低周反復(fù)荷載試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及土木工程試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于土木工程模型試驗(yàn)的可重復(fù)利用的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)構(gòu)的抗震性能是現(xiàn)在研宄的熱點(diǎn)問題，而結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)是研宄結(jié)構(gòu)抗震性能的有效手段。目前主要采用的結(jié)構(gòu)抗震性能試驗(yàn)方法包括振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。由于振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面大小及加載能力的限制，試驗(yàn)?zāi)Ｐ屯≥^大的縮尺比，模型與原型結(jié)構(gòu)的材料性能有一定差距，而且振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本較高，所以低周反復(fù)荷載試驗(yàn)方法仍是當(dāng)前采用的主流方法。
[0003]低周反復(fù)荷載試驗(yàn)又稱擬靜力試驗(yàn)，是通過對(duì)模型結(jié)構(gòu)逐級(jí)施加往復(fù)作用的荷載來模擬結(jié)構(gòu)從開始到破壞的全過程，能較真實(shí)地模擬結(jié)構(gòu)在地震作用下的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)。但在傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)低周反復(fù)荷載試驗(yàn)中，對(duì)試驗(yàn)試件有較多的要求，每個(gè)試件都需要單獨(dú)澆筑地梁來滿足試件試驗(yàn)時(shí)的錨固要求，同時(shí)要單獨(dú)澆筑分配梁來滿足試驗(yàn)的荷載施加及分配要求。試件完成試驗(yàn)后，地梁和分配梁都不能重復(fù)利用，造成了較多人力、物力、財(cái)力和時(shí)間的浪費(fèi)，而且加大了試件的運(yùn)輸難度。此外，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地條件有限制，只有一側(cè)具有作動(dòng)頭時(shí)，需要依據(jù)試件的尺寸額外制作試驗(yàn)輔助裝置來完成往復(fù)荷載的施加，也給試驗(yàn)的順利實(shí)施造成不便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種低周反復(fù)荷載試驗(yàn)裝置。整個(gè)裝置拆裝方便且能根據(jù)試件的不同尺寸靈活調(diào)整，使該裝置具有較強(qiáng)的適用能力。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型專利的技術(shù)方案是:一種低周反復(fù)荷載試驗(yàn)裝置，包括用于對(duì)待測(cè)試試件施加豎向力以防止待測(cè)試試件沿豎向跳動(dòng)的反力架、用于從待測(cè)試試件底部對(duì)待測(cè)試試件進(jìn)行固定定位的地梁以及設(shè)于反力架的施力輸出端并用于從待測(cè)試試件上部對(duì)待測(cè)試試件進(jìn)行固定定位的分配梁；地梁的梁端設(shè)有用于通過地梁向待測(cè)試試件施加水平振動(dòng)控制力的第一水平作動(dòng)器，和/或分配梁的梁端設(shè)有用于通過分配梁向待測(cè)試試件施加水平振動(dòng)控制力的第二水平作動(dòng)器。
[0006]優(yōu)選地，地梁上設(shè)有用于沿地梁的軸線方向?qū)Υ郎y(cè)試試件進(jìn)行雙向定位的第一軸向定位機(jī)構(gòu)以及用于沿地梁截面方向?qū)Υ郎y(cè)試試件進(jìn)行雙向定位的第一徑向定位機(jī)構(gòu)。
[0007]優(yōu)選地，第一水平作動(dòng)器連接并作用于第一徑向定位機(jī)構(gòu)上。
