專利名稱：位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測(cè)試裝置及測(cè)定方法，屬于混凝土建筑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
土木工程領(lǐng)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(tài)。鋼筋混凝土柱是混凝土框架主要的抗側(cè)力構(gòu)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(fù)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(xiàn)較好，而一旦試件處于彈塑性階段尤其是接近破壞時(shí)，荷載步幅將難以控制，很 容易出現(xiàn)豎向力失控，加速試件的破壞，造成失真的試驗(yàn)結(jié)果，因此無(wú)法得到荷載和位移曲線的下降段。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測(cè)試裝置及測(cè)定方法。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型所述的位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測(cè)試裝置，包括外框架，力口載裝置及測(cè)試裝置；所述的外框架內(nèi)布置加載裝置，加載裝置連接測(cè)試裝置；所述的外框架包括工字型頂梁，工字型測(cè)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(cè)梁，兩根工字型測(cè)梁頂端布置工字型頂梁；所述的加載測(cè)試裝置包括作動(dòng)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(nèi)側(cè)垂直固定作動(dòng)器，作動(dòng)器內(nèi)布置位移傳感器與荷載傳感器，作動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)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(yàn)柱，所述試裝置包括控制器，計(jì)算機(jī)，動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)，位移計(jì)，應(yīng)變片；作動(dòng)器連接控制器，控制器連接計(jì)算機(jī)，動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)連接計(jì)算機(jī)，若干個(gè)位移計(jì)布置在工字型測(cè)梁上，若干個(gè)位移計(jì)通過(guò)鋼絲與試驗(yàn)柱接觸，若干個(gè)應(yīng)變片布置在試驗(yàn)柱上，若干個(gè)位移計(jì)與若干個(gè)應(yīng)變片的信號(hào)輸出端連接動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)。本實(shí)用新型所述的位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測(cè)試裝置，所述的鋼絲由銦瓦鋼制成。有益效果本實(shí)用新型測(cè)試裝置的特點(diǎn)是組裝簡(jiǎn)單，操作方便，試驗(yàn)所需儀器較少，可以在澆筑現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量?？刂破骺梢詫?duì)作動(dòng)器進(jìn)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(kāi)裂后平滑切換至位移控制。可以測(cè)出荷載和位移曲線的下降段，可以測(cè)出荷載和位移的全過(guò)程曲線，可以測(cè)出荷載和應(yīng)變的全過(guò)程曲線。并且在力和位移控制時(shí)可設(shè)置力和位移保護(hù)，保證試驗(yàn)安全。
圖I是本實(shí)用新型的的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中I是頂部工字型鋼梁，2是左側(cè)工字型鋼柱，3which右側(cè)工字型鋼柱，4是底部工字型鋼梁，5是外框架，6是作動(dòng)器，7是位移傳感器，8是荷載傳感器，9是球鉸，10是試驗(yàn)柱，11是油管，12是液壓油泵，13是控制器，14是計(jì)算機(jī)，15是動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)，16是高強(qiáng)螺栓，17是位移計(jì)，18是應(yīng)變片，19是鋼絲，20是信號(hào)線，21是平面鉸。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明如圖所示位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測(cè)試裝置，包括外框架5，加載裝置及測(cè)試裝置；所述的外框架5內(nèi)布置加載裝置，加載裝置連接測(cè)試裝置。 外框架5包括工字型頂梁，工字型測(cè)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(cè)梁，兩根工字型測(cè)梁頂端布置工字型頂梁；所述的加載測(cè)試裝置包括作動(dòng)器6，位移傳感器7，荷載傳感器8，球鉸9，平面鉸21。工字型頂梁內(nèi)側(cè)垂直固定作動(dòng)器6，作動(dòng)器6內(nèi)布置位移傳感器7與荷載傳感器8，作動(dòng)器6的驅(qū)動(dòng)端布置球鉸9，工字型底梁上端布置平面鉸21 ;球鉸9與平面鉸21之間放置試驗(yàn)柱10 ;所述接測(cè)試裝置包括控制器13，計(jì)算機(jī)14，動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)15，位移計(jì)17，應(yīng)變片18 ;作動(dòng)器I連接控制器13，控制器13連接計(jì)算機(jī)14，動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)15連接計(jì)算機(jī)14，若干個(gè)位移計(jì)17布置在工字型測(cè)梁上，若干個(gè)位移計(jì)17通過(guò)鋼絲19與試驗(yàn)柱10接觸，若干個(gè)應(yīng)變片18布置在試驗(yàn)柱10上，若干個(gè)位移計(jì)17與若干個(gè)應(yīng)變片18的信號(hào)輸出端連接動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)15?？