[发明专利]建筑结构受力光学演示模型

说明书

技术领域

本发明涉及建筑专业教学实训系统，具体涉及一种建筑结构受力演示模型。 

背景技术

高校建筑专业教学中涉及建筑物建筑力学课程，教学内容主要有：建筑物的不同部位基本受力情况，例如建筑物的柱、梁、屋顶、地面等部位受力情况；建筑物受到各种力时，力的传递路径和变形情况；具体而言涉及到：梁的集中荷载、梁的均布荷载、悬挑梁集中荷载、悬挑梁均布荷载、柱的轴心受压、柱的小偏心受压、框架结构体系传力、建筑物水平力应力情况等。 

现有教学条件下，上述课程或教学内容均通过教师集中讲解，教学内容抽象，与实际建筑物联系不紧密，教学不够直观，理论与工程实际脱离，影响学生理解和掌握知识点。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种建筑结构受力光学演示模型，能够以直观方式演示建筑物结构力学知识点，直观展示基本受力情况、受力变形情况，实现理论与实际相结合的教学模式。 

为解决上述技术问题，本发明的建筑结构受力光学演示模型，包括建筑物实体结构框架，所述建筑物实体结构框架包括设置在地面上的基础骨架、设置在基础骨架之上的至少四根立柱骨架，相邻立柱骨架之上设置有横梁骨架、横梁骨架之上通过立柱骨架设置有屋顶骨架，还包括沿基础骨架布置的多个基础荷载演示灯，在所述的立柱骨架内自上而下设置有多组建筑内力荷载演示灯；还包括设置在立柱骨架内的至少一条立柱小偏心受压演示灯带；所述的横梁骨架设置有多个横梁均布荷载演示灯，还包括设置在横梁骨架之上的横梁集中荷载演示灯；所述的横梁骨架内沿其走向设置有横梁一级荷载变形曲线演示灯和至少一条横梁二级荷载变形曲线演示灯；所述立柱骨架与横梁骨架结合部位设置有弯矩受力演示灯；在屋顶骨架之上沿其走向设置有多个屋顶荷载演示灯；所述的演示灯、灯带经开关电路与电源电连接。 

还包括设置在所述建筑物实体结构框架上的悬挑梁骨架，至少一个悬挑梁骨架上方沿其走向设置有多个悬挑梁均布荷载演示灯，悬挑梁骨架上方还设置有悬挑梁集中荷载演示灯，悬挑梁骨架上还设置有悬挑梁一级载荷变形演示灯，悬挑梁一级载荷变形演示灯下方设置有悬挑梁二级载荷变形演示灯。 

还包括设置在建筑物实体结构框架一侧的多个水平外力演示灯，在水平外力演示灯对侧的建筑物实体结构框架内设置有多个水平反力演示灯。 

所述的开关电路中设置有延时继电器。 

本发明的建筑结构受力光学演示模型，通过开关电路控制各演示灯、灯带通电或断电，实现各演示灯、灯带逐次明灭，以光学模式直观展示基础、立柱、横梁、屋顶等部位的基本受力情况，实现理论与实物相结合，充分提高教学效果；还可直观展示建筑物在自重、外力等影响的受力变形情况。 

附图说明

图1是本发明中建筑物实体结构框架部分的示意图（建筑结构北立面图）； 

图2是图1的左视图（建筑结构东立面图）；

图3是图1的①-①线剖视图（建筑结构的①轴立面图）；

图4是图1的②-②线剖视图（建筑结构的②轴立面图）；

图5是图1的③-③线剖视图（建筑结构的③轴立面图）；

图6是图1的④-④线剖视图（建筑结构的④轴立面图）；

图7是图1的⑤-⑤线剖视图（建筑结构的⑤轴立面图）；

图8是本发明中建筑物结构框架部分的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。 

本发明通过在建筑物实体结构框架的不同部分设置演示灯、灯带，由开关电路对其进行控制，实现演示灯、灯带逐次明灭，从而直观的展示建筑物的受力状态、力的传递以及建筑物在荷载（自重及外力）影响下的受力情况与变形趋势。 

为了满足教学需要，本发明中，按照1:1比例建立一座全框架钢筋骨架结构的建筑物模型，并严格按照建筑规范要求和G101图集要求施工、安装，展示建筑物内在结构特点；该建筑物模型内还可安装消防系统、给排水系统、建筑电气系统、应急照明系统、门禁系统、通风空调系统、智能建筑系统、监控系统等。 

如图1至图7可见，所述建筑物实体结构框架模拟一座二层小楼，其包括设置在地面上的基础骨架1，具体包括独立基础、条形基础、筏形基础及桩基承台，沿基础骨架1的走向布置有多个基础荷载演示灯10。 

如图8可见，基础骨架1之上设置有若干立柱骨架2，在立柱骨架2内自上而下设置的多组建筑内力荷载演示灯20，所述的立柱骨架2内还设置有立柱小偏心受压演示灯带21，必要的情况下，立柱小偏心受压演示灯带21可以设置多条，互相同心但弧度依次增大。