Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам для проведения модельных испытаний строительных конструкций и их оснований, воспринимающий динамические нагрузки, которое может быть использовано в учебных заведениях строительных профилей, связанных с изучением основ сейсмологии и сейсмостойкого строительства в сейсмически опасных районах, а также в научно-исследовательских лабораториях того же профиля.
Известен стенд для моделирования сейсмовоздействия явления землетрясения на модели сооружений. Стенд состоит из основания, к стойкам которого при помощи шарнирно-поворотного механизма с фиксатором крепится рама с жестко закрепленным ударным механизмом с приводом и сейсмоплатформой, с системой амортизации и рабочим столом, закрепленным на сейсмоплатформе также при помощи шарнирно-поворотного механизма с фиксатором. На стол устанавливают датчики и исследуемые объекты [1].
Недостатком данной установки является отсутствие возможности моделирования сжимаемости грунта основания, поскольку испытуемая модель размещено на жестких направляющих неподвижной опоры с возможностью возвратно-поступательного перемещения.
Известна виброплатформа для испытаний конструкций на сейсмостойкость, содержащая прикрепленную на упругих подвесках к стойкам фундамента основную площадку, вибратор направленного действия, гидродомкраты для выведения площадки из нейтрального положения, дополнительную площадку, смонтированную также на упругих подвесках и соединенную с основной площадкой гидроцилиндрами, горизонтальные пружинные амортизаторы, систему пластинчатых тормозов, выполненных с возможностью изменения сил торможения, а на фундаменте виброплатформы между основной и дополнительной площадками смонтированы упоры [2].
Недостатком данной виброплатформы является невозможность обеспечить необходимый диапазон частот колебаний, характерный для реальных сейсмических воздействий, ввиду сложности осуществления приводов, обеспечивающих одновременное создание длиннопериодных и высокочастотных колебаний, характерных для реальных акселерограмм.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой стенде является сейсмостенд, содержащий платформу для закрепления испытываемого изделия, упруго соединенную с основанием, и средства для возбуждения двухмерных затухающих колебаний платформы с изделием, которые выполнены в виде эксцентрика, привода его вращения, соединяющий их сцепной муфтой, выполненной с возможностью расцепления после одного поворота вала, и расположенного под углом к плоскости платформы гибкого элемента, соединяющего платформу с эксцентриком [3].
Недостатком данного сейсмостенда является генерирование сейсмических воздействий только в виде двухмерных колебаний и неустойчивого положения во время испытания за счет длинных пружиновых опор.
Целью изобретения является создание испытательного стенда, позволяющий воспроизводить сейсмические крутильные и поступательные нагрузки на модели здания и сооружения в широком регулируемым диапазоне частот колебаний, дающий возможность моделировать все резонансное частоты реальных воздействий.
Поставленная цель достигается тем, что в стенде, содержащей плиту для размещения испытуемого модели здания и сооружения установлен механизм возбуждения колебаний в виде эксцентриков на регулируемых осях и соединен цепью с электрическим приводом, которая в свою очередь управляется устройством частотного преобразователя. Плита и механизм возбуждения колебаний соединены между собой жестко, опираются через гибкие опоры на геометрической неизменяемой основании и с четырех сторон регулируется вращающими ограничителями.
Сущность изобретения поясняется чертежом и рисунком, на котором изображён общий 3D-вид (фиг.1), общий вид без опорную плиту (фиг.2), вид с боку (фиг.3), вид спереди (фиг.4), сечение А-А (фиг.5) и механизм возбуждения колебаний (фиг.6).
Стенд содержит плиту 3 для размещения испытуемого элемента модели здания или сооружения, установленную на пружинные опоры 4, которые в свою очередь опираются на геометрическое неизменяемое основание 2 и плита ограничено ограничителями 1. Механизм возбуждения колебаний 5, работает через эксцентрики 6, который закреплен на резьбовом валу 11 с опорными подшипниками 12. Механизм работает на основе цепной передачи 8 и приводится в движение электродвигателем 7. Частота вращения регулируется преобразователем частоты 13. Для регулирования частоты вращения в зависимости от мощности двигателя использованы объединённые звёздочки 9, которые закреплен на электродвигатель 7. За счет цепной передачи звёздочками 10 контролируется фаза эксцентриков.
Стенд работает следующим образом: вращения от электродвигателя 7 регулируемое частотным преобразователем 13 передаётся цепным передачам 8 эксцентрикам 6 и корпус механизм возбуждения колебаний 5 жестко закрепленный к плите 3 приводит в движение плиту стенда. Для испытания модели здания и сооружения на кручение эксцентриком 6 посредством резьбового вала 11 создается эксцентриситет. Цель установки ограничителей 1 по двум сторонам плиты 3 заключается в создание двумерное колебание.
Использование описываемого стенда позволяет с помощью простых и доступных технических средств достаточно точно моделировать сейсмическое воздействие на конструкции модели здания и сооружения.