刂破?3可以對(duì)作動(dòng)器6進(jìn)行位移和力控制，并可以實(shí)現(xiàn)力和位移控制模式的平滑切換。作動(dòng)器在力控制時(shí)可以不停機(jī)自動(dòng)切換至位移控制，在位移控制時(shí)可以不停機(jī)自動(dòng)切換至力控制。在切換控制模式的過(guò)程中，力和位移沒(méi)有任何波動(dòng)。本裝置可以測(cè)出荷載和位移曲線的下降段、測(cè)出荷載和位移的全過(guò)程曲線，荷載和應(yīng)變的全過(guò)程曲線。在力和位移控制時(shí)可設(shè)置力和位移保護(hù)，保證試驗(yàn)安全。在力和位移控制時(shí)，可以分別設(shè)置力和位移的最大值和最小值，防止試件出現(xiàn)非正常破壞的情況，保護(hù)試件和試驗(yàn)人員和設(shè)備的安全。加載初期采用力控制，混凝土開(kāi)裂后平滑切換至位移控制。鋼絲19采用熱膨脹系數(shù)較小的銦瓦鋼制作以消除溫度影響。位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于步驟如下I)、裝配加載裝置，作動(dòng)器6回縮至最上面，作動(dòng)器6通過(guò)高強(qiáng)螺栓16與外框架5的上端連接，用高強(qiáng)螺栓16將平面鉸21固定在底部工字型鋼梁上4 ;將需測(cè)試的試驗(yàn)柱10安裝在球鉸9與平面鉸21之間，平面鉸21的上端放置試驗(yàn)柱10，試驗(yàn)柱10底部用高強(qiáng)螺栓16連接到平面鉸21，球鉸9的下端與柱10相連，確保試驗(yàn)過(guò)程中試件頂部既能產(chǎn)生水平位移，同時(shí)又能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，保持相對(duì)均勻的軸壓；[0023]2)、連接測(cè)試裝置，將位移計(jì)17與應(yīng)變片18與動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)15連接，動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)15連接計(jì)算機(jī)；在試驗(yàn)柱10左側(cè)布置位移計(jì)17，將位移計(jì)17、應(yīng)變片18通過(guò)信號(hào)線20與動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)15相連；3)、打開(kāi) 動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試與分析系統(tǒng)15，調(diào)零，通過(guò)計(jì)算機(jī)14對(duì)控制器13)施控制，控制器13對(duì)作動(dòng)器6進(jìn)行位移和力控制，作動(dòng)器6對(duì)柱10進(jìn)行加載。動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試與分析系統(tǒng)15記錄加載過(guò)程中柱的位移AS(t)和混凝土的應(yīng)變A e (t)以及試件破壞時(shí)的荷載P(t)。4)、根據(jù)AS(t)和P(t)可得荷載-位移曲線，根據(jù)A e⑴和P(t)可得到荷載-應(yīng)變曲線，測(cè)試完成。
權(quán)利要求1.位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測(cè)試裝置，包括外框架(5)，加載裝置及測(cè)試裝置；所述的外框架(5)內(nèi)布置加載裝置，加載裝置連接測(cè)試裝置；其特征在于所述的外框架(5)包括工字型頂梁，工字型測(cè)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(cè)梁，兩根工字型測(cè)梁頂端布置工字型頂梁；所述的加載測(cè)試裝置包括作動(dòng)器(6)，位移傳感器(7)，荷載傳感器(8)，球鉸(9)，平面鉸(21);所述的工字型頂梁內(nèi)側(cè)垂直固定作動(dòng)器(6)，作動(dòng)器(6)內(nèi)布置位移傳感器(7)與荷載傳感器(8)，作動(dòng)器(6)的驅(qū)動(dòng)端布置球鉸(9)，工字型底梁上端布置平面鉸(21);球鉸(9)與平面鉸(21)之間放置試驗(yàn)柱(10);所述試裝置包括控制器(13)，計(jì)算機(jī)(14)，動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)(15)，位移計(jì)(17)，應(yīng)變片(18);作動(dòng)器(6)連接控制器(13)，控制器(13)連接計(jì)算機(jī)(14)，動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)(15)連接計(jì)算機(jī)(14)，若干個(gè)位移計(jì)(17)布置在工字型測(cè)梁上，若干個(gè)位移計(jì)(17)通過(guò)鋼絲(19)與試驗(yàn)柱(10 )接觸，若干個(gè)應(yīng)變片(18 )布置在試驗(yàn)柱(10 )上，若干個(gè)位移計(jì)(17 )與若干個(gè)應(yīng)變片(18)的信號(hào)輸出端連接動(dòng)態(tài)信號(hào)分析系統(tǒng)(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測(cè)試裝置，其特征在于 所述的鋼絲(19)由銦瓦鋼制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測(cè)試裝置及測(cè)定方法，屬于混凝土建筑領(lǐng)域。包括外框架，加載裝置及測(cè)試裝置；所述的外框架內(nèi)布置加載裝置，加載裝置連接測(cè)試裝置；所述的外框架包括工字型頂梁，工字型測(cè)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(cè)梁，兩根工字型測(cè)梁頂端布置工字型頂梁。本測(cè)試裝置的特點(diǎn)是組裝簡(jiǎn)單，操作方便，試驗(yàn)所需儀器較少，可以在澆筑現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。并且在力和位移控制時(shí)可設(shè)置力和位移保護(hù)，保證試驗(yàn)安全。
文檔編號(hào)G01N3/00GK202502009SQ201120559629
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者張今陽(yáng), 段小芳, 殷粉芳, 江倩艷, 沈德建, 袁嬌嬌, 陸培娟 申請(qǐng)人:河海大學(xué)