[發明專利]一種張拉膜結構堆載試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201811184907.2
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109406272B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張營營;趙玉帥;裴佳寧;張蘭蘭;徐俊豪;魏靜;宋潔;丁威
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;江蘇建筑職業技術學院
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04;G01N3/06
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龔頤雯;馬東偉

1.一種張拉膜結構堆載試驗裝置，其特征在于，包括加載架、蓋板、載荷單元、位移傳感器和夾具，所述加載架設置于水平地面上，膜材試件設置于加載架上，所述膜材試件上設有測試點，所述位移傳感器設置于地面上并通過測試點與膜材試件連接，所述載荷單元設于膜材試件上，所述蓋板設置于加載架上面，夾具設置于蓋板和加載架的邊上，夾具用于夾緊蓋板和加載架，蓋板與加載架上分別設有凹凸槽結構；所述載荷單元采用堆載沙袋；蓋板的四個角處設有吊耳；

所述加載架包括回字形加載框，所述回字形加載框可拆卸的套在一起并處于同一水平面上；所述蓋板包括回字形蓋板框，所述回字形蓋板框可拆卸的套在一起并處于同一水平面上；所述回字形加載框和回字形蓋板框上均設有所述凹凸槽結構，且一一對應；所述回字形加載框的內框邊長與套在里面的回字形加載框的外框邊長相等；所述回字形蓋板框的內框邊長與套在里面的回字形蓋板框的外框邊長相等；

或者，所述蓋板包括第一蓋板、第二蓋板、第三蓋板和第四蓋板；所述加載架包括第一加載架、第二加載架、第三加載架和第四加載架；所述第一至第四蓋板和第一至第四加載架上均設有滑槽，且各滑槽長度與各蓋板和各加載架長度相等；

所述第一至第四蓋板以及第一至第四加載架上均設有所述凹凸槽結構，且一一對應；

所述第二蓋板的第一端設于第一蓋板的第二端滑槽內；

所述第三蓋板的第一端設于第二蓋板的第二端滑槽內；

所述第四蓋板的第一端設于第三蓋板的第二端滑槽內；

所述第一蓋板的第一端設于第四蓋板的第二端的滑槽內；

所述第二加載架的第一端設于第一加載架的第二端滑槽內；

所述第三加載架的第一端設于第二加載架的第二端滑槽內；

所述第四加載架的第一端設于第三加載架的第二端滑槽內；

所述第一加載架的第一端設于第四加載架的第二端滑槽內；

所述第一至第四蓋板和第一至第四加載架的滑槽內還設有卡位塊和卡緊件；

所述卡位塊穿過滑槽與卡緊件可拆卸連接；

卡位塊與卡緊件擰緊；蓋板或者加載架處于固定狀態；

卡位塊與卡緊件松開，蓋板或者加載架處于滑動狀態；

所述加載架和蓋板上的凹凸槽結構咬合后的側面設有側向間隙，側向間隙尺寸為3mm～7mm；

加載架和蓋板的凸槽棱角處采用倒角處理；夾具上帶有刻度；

所述膜材試件的形狀為十字形，包括矩形的測試區以及與測試區的側邊相接的翼緣；沿垂直于測試區的側邊的方向，所述翼緣分為展平區和夾持區，所述展平區與測試區的側邊相接；所述夾持區為加載架與蓋板的之間的夾持部分。

2.根據權利要求1所述的堆載試驗裝置，其特征在于，所述凹凸槽結構采用矩形凹凸槽結構、V型凹凸槽結構或半圓形凹凸槽結構中的一種。

3.一種張拉膜結構堆載試驗方法，其特征在于，采用如權利要求1所述的堆載試驗裝置，包括以下步驟：

S1.將膜材試件設置于加載架上面，蓋板設置于膜材試件上面，將膜材試件的夾持區設于蓋板和加載架的所述凹凸槽結構之間；

S2.設計與有限元數值模擬中相同位置的測試點，測試點位于測試區內的X軸和Y軸上，將測試點與位移傳感器連接，并記錄各個位移傳感器的初始示數；

S3.以從邊緣到中心的順序在膜材試件的測試區域內依次堆放載荷單元，完成一級加載；

S4.靜置待位移傳感器示數穩定后記錄測試點的一級加載位移量；

S5.重新以從邊緣到中心的順序在一級加載的堆載單元上依次堆放載荷單元，完成二級加載；

S6.靜置待位移傳感器示數穩定后記錄測試點的二級加載位移量；

S7.重復步驟S3～S6，分別測試各個測試點在不同加載級數下的位移量，直至完成試驗設計的堆載級數；

S8.完成試驗。