便于安装和卸载的隔震建筑结构动力特性测试试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种试验装置，尤其涉及一种便于安装和卸载的隔震建筑结构动力特性测试试验装置，属于建筑力学测试试验装置领域领域。

背景技术：

在我国尤其是在高烈度地震区，采用隔震技术的建设项目占新建项目比重日益增加。然而隔震建筑的实际隔震性能是否符合规范及设计的相关要求及既定目标则不得而知。因此通过隔震建筑的原位实体测试来检验该结构的隔震性能是非常必要的。

结构的动力特性包括结构自振频率、振型和阻尼比等，是地震作用下结构响应的决定性因素。现有结构动力特性测试方法主要有环境激励法、初位移法、稳态正弦激振法等，可根据所需目的选择不同的测试方法。其中初位移测试法是对试验结构施加一定程度的初始位移，然后突然释放使隔震结构产生自由振动，进而测定其结构动力性能的一种测试方法。该方法具有适用性较强，可控灵活等特点。基于现有研究可知，初位移测试法是探究隔震建筑的实际隔震性能较为直接且有效的测试方法。

目前，初位移测试法的关键技术为初始位移施加和卸载，其中卸载工作一定程度决定试验的真实性及准确性。然而在现阶段初位移测试试验中的卸载方式均存在一定的局限，如直接采用液压千斤顶卸载时，千斤顶顶头回位缓慢，卸载时间远长于隔震支座回位时间，这将对隔震建筑的自由振动产生一定限制或约束；采用爆破法卸载时，将产生干扰测试结果的爆炸震动，影响测试结果的准确性。

还有，初位移的施加装置主要采用液压千斤顶，通过液压千斤顶顶头推动隔震建筑产生测试试验所需的既定水平位移。然而对于不同体量的隔震建筑，所施加的初始位移大小也不尽相同，即根据试验需求将选则具有不同起重量和不同行程高度的液压千斤顶。同时在隔震建筑的初位移测试法中，液压千斤顶的布置均为水平布置。

然而，现有测试试验中采用的液压千斤顶支撑装置一般为临时固定的简易焊接钢架或砌筑平台，且其尺寸规格仅能适用某一特定型号的千斤顶。当对不同隔震建筑物施加不同大小的初始位移时，常常需要重新制作不同型号的支撑装置，这使得现有支撑装置难以循环使用、适用性差；同时造成不必要的人力物力的浪费。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本实用新型的目的是提供一种便于安装和卸载的隔震建筑结构动力特性测试试验装置，该装置能够在实验过程中快速地完成隔震建筑的卸载工作，使隔震建筑在初位移测试试验过程中能够更好的发生并完成自由振动，有效提高试验结果的准确性及可操作性；与此同时该装置的液压千斤顶支撑机构，能快速安装不同型号的液压千斤顶，利用千斤顶对隔震建筑施加一定程度的初始位移，节约人力物力。

一种便于安装和卸载的隔震建筑结构动力特性测试试验装置，包括反力墙、液压千斤顶、快速拆卸组件、辅助拆卸组件、液压千斤顶支撑机构和隔震支座组件；

所述液压千斤顶水平安装在所述液压千斤顶支撑机构上，液压千斤顶的底座顶设所述反力墙，顶头通过快速拆卸组件顶设所述隔震支座组件，所述快速拆卸组件包括连接端为相互贴合斜面的第一卸载块和第二卸载块，所述辅助拆卸组件安装在液压千斤顶的底座和顶头间；

所述液压千斤顶支撑机构包括第一支撑板、第二支撑板、水平螺杆和升降调平组件；所述第一支撑板和第二支撑板水平设置；所述水平螺杆设有多根，一端固定在第一支撑板的侧壁上，另一端滑动穿设所述第二支撑板；所述第一支撑板和第二支撑板上端均设有弧形槽，下端均安装多个所述升降调平组件。

本实用新型中，通过液压千斤顶对隔震建筑施加一定程度的初始位移，完成既定初始位移的施加后，对液压千斤顶进行瞬时卸除液压，隔震建筑发生回位及振动，进而实现对隔震建筑的结构动力特性测试试验。液压千斤顶和隔震支座组件间的第一卸载块和第二卸载块，其连接面为相互贴合的斜面，能便于其分离，在液压千斤顶卸压的同时，辅助拆卸组件加速液压千斤顶的顶头回位，使第一卸载块和第二卸载块发生相对分离，第二卸载块在重力作用下向下掉落，最终使液压千斤顶与隔震建筑脱离，完成卸载工作。

