[發(fā)明專利]一種多層、多跨靜力模型水平加載及導(dǎo)向裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610057491.2
• 申請(qǐng)日: 2016-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN105575229B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳廷國(guó);吳江龍;徐康乾;孫良君;王四杰;張震
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué);煙臺(tái)大學(xué);煙臺(tái)新天地試驗(yàn)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G09B23/10
• 分類號(hào): G09B23/10
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心21200
• 代理人: 潘迅,梅洪玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域，涉及一種多層、多跨靜力模型水平加載及導(dǎo)向裝置。

背景技術(shù)

高等院校土木工程專業(yè)本科生階段，在《建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》、《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算》、《建筑結(jié)構(gòu)抗震》等課程中會(huì)涉及框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)等多種結(jié)構(gòu)體系，目前主要通過(guò)理論教學(xué)的方式讓學(xué)生對(duì)各種結(jié)構(gòu)體系的組成特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)和計(jì)算方法等進(jìn)行簡(jiǎn)單了解。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高等院校本科生教學(xué)中已越來(lái)越普遍，關(guān)于多層、多跨、多種結(jié)構(gòu)體系的實(shí)驗(yàn)引入到教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過(guò)對(duì)某一結(jié)構(gòu)體系鋼結(jié)構(gòu)模型施加水平荷載測(cè)量位移和應(yīng)變并計(jì)算應(yīng)力、對(duì)多種結(jié)構(gòu)體系施加相同荷載進(jìn)行位移比較這兩種試驗(yàn)方式，可加深對(duì)不同結(jié)構(gòu)體系的了解，有助于所學(xué)理論的熟練掌握和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中本科生試驗(yàn)教學(xué)中的不足，本發(fā)明提供一種有關(guān)多層、多跨不同結(jié)構(gòu)體系的鋼結(jié)構(gòu)模型水平加載裝置，該裝置主要用于對(duì)多層、多跨靜力鋼結(jié)構(gòu)模型施加多點(diǎn)水平荷載，確保加載方向水平且多點(diǎn)荷載等大，多點(diǎn)加載可通過(guò)分配梁均衡,采用分配梁均衡時(shí)需與導(dǎo)向裝置配套使用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)最多四層每層四點(diǎn)共16個(gè)點(diǎn)同步加載，也可實(shí)現(xiàn)不同點(diǎn)反向加載。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種多層、多跨靜力模型水平加載及導(dǎo)向裝置，包括伺服加載裝置、水平加載導(dǎo)向支架、分配梁、反力墻連接板、荷載均衡油缸、壓力均衡油缸供油系統(tǒng)和拉壓力傳感器。

所述的伺服加載裝置1采用觸摸屏作為輸入控制、顯示單元，伺服加載裝置1前端與分配梁3連接，分配梁3通過(guò)直線導(dǎo)軌、滑塊安裝在水平加載導(dǎo)向支架2上；伺服加載裝置1后端安裝在反力墻連接板4上，安裝位置能夠滑動(dòng)調(diào)節(jié)。每套伺服加載裝置的靜載最大出力50kN，工作行程150mm。伺服加載裝置采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)缸的加載方式，可進(jìn)行荷載伺服控制加載和位移伺服控制加載，可單臺(tái)伺服加載裝置1進(jìn)行工作，也可多臺(tái)伺服加載裝置1同步協(xié)調(diào)工作。

所述的水平加載導(dǎo)向支架2采用門式結(jié)構(gòu)，包括立柱、橫梁和直線導(dǎo)向裝置，水平加載導(dǎo)向支架2滑動(dòng)安裝在槽道8上；立柱高度符合模數(shù)，共兩根位于導(dǎo)向支架2的兩側(cè)；橫梁通過(guò)螺栓與兩邊立柱連接，橫梁所處高度按模數(shù)可調(diào)，橫梁頂面及底面均可安裝直線導(dǎo)向裝置。

所述的分配梁采用類箱梁結(jié)構(gòu)，分配梁長(zhǎng)度有多種規(guī)格，最長(zhǎng)可安裝4個(gè)加載點(diǎn)，最短可安裝1個(gè)加載點(diǎn)，不同長(zhǎng)度的分配梁可單獨(dú)使用也可組合使用，實(shí)現(xiàn)模型拉壓對(duì)稱加載。

所述的反力墻連接板為雙向底板、T型槽結(jié)構(gòu)。反力墻連接板上有橫向軌道和豎向軌道，橫向?qū)к壟c伺服加載裝置1連接，反力墻連接板4通過(guò)豎向軌道與反力墻7連接，可豎向、水平調(diào)整位置。每一橫向軌道上可布置一個(gè)伺服加載裝置1，伺服加載裝置1與分配梁3連接，對(duì)多層、多跨靜力模型每一層實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)加載、兩點(diǎn)加載、四點(diǎn)加載等加載方式；每一橫向軌道上布置兩個(gè)伺服加載裝置，通過(guò)控制使一個(gè)伺服加載裝置輸出拉力，另一個(gè)輸出壓力，對(duì)多層、多跨靜力模型每一層實(shí)現(xiàn)扭矩加載。

所述的荷載均衡油缸一端與分配梁鉸接，另一端與拉壓力傳感器相連；荷載均衡油缸最大均衡荷載50kN，均衡行程100mm。所述的壓力均衡油缸供油系統(tǒng)與伺服加載裝置相連接，為其提供動(dòng)力。所述的拉壓力傳感器為柱式，量程50kN，線性度不大于0.1％。

本發(fā)明用于對(duì)多層、多跨靜動(dòng)力鋼結(jié)構(gòu)模型施加多點(diǎn)水平荷載，確保加載方向水平且多點(diǎn)荷載等大，多點(diǎn)加載可通過(guò)分配梁均衡,采用分配梁均衡時(shí)需與導(dǎo)向裝置配套使用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)點(diǎn)同步加載，也可實(shí)現(xiàn)不同點(diǎn)反向加載。

本發(fā)明水平加載導(dǎo)向支架安裝位置沿槽道可移動(dòng)、橫梁高度按模數(shù)可調(diào)。橫梁頂面及底面均可安裝直線導(dǎo)向裝置；導(dǎo)向裝置采用直線導(dǎo)軌作為行走介質(zhì)，具有摩擦系數(shù)小、潤(rùn)滑容易、摩擦接觸面磨耗低、承載力高等優(yōu)點(diǎn)。導(dǎo)軌本身可同時(shí)承受兩個(gè)方向拉伸、壓縮荷載，且四個(gè)方向等負(fù)荷，有利于抵抗有側(cè)向荷載的實(shí)驗(yàn)；反力墻連接板可保證加載點(diǎn)位置任意可調(diào)，可在任意位置加載；多個(gè)油缸可分組調(diào)整壓力，以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)加載的效果。

附圖說(shuō)明

圖1為水平加載導(dǎo)向支架和分配梁正視圖；

圖2為反力墻連接板正視圖。

圖3為安裝一個(gè)伺服加載裝置的多層、多跨靜力模型加載及導(dǎo)向裝置側(cè)視圖；

圖4為安裝四個(gè)伺服加載裝置的多層、多跨靜力模型加載及導(dǎo)向裝置側(cè)視圖；

圖5為多層、多跨靜力模型加載及導(dǎo)向裝置俯視圖；