一種擬靜力試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)試驗技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種能夠測試梁柱等構(gòu)件在橫向均布荷載和軸向力兩種荷載共同作用下的抗力-位移全曲線的擬靜力試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]梁柱等構(gòu)件作為建筑結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件在受到爆炸作用下的響應(yīng)，是建筑結(jié)構(gòu)抗爆研宄的重要內(nèi)容。由于爆炸試驗存在危險性、破壞性、費用高、測試難度大等缺陷，實際研宄時將爆炸荷載通過等效方法等效為均布荷載進(jìn)行擬靜力加載，通過擬靜力試驗量測構(gòu)件的抗力-位移全曲線，從而可以研宄構(gòu)件的抗爆性能。
[0003]當(dāng)炸藥爆炸比例爆距較大或者燃?xì)獗〞r，爆炸荷載可以近似為均布荷載?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)擬靜力試驗中，對梁柱構(gòu)件施加均布荷載通常是采用重物堆載或作動器分配梁分配等方法實現(xiàn)。重物堆載法靈活性不足，加載能力有限，構(gòu)件臨近破壞時不能快速卸載，不能采集構(gòu)件抗力-位移全曲線。作動器分配梁分配加載法一般是兩點或三點分配加載，相對于均布加載存在較大誤差；而且，在量測構(gòu)件抗力-位移全曲線時構(gòu)件會產(chǎn)生較大變形，剛度較大的分配梁無法隨構(gòu)件變形而保證緊密與構(gòu)件接觸，后期加卸載難以控制，也會產(chǎn)生較大誤差。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是:對于結(jié)構(gòu)柱或約束梁等軸向受力構(gòu)件來說，目前的擬靜力實驗裝置不能實現(xiàn)在橫向均布荷載和軸向力兩種荷載共同作用下的抗力-位移全曲線測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于提供一種擬靜力試驗裝置，能夠測試梁柱等構(gòu)件在橫向均布荷載和軸向力兩種荷載共同作用下的抗力-位移全曲線。
[0006]實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)解決方案為:一種擬靜力試驗裝置，用于測試柱狀構(gòu)件的抗力-位移全曲線，包括反力墻和門式反力架，所述門式反力架的主橫梁與反力墻墻面垂直，還包括豎向作動器，所述豎向作動器上端通過球鉸與主橫梁(3)連接，豎向作動器的下端壓在與主橫梁平行的分配梁上，還包括置于分配梁下的工字鋼梁和置于工字鋼梁下的水囊，水囊下面放置待測柱狀構(gòu)件，還包括置于地面過渡板和固定在所述地面過渡板上的二個彎曲支座，所述二個彎曲支座位于待測柱狀構(gòu)件的下部，且分別靠近待測柱狀構(gòu)件的兩端，
[0007]還包括錨桿、鋼擋板和水平作動器，所述錨桿一端穿過鋼擋板，用螺栓擰緊，將鋼擋板壓在構(gòu)件遠(yuǎn)離反力墻的一端，另一端通過螺栓連接在反力墻豎槽道內(nèi)，所述水平作動器一端固定在反力墻上，另一端頂在構(gòu)件靠近反力墻的一端上。
[0008]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為:
[0009]本實用新型成功實現(xiàn)三種加載方式，即
[0010]①構(gòu)件橫向均布力加載(模擬橫向均布荷載)；
[0011]②構(gòu)件進(jìn)行軸向力加載(模擬長柱受軸壓，臥式試驗)；
[0012]③構(gòu)件橫向均布力和軸向力同時加載(模擬承重長柱受均布荷載作用，臥式試驗)。
[0013]而且，該系統(tǒng)安裝簡單，靈活性強，測試精度高，節(jié)省試驗空間，可行性強。
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型擬靜力試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為圖1的立體視圖。