本实用新型中，液压千斤顶两端的侧壁放置在第一支撑板和第二支撑板的弧形槽上，通过水平螺杆调节第二支撑板和第一支撑板间的距离，使本实用新型的支撑装置能放置不同长度的千斤顶，即放置不同型号的千斤顶，同时利用升降调平组件对千斤顶升降调平，在不同场地条件下开展测试试验。

进一步的是，所述快速拆卸组件还包括翘杆和卡杆，所述翘杆一端设有翘杆卡槽，另一端设有卡钩孔，所述卡杆一端铰接在所述液压千斤顶的外侧壁上，另一端设有卡钩；

所述第一卸载块和第二卸载块上分别设有门形钩架ⅰ和门形钩架ⅱ；所述翘杆穿过所述门形钩架ⅰ，一端的翘杆卡槽卡合所述门形钩架ⅱ，另一端的卡钩孔卡合所述卡钩；

所述第一卸载块的斜面上设有卡槽，所述卡槽沿斜面的倾斜方向布置，所述第二卸载块的斜面上设有在所述卡槽上滑动的卡条。

本实用新型中，采用杠杠原理，设置有翘杆和卡杆，在加载时由于翘杆和卡杆的杠杆作用防止第二卸载块在加载过程中发生向下滑落，在卸载时，通过杠杆作用使得第二卸载块和第一卸载块相脱离，利于第二卸载块发生向下掉落。具体的，加载时，翘杆穿过门形钩架ⅰ，翘杆一端的翘杆卡槽卡合在门形钩架ⅱ上，另一端的卡钩孔与卡杆顶端的卡钩相连接，进而实现对第二卸载块的竖向限位，防止第二卸载块掉落；在液压千斤顶卸压的同时，操作者通过外力使卡钩与卡钩孔脱离，卡杆对翘杆不再有固定作用，向上提动翘杆，加速第二卸载块向下掉落，使试验装置的卸载工作更加快速和方便。通过设置卡槽和卡条，使第二卸载块只能在竖直平面内运动，限制平面外滑动，保证加载及卸载工作的安全性。

进一步的是，所述辅助拆卸组件包括安装在液压千斤顶底座的第一连接板、安装在液压千斤顶顶头的第二连接板以及连接第一连接板和第二连接板的弹簧；

所述第一连接板上设有卡合液压千斤顶底座的第一限位槽，所述第二连接板两侧分别设置有卡合所述液压千斤顶顶头和第一卸载块的第二限位槽和第三限位槽，第一连接板和第二连接板上均设有连接所述弹簧的连接钩。

本实用新型中，通过在辅助卸载组件中的第一连接板和第二连接板间安装弹簧，使液压千斤顶在卸载时其顶头能够更快地回位，进而便于第二卸载块快速掉落；通过设置有第一、第二和第三限位槽，利于加载及卸载过程中的试验安全；同时通过设置连接钩，便于安装弹簧。

进一步的是，所述隔震支座组件包括隔震橡胶支座以及安装在隔震橡胶支座上下两端的支座上支墩和支座下支墩，以便于支撑需要测试的隔震建筑。

进一步的是，所述第二卸载块和支座上支墩间还设有调节连接块，所述第一卸载块和第二卸载块的贴合斜面上涂抹有润滑油。通过设置调节连接块，利于试验装置在不同试验场地尺寸下的适用性，并且利于保证隔震建筑的必要振动空间；通过涂抹有润滑油，以便于第一卸载块和第二卸载块的贴合斜面更好地滑动，进而使第二卸载块能够快速掉落。

进一步的是，所述升降调平组件包括升降螺杆、升降调节螺母和支撑筒；所述升降螺杆顶端固定连接所述第一支撑板或者第二支撑板，升降螺杆穿设在所述升降调节螺母内并与升降调节螺母螺纹配合，所述升降调节螺母安装在所述支撑筒上端。

测试隔震建筑结构动力特性时，要求千斤顶平稳地施加既定的水平初始位移，然而测试试验场地地面常常凹凸不平，因此需要对千斤顶支撑装置进行调平处理，以使千斤顶平稳地施加水平推力。本实用新型中，升降螺杆和升降调节螺母构成滚珠丝杆，将升降调节螺母的旋转运动转变为升降螺杆的直线运动，以此实现对支撑装置中支撑高度的升降和调平。

