[發明專利]位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置及測試方法

無效

• 申請號: 201110445689.5
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN102539225A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 沈德建;袁嬌嬌;陸培娟;張今陽;段小芳;江倩艷;殷粉芳
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明涉及位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置及測定方法，屬于混凝土建筑領域。

背景技術

土木工程領域中，鋼筋混凝土柱的偏心受壓性能是非常重要的。在地震作用下，鋼筋混凝土柱均處于偏壓狀態。鋼筋混凝土柱是混凝土框架主要的抗側力構件，而鋼筋混凝土柱的破壞是引起框架倒塌，并在震后難以修復的主要原因。

目前偏心加載柱，豎向力施加方式主要是采用荷載控制。荷載控制在試件處于彈性階段表現較好，而一旦試件處于彈塑性階段尤其是接近破壞時，荷載步幅將難以控制，很容易出現豎向力失控，加速試件的破壞，造成失真的試驗結果，因此無法得到荷載和位移曲線的下降段。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置及測定方法。

本發明采用如下技術方案：

本發明所述的位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置，包括外框架，加載裝置及測試裝置；所述的外框架內布置加載裝置，加載裝置連接測試裝置；所述的外框架包括工字型頂梁，工字型測梁，工字型底梁；所述的工字型底梁上垂直布置兩根工字型測梁，兩根工字型測梁頂端布置工字型頂梁；所述的加載測試裝置包括作動器，位移傳感器，荷載傳感器，球鉸，平面鉸；所述的工字型頂梁內側垂直固定作動器，作動器內布置位移傳感器與荷載傳感器，作動器的驅動端布置球鉸，工字型底梁上端布置平面鉸；球鉸與平面鉸之間放置試驗柱，所述試裝置包括控制器，計算機，動態信號分析系統，位移計，應變片；作動器連接控制器，控制器連接計算機，動態信號分析系統連接計算機，若干個位移計布置在工字型測梁上，若干個位移計通過鋼絲與試驗柱接觸，若干個應變片布置在試驗柱上，若干個位移計與若干個應變片的信號輸出端連接動態信號分析系統。

本發明所述的位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置，所述的鋼絲由銦瓦鋼制成。

本發明所述的位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置的測試方法，步驟如下：

1)、裝配加載裝置，將需測試的試驗柱安裝在球鉸與平面鉸之間，在試驗柱表面粘貼應變片，在位移計端部綁鋼絲，使得鋼絲抵觸試驗柱；

2)、連接測試裝置，將位移計與應變片與動態信號分析系統連接，動態信號分析系統連接計算機；

3)、打開動態信號測試與分析系統，調零，通過計算機對控制器實施控制，控制器對作動器進行位移和力控制，作動器對柱進行加載。動態信號測試與分析系統記錄加載過程中柱的位移ΔS(t)和混凝土的應變Δε(t)以及試件破壞時的荷載P(t)。

4)、根據ΔS(t)和P(t)可得荷載-位移曲線，根據Δε(t)和P(t)可得到荷載-應變曲線，測試完成。

有益效果

本發明測試裝置的特點是組裝簡單，操作方便，試驗所需儀器較少，可以在澆筑現場進行測量?？刂破骺梢詫ψ鲃悠鬟M行位移和力控制，因此本裝置可以在加載初期采用力控制，混凝土開裂后平滑切換至位移控制?？梢詼y出荷載和位移曲線的下降段，可以測出荷載和位移的全過程曲線，可以測出荷載和應變的全過程曲線。并且在力和位移控制時可設置力和位移保護，保證試驗安全。

附圖說明

圖1是本發明的的結構示意圖；

圖中1是頂部工字型鋼梁，2-左側工字型鋼柱，3，右側工字型鋼柱，4是底部工字型鋼梁，5是外框架，6是作動器，7是位移傳感器，8是荷載傳感器，9是球鉸，10是試驗柱，11是油管，12是液壓油泵，13是控制器，14是計算機，15是動態信號測試分析系統，16是高強螺栓，17是位移計，18是應變片，19是鋼絲，20是信號線，21是平面鉸。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步詳細說明：

如圖所示：位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置，包括外框架5，加載裝置及測試裝置；所述的外框架5內布置加載裝置，加載裝置連接測試裝置。

外框架5包括工字型頂梁，工字型測梁，工字型底梁；所述的工字型底梁上垂直布置兩根工字型測梁，兩根工字型測梁頂端布置工字型頂梁；所述的加載測試裝置包括作動器6，位移傳感器7，荷載傳感器8，球鉸9，平面鉸21。