[發(fā)明專利]一種平行組拼雙拱面外失穩(wěn)的實(shí)驗(yàn)加載裝置及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810261801.1
• 申請(qǐng)日: 2018-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108332962B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃永輝;萬(wàn)洋;朱創(chuàng)堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00;G01N3/02;G01N3/12
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵;裘暉

1.一種平行組拼雙拱面外失穩(wěn)的實(shí)驗(yàn)加載裝置，用于平行組拼雙拱拱圈的面外失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)，其特征在于，包括：剛性基礎(chǔ)框架、支座、千斤頂?shù)鬃{(diào)節(jié)塊和拉壓千斤頂；剛性基礎(chǔ)框架包括豎直設(shè)置的兩根立柱、安裝在立柱下端的底梁和可移動(dòng)安裝在立柱上的反力梁，支座設(shè)置在底梁上端面，平行組拼雙拱拱圈沿左右方向安放在支座上，反力梁上設(shè)置有五個(gè)千斤頂?shù)鬃{(diào)節(jié)塊，每個(gè)千斤頂?shù)鬃{(diào)節(jié)塊上均設(shè)置有始終平行于平行組拼雙拱拱圈的圓弧徑向的拉壓千斤頂；

還包括滑動(dòng)槽、滾軸和剛性楔塊；滑動(dòng)槽連接在千斤頂?shù)鬃{(diào)節(jié)塊的下部，剛性楔塊連接在拉壓千斤頂?shù)纳喜浚瑒?dòng)槽內(nèi)安裝有可自由滾動(dòng)的滾軸，剛性楔塊位于滾軸下方；滑動(dòng)槽的底面為斜槽面，剛性楔塊的上表面為斜楔面，斜楔面與斜槽面相互平行，斜楔面和斜槽面均沿前后方向傾斜，滾軸在斜槽面上滾動(dòng)；

斜槽面沿水平面的下方傾斜5°；

斜楔面沿水平面的上方傾斜5°；

實(shí)驗(yàn)加載裝置還包括分配梁，分配梁上端套接拉壓千斤頂，下端卡接于平行組拼雙拱拱圈；

分配梁的上側(cè)中間設(shè)有用于與拉壓千斤頂?shù)募虞d頭套接的套接座，分配梁的下側(cè)兩端各設(shè)有一個(gè)用于卡住平行組拼雙拱拱圈的圓弧凹槽，兩個(gè)圓弧凹槽的距離等于平行組拼雙拱拱圈的寬度，兩個(gè)圓弧凹槽均布在套接座兩側(cè)；

五個(gè)拉壓千斤頂分別設(shè)在平行組拼雙拱拱圈的1/6、1/3和1/2跨處；

實(shí)驗(yàn)加載裝置還包括兩反力支架，反力支架上方于反力梁錨固，下方與底梁錨固；兩反力支架分別位于平行組拼雙拱拱圈的前后兩側(cè)，在反力支架上對(duì)應(yīng)平行組拼雙拱拱圈的位置處設(shè)有活動(dòng)的螺桿；

實(shí)驗(yàn)加載裝置還包括兩防側(cè)移頂桿，防側(cè)移頂桿的一端連接在平行組拼雙拱面拱圈的1/6跨處的拉壓千斤頂所對(duì)應(yīng)的千斤頂?shù)鬃{(diào)節(jié)塊的一側(cè)，另一端可上下移動(dòng)地連接在立柱上。

2.按照權(quán)利要求1所述的平行組拼雙拱面外失穩(wěn)的實(shí)驗(yàn)加載裝置的加載方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）加載側(cè)向力：使用螺桿對(duì)平行組拼雙拱拱圈的拱頂施加面外載荷，把平行組拼雙拱拱圈的缺陷的大小和方向統(tǒng)一化；

（2）預(yù)加載：使用ANSYS有限元軟件計(jì)算模擬平行組拼雙拱拱圈的實(shí)際情況，得出荷載位移曲線，預(yù)測(cè)平行組拼雙拱拱圈的極限承載力和變形，預(yù)加載同時(shí)及時(shí)與有限元的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，判斷其結(jié)果是否合理，若無(wú)問(wèn)題則進(jìn)行正式加載；

（3）正式加載：采用同步加載、分級(jí)加載的加載方式，即五個(gè)千斤頂保持同樣的荷載同步加載，并由數(shù)據(jù)采集儀記錄加載全程的數(shù)據(jù)；

試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，每級(jí)荷載按有限元模擬的極限承載力的10%進(jìn)行加載，每級(jí)加載中間需持續(xù)5分鐘；當(dāng)荷載達(dá)到極限承載力的70%，每級(jí)荷載減少為極限承載力的5%；當(dāng)達(dá)到90%以后，每級(jí)荷載減小為極限承載力的1%；荷載達(dá)到極限承載力后，荷載將繼續(xù)緩慢施加；記錄拉壓千斤頂達(dá)到的移動(dòng)范圍的極限，試驗(yàn)結(jié)束；

步驟（2）中，預(yù)加載按極限承載力的20%，分4級(jí)加載，每級(jí)5%遞增；每級(jí)加載達(dá)到限值時(shí)，持續(xù)荷載5分鐘。