进一步的是，所述升降调节螺母包括顶端的机械调节螺母、中间的手持调节旋钮和底端的定位筒；所述定位筒的外侧壁沿定位筒圆周方向开设有定位槽；所述支撑筒上端的侧壁上开设有螺纹孔，螺母限位螺栓穿过所述螺纹孔嵌入所述定位槽内。

机械调节螺母、手持调节旋钮和定位筒为一体结构，操作者通过中间的手持调节旋钮调节升降螺杆的高度，或者通过扳手转动机械调节螺母调节升降螺杆的高度，螺母限位螺栓对升降调节螺母限位，使升降调节螺母周向旋转，径向固定，即只能旋转，不能竖直移动，以便于对支撑板升降和调平。

进一步的是，所述弧形槽左右两端的第一支撑板或者第二支撑板上端面上均设有螺栓安装板，所述螺栓安装板上朝弧形槽方向安装有千斤顶固定螺栓，通过设置千斤顶固定螺栓，以便于对不同直径缸体的液压千斤顶进行固定。

进一步的是，所述水平螺杆上安装有一对固定所述第二支撑板的水平调节螺母，固定水平螺杆上的第二支撑板，以便于支撑其上的千斤顶。

进一步的是，所述第一支撑板和第二支撑板的上端面上均安装有水平气泡，用于测量第一支撑板和第二支撑板相对于水平位置的倾斜度，通过升降调平组件实现对第一支撑板和第二支撑板的调平处理。

本实用新型的有益效果：

本实用提供的试验装置，液压千斤顶和隔震支座组件间的第一卸载块和第二卸载块，其连接面为相互贴合的斜面，能便于其分离；在液压千斤顶卸压的同时，弹簧产生拉力，加速液压千斤顶的顶头进行回位，同时利用翘杆和门形钩架的杠杆作用，使第一卸载块和第二卸载块发生相对分离，第二卸载块在重力作用下发生向下掉落，最终使液压千斤顶与隔震建筑脱离，完成卸载工作，使得隔震建筑在初位移测试试验过程中能够更好的发生并完成自由振动，有效提高试验的准确性及可操作性。

本实用新型提供的液压千斤顶支撑机构，结构简单，安装使用方便，通过水平螺杆调节第二支撑板和第一支撑板的距离，同时利用升降调平组件对第一支撑板和第二支撑板升降调平，使本实用新型的支撑装置能放置不同型号的液压千斤顶，利用不同型号的千斤顶对不同的隔震建筑测试。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型第一卸载块和第二卸载块分解图的主视图；

图3为本实用新型第一卸载块和第二卸载块分解图的侧视图；

图4为本实用新型第一连接板的示意图；

图5为本实用新型第二连接板的示意图；

图6为本实用新型翘杆和卡杆的分解图；

图7为本实用新型千斤顶支撑机构的示意图；

图8为本实用新型千斤顶支撑机构的侧视图；

图9为本实用新型升降调平组件的爆炸图；

图中：1、反力墙；2、液压千斤顶；3、快速拆卸组件；31、第一卸载块；311、门形钩架ⅰ；312、卡槽；32、第二卸载块；321、门形钩架ⅱ；322、卡条；33、翘杆；331、翘杆卡槽；332、卡钩孔；34、卡杆；341、卡钩；4、辅助拆卸组件；41、第一连接板；42、第二连接板；43、弹簧；44、第一限位槽；45、第二限位槽；46、第三限位槽；47、连接钩；5、液压千斤顶支撑机构；51、第一支撑板；52、第二支撑板；53、水平螺杆；54、升降调平组件；541、升降螺杆；542、升降调节螺母；5421、机械调节螺母；5422、手持调节旋钮；5423、定位筒；5424、定位槽；543、支撑筒；5431、螺纹孔；544、螺母限位螺栓；55、弧形槽；56、螺栓安装板；57、千斤顶固定螺栓；58、水平调节螺母；59、水平气泡；6、隔震支座组件；61、支座下支墩；62、隔震橡胶支座；63、支座上支墩；7、调节连接块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

一种便于安装和卸载的隔震建筑结构动力特性测试试验装置，如图1、7和8所示，包括反力墙1、液压千斤顶2、快速拆卸组件3、辅助拆卸组件4、液压千斤顶支撑机构5和隔震支座组件6；

液压千斤顶2水平安装在液压千斤顶支撑机构5上，液压千斤顶2的底座顶设反力墙1，顶头通过快速拆卸组件3顶设隔震支座组件6，快速拆卸组件3包括连接端为相互贴合斜面的第一卸载块31和第二卸载块32，辅助拆卸组件4安装在液压千斤顶2的底座和顶头间；