[0017]圖中，1.反力墻，2.大型門式反力架龍門架，3.大型門式反力架主橫梁，4.豎向作動器，5.球絞，6.水平作動器，7.彎曲支座，8.PC約束擋板9.分配梁，10.工字鋼梁，11.水囊，12.錨桿，13構(gòu)件，14.鋼擋板，15.地面過渡板。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本實用新型擬靜力試驗裝置，用于測試柱狀構(gòu)件13的抗力-位移全曲線，包括反力墻I和門式反力架2，所述門式反力架2的主橫梁3與反力墻I墻面垂直，還包括豎向作動器4，所述豎向作動器4上端通過球鉸5與主橫梁3連接，豎向作動器4的下端壓在與主橫梁3平行的分配梁9上，還包括置于分配梁9下的工字鋼梁10和置于工字鋼梁10下的水囊11，水囊11下面放置待測柱狀構(gòu)件13，還包括置于地面過渡板15和固定在所述地面過渡板15上的二個彎曲支座7，所述二個彎曲支座7位于待測柱狀構(gòu)件13的下部，且分別靠近待測柱狀構(gòu)件13的兩端，還包括錨桿12、鋼擋板14和水平作動器6，所述錨桿12 —端穿過鋼擋板14，用螺栓擰緊，將鋼擋板14壓在構(gòu)件13遠(yuǎn)離反力墻I的一端，另一端通過螺栓連接在反力墻I豎槽道內(nèi)，所述水平作動器6 —端固定在反力墻I上，另一端頂在構(gòu)件13靠近反力墻I的一端上。
[0019]采用工字鋼和分配梁是因為它們剛度大，不會因為較大的作動器荷載而出現(xiàn)屈曲，能夠保證作動器的產(chǎn)生的集中力經(jīng)分配梁和工字鋼后，實現(xiàn)一個平面加載力給水囊。
[0020]為防止試驗時水囊11承受的水壓過大發(fā)生破壞，在所述水囊11長度方向兩邊設(shè)有透明的PC約束擋板8提供約束維護(hù)，短邊方向則設(shè)置普通角鋼提供約束維護(hù)。
[0021]由于水囊抗剪性能較弱，在作動器大幾十噸力的作用下容易被剪壞。所以應(yīng)保證兩側(cè)的鋼化PC約束擋板緊貼構(gòu)件兩側(cè)，不留縫隙。為了不影響構(gòu)件破壞現(xiàn)象的觀察和測量，采用透明的PC約束擋板作為水囊均布加載系統(tǒng)的圍護(hù)。PC約束擋板還可以防止工字鋼梁和分配梁跌落而產(chǎn)生危險。
[0022]為提高試驗的方便程度和自動化水平，在水平作動器6和豎直作動器4的作動缸前均設(shè)有壓力傳感器18。在水囊11內(nèi)部和構(gòu)件13表面均設(shè)置有壓強傳感器17。在構(gòu)件13內(nèi)或/和外表面黏貼有應(yīng)變片19。在試驗場地四周設(shè)置有位移傳感器16。
[0023]當(dāng)需要模擬梁柱構(gòu)件受均布荷載作用時，構(gòu)件13兩端放置在已固定在地面過渡板15的彎曲支座7上，構(gòu)件13上方放置裝滿水的水囊11，水囊11上放置一塊與水囊尺寸相當(dāng)?shù)?剛度大)工字鋼梁10，工字鋼梁10上放置分配梁9。豎向作動器4安置在門式鋼架的大橫梁3上，作動器4上部有球鉸5，球絞5可以保證試驗時作動器活塞隨構(gòu)件13的位移而移動，作動器4壓在分配梁9上，分配梁9傳力給工字鋼梁10，工字鋼梁10將力傳給水囊11，水囊11傳力至構(gòu)件13即達(dá)到給構(gòu)件施加均布荷載的目的。力的傳遞路徑為:豎向作動器4 一分配梁9 一工字鋼10 —水囊11 一構(gòu)件13。
[0024]水囊均布加載系統(tǒng)是通過平臥的構(gòu)件上方放置裝滿水的水囊，水囊上放置一塊與水囊尺寸相當(dāng)?shù)?剛度大)工字鋼梁，鋼板上放置分配梁。水囊實現(xiàn)均布加載的原因是水囊可以隨著構(gòu)件的變形撓曲而保持與構(gòu)件受壓表面的緊密貼合；且水囊相對于氣囊剛度較大，可以配合作動器進(jìn)行卸載，順利量測構(gòu)件抗力曲線下降段。
[0025]垂直作動器安置在門式鋼架的大橫梁上，作動器上部有球鉸，球鉸可以保證試驗時作動器的加載方向。
