[發明專利]一種結構構件豎向荷載加載裝置及加載方法

有效

• 申請號: 201710601284.3
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107167386B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 戚亮杰;薛建陽;劉祖強;董金爽
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種結構構件豎向荷載加載裝置及加載方法，裝置包括反力梁、液壓千斤頂、高強螺栓、豎向荷載模擬桁架、加固梁、地梁、地腳螺栓、油源、油管、控制器及電腦；試件頂部和反力梁底端固結，如試驗要求試件頂部鉸接，可以在反力梁下端增加一個鉸支座裝置，液壓千斤頂上端和反力梁下端通過高強螺栓固定連接，下端和豎向荷載模擬桁架緊密連接，地梁底面和地面通過地腳螺栓緊固，液壓千斤頂中包含力傳感器，可以讀取實時豎向力的，可以準確得到豎向荷載值大小。在試件發生水平變形時，軸向壓力方向保持恒定。具有受力明確、拆裝方便、操作簡單、安全可靠等優點。

【技術領域】

本發明屬于荷載試驗加載技術領域，涉及一種結構構件豎向荷載加載裝置及加載方法。

【背景技術】

結構試驗是研究結構性能及力學特征最主要的途徑，準確模擬結構在實際工況下的荷載是試驗成功的基礎。現階段，結構構件在滯回加載過程中的軸壓比通常保持不變，即豎向荷載是恒定的，豎向力主要采用懸掛重物的方式或通過液壓千斤頂施加壓力的方法實現。當懸掛較大荷載的時候，結構容易發生突然失穩，危險系數較高；而當結構發生側移時，液壓千斤頂施加的壓力無法保持固定的數值，同時存在液壓千斤頂不易固定的難題。這些問題都會直接影響結構試驗的準確性。

【發明內容】

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種結構構件豎向荷載加載裝置及加載方法。本發明通過液壓千斤頂、反力梁、豎向荷載模擬桁架、加固梁和地梁等組成的加載裝置，進行豎向荷載的加載，可準確得到豎向荷載值，具有傳力明確、拆裝方便、操作簡單、安全可靠的優點。

為了解決上述技術問題，本發明提出以下技術方案：

一種結構構件豎向荷載加載裝置，包括數據采集系統和位于豎直放置的試件頂部的反力梁，試件的頂部與反力梁底部的中部連接，反力梁兩端的下部對稱連接有用于施力的液壓千斤頂，液壓千斤頂中設有用于顯示力的力傳感器，液壓千斤頂與數據采集系統連接；液壓千斤頂的下端連接有能夠使試件在受軸向力過程中保持承受恒定的豎向力的豎向荷載模擬桁架，豎向荷載模擬桁架的底部固定設置。

所述試件的頂部與反力梁鉸接或固定連接。

所述液壓千斤頂的頂端與反力梁之間通過用于調整液壓千斤頂頂部高度的連接頭連接。

所述豎向荷載模擬桁架包括V型桿，V型桿頂端向下，自由端向上設置，液壓千斤頂的下端與V型桿頂端鉸接，V型桿的自由端上均鉸接有連桿，連桿的下端與固定設置的固定鉸鉸接，連桿關于V型桿對稱。

同一榀的豎向荷載模擬桁架連接的固定鉸之間連接有加固梁。

兩榀豎向荷載模擬桁架連接的固定鉸通過第二高強螺栓固定設置在地梁上，地梁與反力梁平行，地梁通過地腳螺栓與地面固定連接。

所述數據采集系統包括控制器，控制器上連接有油源和電腦，油源通過油管與液壓千斤頂連接。

一種結構構件豎向荷載加載方法：

將試件與豎向荷載加載裝置連接后，通過數據采集系統控制反力梁兩端的液壓千斤頂同步收縮，液壓千斤頂收縮過程中向下拉動反力梁給試件施加軸向荷載，試件在承受軸向荷載過程中，若試件發生變位，則豎向荷載模擬桁架通過變形來使試件的受力方向始終豎直向下。

當試件發生變位時，豎向荷載模擬桁架的V型桿與連桿在鉸接部發生旋轉，連桿與固定鉸發生旋轉，通過V型桿與連桿之間的旋轉以及連桿與固定鉸之間的旋轉能夠釋放豎向荷載模擬桁架因試件的變位而產生的扭矩，進而使試件的受力方向始終豎直向下。

本發明具有以下有益效果：