液压千斤顶支撑机构5包括第一支撑板51、第二支撑板52、水平螺杆53和升降调平组件54；第一支撑板51和第二支撑板52水平设置；水平螺杆53设有多根，一端固定在第一支撑板51的侧壁上，另一端滑动穿设第二支撑板52；第一支撑板51和第二支撑板52上端均设有弧形槽55，下端均安装多个升降调平组件54。

在具体使用时，利用液压千斤顶支撑机构5安装液压千斤顶2：首先将第二支撑板52沿水平螺杆53滑动，调节第二支撑板52和第一支撑板51间的距离；然后通过调节第一支撑板51和第二支撑板52下端的升降调平组件54，将第一支撑板51和第二支撑板52升降至合适高度并调平；最后将液压千斤顶2两端的侧壁放置在第一支撑板51和第二支撑板52的弧形槽55上支撑液压千斤顶2。

隔震支座组件6支撑需要测试的隔震建筑，加载时，液压千斤顶2通过液压施加荷载，对隔震支座组件6上支撑的隔震建筑，施加测试试验既定的初始位移；卸载时，液压千斤顶2卸除液压，液压千斤顶2的顶头在辅助拆卸组件4的作用下快速回位，第一卸载块31和第二卸载块32发生分离，第二卸载块32在重力作用下发生向下掉落，最终液压千斤顶2与隔震建筑脱离，完成卸载工作。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上作进一步的改进，如图1、2、3和6所示，快速拆卸组件3还包括翘杆33和卡杆34，翘杆33一端设有翘杆卡槽331，另一端设有卡钩孔332，卡杆34一端铰接在液压千斤顶2的外侧壁上，另一端设有卡钩341；

第一卸载块31和第二卸载块32上分别设有门形钩架ⅰ311和门形钩架ⅱ321；翘杆33穿过门形钩架ⅰ311，一端的翘杆卡槽331卡合门形钩架ⅱ321，另一端的卡钩孔332卡合卡钩341；

第一卸载块31的斜面上设有卡槽312，卡槽312沿斜面的倾斜方向布置，第二卸载块32的斜面上设有在卡槽312上滑动的卡条322。

在具体使用时，通过增设翘杆33和卡杆34，加载过程中，利用杠杠原理避免第二卸载块32掉落；在卸载过程中，利用杠杠原理加速第二卸载块32的掉落。具体的，在加载过程中，翘杆33穿过门形钩架ⅰ311，一端的翘杆卡槽331卡合在门形钩架ⅱ321上，另一端的卡钩孔332与卡杆34顶端的卡钩341连接，实现对第二卸载块32限位，防止其在加载过程中出现掉落；在卸载过程中，操作者通过外力使卡钩341从卡钩孔332内脱离，翘杆33对第二卸载块32的固定作用消失，同时以门形钩架为支点，向上提动翘杆33，让第二卸载块32掉落，使液压千斤顶与隔震建筑脱离，方便且快速地完成卸载工作。

实施例3

本实施例在实施例1或2的基础上作进一步改进，如图1、4和5所示，辅助拆卸组件4包括安装在液压千斤顶2底座的第一连接板41、安装在液压千斤顶2顶头的第二连接板42以及连接第一连接板41和第二连接板42的弹簧43；

第一连接板41上设有卡合液压千斤顶底座的第一限位槽44，第二连接板42两侧分别设置有卡合液压千斤顶顶头和第一卸载块31的第二限位槽45和第三限位槽46，第一连接板41和第二连接板42上均设有连接弹簧43的连接钩47。

在具体使用时，通过在第一连接板41及第二连接板42上设置第一限位槽44、第二限位槽45和第三限位槽46，利于加载及卸载过程中的试验安全；同时通过设置连接钩47，便于安装弹簧43；在液压千斤顶2卸压的同时，弹簧43收缩产生拉力，使液压千斤顶2在卸载时其顶头能够更快地回位，进而便于第二卸载块32的快速掉落。

实施例4

本实施例在实施例1-3任意一项的基础上作进一步改进，如图1所示，隔震支座组件6包括隔震橡胶支座62，以及安装在隔震橡胶支座62上下两端的支座上支墩63和支座下支墩61；第二卸载块32和支座上支墩63间还设有调节连接块7，第一卸载块31和第二卸载块32的贴合斜面上涂抹有润滑油。