[0026]當(dāng)需要模擬梁柱構(gòu)件受軸力荷載試驗時，構(gòu)件13兩端放置在已固定在地面過渡板15的彎曲支座7上，已張拉的錨桿12，錨桿12 —端穿過鋼擋板由螺栓擰緊頂在構(gòu)件13一側(cè)，另一端通過螺栓連接在反力墻I豎槽道內(nèi)。錨桿軸力加載系統(tǒng)是通過設(shè)置在反力墻上I的水平作動器6頂住已被錨桿壓實的構(gòu)件端部產(chǎn)生反作用力而對構(gòu)件施加軸力。
[0027]錨桿軸力加載系統(tǒng)是通過設(shè)置在反力墻上的作動器頂住已被錨桿約束的構(gòu)件端部產(chǎn)生反作用力而對構(gòu)件施加軸力。
[0028]本系統(tǒng)可以將軸力和均布荷載可以配合使用，達(dá)到模擬構(gòu)件橫向受均布荷載同時在軸向受軸力的目的。
【主權(quán)項】
1.一種擬靜力試驗裝置，用于測試柱狀構(gòu)件(13)的抗力-位移全曲線，包括反力墻(I)和門式反力架(2)，所述門式反力架(2)的主橫梁(3)與反力墻(I)墻面垂直，其特征在于: 還包括豎向作動器(4)，所述豎向作動器(4)上端通過球鉸(5)與主橫梁(3)連接，豎向作動器(4)的下端壓在與主橫梁(3)平行的分配梁(9)上，還包括置于分配梁(9)下的工字鋼梁(10)和置于工字鋼梁(10)下的水囊(11)，水囊(11)下面放置待測柱狀構(gòu)件(13)，還包括置于地面過渡板(15)和固定在所述地面過渡板(15)上的二個彎曲支座(7)，所述二個彎曲支座⑵位于待測柱狀構(gòu)件(13)的下部，且分別靠近待測柱狀構(gòu)件(13)的兩端， 還包括錨桿(12)、鋼擋板(14)和水平作動器￠)，所述錨桿(12) —端穿過鋼擋板(14)，用螺栓擰緊，將鋼擋板(14)壓在構(gòu)件(13)遠(yuǎn)離反力墻(I)的一端，另一端通過螺栓連接在反力墻(I)豎槽道內(nèi)，所述水平作動器(6) —端固定在反力墻(I)上，另一端頂在構(gòu)件(13)靠近反力墻(I)的一端上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擬靜力試驗裝置，其特征在于:在所述水囊(11)長度方向兩側(cè)設(shè)有透明的PC約束擋板(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擬靜力試驗裝置，其特征在于:在水平作動器(6)和豎直作動器(4)的作動缸前均設(shè)有壓力傳感器(18)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擬靜力試驗裝置，其特征在于:在水囊(11)內(nèi)部和構(gòu)件(13)表面均設(shè)置有壓強傳感器(17)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擬靜力試驗裝置，其特征在于:在構(gòu)件(13)內(nèi)或/和構(gòu)件表面黏貼有應(yīng)變片(19)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擬靜力試驗裝置，其特征在于:在試驗場地四周設(shè)置有位移傳感器(16) ο
【專利摘要】本實用新型公開一種擬靜力試驗裝置，包括反力墻(1)和門式反力架(2)，門式反力架(2)的主橫梁(3)與反力墻(1)墻面垂直，豎向作動器(4)上端通過球鉸(5)與主橫梁(3)連接，下端壓在與主橫梁(3)平行的分配梁(9)上，還包括依次置于分配梁(9)下的工字鋼梁(10)、水囊(11)、待測柱狀構(gòu)件(13)，二個彎曲支座(7)位于待測柱狀構(gòu)件(13)靠近兩端的下部，還包括錨桿(12)、鋼擋板(14)和水平作動器(6)，錨桿(12)一端穿過鋼擋板(14)，另一端通過螺栓連接在反力墻(1)豎槽道內(nèi)。本實用新型的擬靜力試驗裝置能夠測試梁柱等構(gòu)件在橫向均布荷載和軸向力兩種荷載共同作用下的抗力-位移全曲線。
【IPC分類】G01M13/00
【公開號】CN204679269
【申請?zhí)枴緾N201520409302
【發(fā)明人】陳力, 方秦, 潘騰, 張亞棟, 相恒波, 柳錦春
【申請人】中國人民解放軍理工大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月12日