体401内设置了斜坡底板和竖直的挡板，然后在地基箱体401内放满球形填充物，形成水土模拟层405，具体地说可以选用绿豆和黄色的豌豆，绿豆代表水，豌豆代表土。所购置的两种豆较接近圆球形，参见附图10散粒体传力路线示意图，依据散粒体物质作用力学原理，箱体顶部建筑群重力G分布到其支撑的柱上，所产生的作用力F1，经过散粒球体呈近似圆锥体范围向下传递，扩散至箱体底部，每料豆上产生的压力N1很小，即N1＜＜F1。因此，箱体侧面下方的挡板404上受到豆子作用的力N豆＝nN1较小。

当最后一块骨牌倒下时，其上设置的拉线张拉地基箱体401上的挡板404，在拉力作用下，克服可滑动挡板404与挡板404开口之间的摩擦力，即，所以多米诺骨牌302倒下的同时，打开可滑动挡板404，随后地基箱体401内的豌豆与绿豆，依次向外流出，模拟出水土流失的效果，随着地基箱体401内豆子的不断流出，地基箱体401内豆子的上表面下沉，从而成功模拟地基沉陷的效果。

地基箱体401的设计中，设计斜坡底板，使豆子具有较大的初始势能，利于豆子流出；设计竖直挡板，使建筑物模型501包括高层建筑模型、仿古建筑模型、别墅建筑或钟楼模型依次产生沉陷；同时注意挡板与底板之间的间距不宜过小，防止产生拱结构效应，阻碍豆子流出。

建筑物模拟单元包括建筑物模型501和建筑基座，建筑基座包括支撑柱502 和支撑板503，支撑柱502设有至少两个，支撑板503至少设有一个；至少一个支撑柱502设于地基箱体401开口处的水土模拟层405上，从而控制建筑群的倒塌方向和位置；

为了顺利实现建筑群连续倒塌，将高层建筑模型、仿古建筑模型、别墅建筑和钟楼模型、建筑基座分别制作，并且每个建筑基座皆由四根支撑柱502与多层亚克力支撑板503构成。在四根支撑柱502中，有两根支撑柱502支承在地基箱体401的顶板上，还有两根支撑柱502支承在豆子形成的地基的水土模拟层405 上，当豆子不断流出时，地基沉陷，致使建筑物的两根柱随之下沉，整个建筑沿着沉陷方向倾斜，随着倾斜角度加大，建筑物的重心不断偏移。参见附图8建筑物平衡状态倒塌力学模型图和附图9建筑物倒塌状态倒塌力学模型图，当建筑物重心位于四根木柱围成的轮廓线以内时，∑M＝0，建筑物维持平衡；当建筑物重心移出四根木柱围成的轮廓线以外时，∑M＞0，建筑物倒塌。由于地基箱体401 内设计有竖向挡板407，豆子形成的地基依次沉陷，因此四幢建筑物依次倒塌。

地基箱体401上设有宣传框，宣传框内可设置警示标语牌。警示标语牌为大兴土木，其中大字是活动卡片，兴土木三个字是固定的贴片。当建筑物模型501 倒塌时，设置了一根丝线拽走大字卡片，在大字背后的箱体上贴了一个红色的慎字。因此，建筑物模型501倒塌后，豆箱上的标语变成了慎兴土木，对相关人员起到警示作用。

在建筑物模型501底部和地基箱体401上也分别有保护环境相关贴片，建筑群连续倒塌后，字体显现，进一步警示大家。

上述内容为本实用新型的示例及说明，但不意味着本实用新型可取得的优点受此限制，凡是本实用新型实践过程中可能对结构的简单变换、和/或一些实施方式中实现的优点的其中一个或多个均在本申请的保护范围内。