在具体使用时，将需要测试的隔震建筑放置在支座上支墩63上；选择合适的调节连接块7顶设在第二卸载块32和支座上支墩63间，有利于试验装置在不同试验场地尺寸下的适用性，并且利于保证隔震建筑的必要振动空间；在斜面上涂抹润滑油，便于第一卸载块31和第二卸载块32在贴合斜面更好地滑动，进而使第二卸载块32能够快速掉落。

实施例5

本实施例在实施例1-4任意一项的基础上作进一步改进，如图7-9所示，升降调平组件54包括升降螺杆541、升降调节螺母542和支撑筒543；升降螺杆541顶端固定连接第一支撑板51或者第二支撑板52，升降螺杆541穿设在升降调节螺母542内并与升降调节螺母542螺纹配合，升降调节螺母542安装在支撑筒543上端。

升降调节螺母542包括顶端的机械调节螺母5421、中间的手持调节旋钮5422和底端的定位筒5423；定位筒5423的外侧壁沿定位筒5423圆周方向开设有定位槽5424；支撑筒541上端的侧壁上开设有螺纹孔5431，螺母限位螺栓544穿过螺纹孔5431嵌入定位槽5424内。

在具体使用时，操作者通过中间的手持调节旋钮5422调节升降螺杆541的高度，或者通过扳手转动机械调节螺母5421调节升降螺杆541的高度，将升降调节螺母542的旋转运动变为升降螺杆541的直线运动，对支撑装置升降调平处理，以便于安装千斤顶。

实施例6

本实施例在实施例1-5任意一项的基础上作进一步改进，如图7-9所示，弧形槽55左右两端的第一支撑板51或者第二支撑板52上端面上均设有螺栓安装板56，螺栓安装板56上朝弧形槽55方向安装有千斤顶固定螺栓57。水平螺杆53上安装有一对固定第二支撑板52的水平调节螺母58。第一支撑板51和第二支撑板52的上端面上均安装有水平气泡59。

在具体使用时，通过旋转千斤顶固定螺栓57，对弧形槽55内的液压千斤顶固定；通过水平调节螺母58固定第二支撑板52，控制其到第一支撑板51的距离；通过水平气泡59，测量第一支撑板51和第二支撑板52相对于水平位置的倾斜度。

为了更好的理解本实用新型，下面结合上述实施例对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

在使用试验装置时，首先应对试验装置的液压千斤顶2进行安装。选择好液压千斤顶2后，首先将第二支撑板52沿水平螺杆53滑动，调节第二支撑板52和第一支撑板51间距离，并用水平调节螺母58固定第二支撑板52；然后手持调节旋钮5422调节升降螺杆541的高度，或者通过扳手转动机械调节螺母5421调节升降螺杆541的高度，将升降调平组件54上的第一支撑板51和第二支撑板52调整到合适高度；其次边观察水平气泡59，边微调升降调平组件54，将第一支撑板51和第二支撑板52调平；接着将需要固定的液压千斤顶2两端，放置在第一支撑板51和第二支撑板52上的弧形槽55内；最后旋转千斤顶固定螺栓57，对弧形槽55内的液压千斤顶2固定。

加载时，通过液压千斤顶2施加液压载，推动液压千斤顶顶头发生位移，完成既定初始位移的施加工作；此时翘杆33一端的翘杆卡槽331卡合在门形钩架ⅱ321上，另一端的卡钩孔332悬挂卡杆34顶端的卡钩341，对第二卸载块32限位，防止其在加载过程中发生掉落。

在液压千斤顶2卸压时，弹簧43收缩产生拉力，加速液压千斤顶2的顶头回位，同时操作者通过外力使卡钩341从卡钩孔332内脱离，翘杆33对第二卸载块32的固定作用消失，并以门门形钩架为支点，向上提动翘杆33，使第一卸载块31和第二卸载块32发生相对分离，第二卸载块32在重力作用下发生向下掉落，最终使液压千斤顶与隔震建筑脱离，方便且快速地完成卸载工作。

普通液压千斤顶测试装置，液压千斤顶顶头的回位需要一定的时间，卸载时间相对较长，根据施加初始位移不同，卸载块向下掉落的时间约为40～60s。而本实用新型采用相互贴合斜面的第一卸载块31和第二卸载块32，根据施加初始位移不同，第二卸载块32向下掉落的时间为5～10s，使得本实用新型在卸载过程中液压千斤顶2对隔震建筑的自由回位限制和约束变小，以便于隔震建筑在初位移测试试验过程中能够更好的发生并完成自由振动，有效提高试验结果的准确性及可操作性。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。