[0008]優(yōu)選地，第一徑向定位機(jī)構(gòu)采用沿地梁軸向布置的兩塊第一橫向限位梁，兩塊第一橫向限位梁相互平行并間隔布置，兩塊第一橫向限位梁通過將待測(cè)試試件夾持于間隔內(nèi)以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試試件的夾持固定；第一軸向定位機(jī)構(gòu)采用設(shè)于兩塊第一橫向限位梁之間間隔內(nèi)的第一縱向限位滑塊，第一縱向限位滑塊通過在兩塊第一橫向限位梁之間滑動(dòng)對(duì)待測(cè)試試件進(jìn)行限制以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試試件的定位。
[0009]優(yōu)選地，第一橫向限位梁通過固接于地梁上的固定件與活動(dòng)連接在固定件上的定位螺栓相互配合，以實(shí)現(xiàn)兩塊第一橫向限位梁的相對(duì)夾持；第一縱向限位滑塊通過開設(shè)于地梁上的螺孔與活動(dòng)連接于第一縱向限位滑塊上的螺栓之間的相互配合，以實(shí)現(xiàn)第一縱向限位滑塊的限制作用。
[0010]優(yōu)選地，分配梁上設(shè)有用于沿分配梁的軸線方向?qū)Υ郎y(cè)試試件進(jìn)行雙向定位的第二軸向定位機(jī)構(gòu)以及用于沿分配梁截面方向?qū)Υ郎y(cè)試試件進(jìn)行雙向定位的第二徑向定位機(jī)構(gòu)。
[0011]優(yōu)選地，第二水平作動(dòng)器連接并作用于第二徑向定位機(jī)構(gòu)上。
[0012]優(yōu)選地，第二徑向定位機(jī)構(gòu)采用沿分配梁軸向布置的兩塊第二橫向限位梁，兩塊第二橫向限位梁相互平行并間隔布置，兩塊第二橫向限位梁通過將待測(cè)試試件夾持于間隔內(nèi)以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試試件的夾持固定；第二軸向定位機(jī)構(gòu)采用設(shè)于兩塊第二橫向限位梁之間間隔內(nèi)的第二縱向限位滑塊，第二縱向限位滑塊通過在兩塊第二橫向限位梁之間滑動(dòng)對(duì)待測(cè)試試件進(jìn)行限制以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試試件的定位。
[0013]優(yōu)選地，第二橫向限位梁通過固接于分配梁上的固定件與活動(dòng)連接在固定件上的定位螺栓相互配合，以實(shí)現(xiàn)兩塊第二橫向限位梁的相對(duì)夾持；第二縱向限位滑塊通過開設(shè)于分配梁上的螺孔與活動(dòng)連接于第二縱向限位滑塊上的螺栓之間的相互配合，以實(shí)現(xiàn)第二縱向限位滑塊的限制作用。
[0014]優(yōu)選地，反力架包括固定于地面的反力架框架柱、固接于反力架框架柱上的反力架框架梁以及固接于反力架框架梁上的軸壓千斤頂；分配梁上開設(shè)有千斤頂滑槽，軸壓千斤頂?shù)妮敵龆丝苫瑒?dòng)的伸入到千斤頂滑槽內(nèi)，以使軸壓千斤頂?shù)妮敵龆嗽诘谝凰阶鲃?dòng)器或者第二水平作動(dòng)器的作用下在千斤頂滑槽內(nèi)作適應(yīng)性滑動(dòng)。
[0015]可重復(fù)利用的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)裝置，該裝置包括地梁、地梁挑耳、地腳螺栓、橫向限位梁、橫向限位螺栓、縱向限位滑塊、縱向限位螺栓、分配梁、試件、反力架框架柱、反力架框架梁，水平作動(dòng)器、軸壓千斤頂、千斤頂滑槽、預(yù)留螺孔、企口接縫、聚四氟乙烯板。裝置中的地梁和分配梁均為鋼梁，拆卸方便，可重復(fù)利用，地梁通過設(shè)置地梁挑耳及地腳螺栓固定在實(shí)驗(yàn)室地面，分配梁在水平方向上與水平作動(dòng)器采用高強(qiáng)螺栓連接，豎向安裝在試件和軸壓千斤頂之間。地梁上端與試件接觸處和分配梁下端與試件接觸處，設(shè)置相同的剛性可調(diào)限位裝置，包括橫向限位梁、橫向限位螺栓、縱向限位滑塊、縱向限位螺栓、預(yù)留螺孔。試件吊裝就位后，滑動(dòng)橫向限位梁，緊貼試件，安裝橫向限位螺桿，限制試件的橫向位移后根據(jù)兩片橫向限位梁之間的距離，挑選合適寬度的縱向限位滑塊安裝在試件兩側(cè)橫向限位梁之間，縱向限位滑塊通過縱向限位螺桿及預(yù)留螺孔安裝固定，限制試件的縱向位移。裝置中的地梁和分配梁在與試件的接觸限位裝置中，按常用建筑模數(shù)等距離設(shè)置預(yù)留螺孔，試件設(shè)計(jì)時(shí)縱向尺寸按常用建筑模數(shù)設(shè)計(jì)。裝置中的地梁和分配梁在與試件的接觸限位裝置中，縱向限位滑塊與試件接觸處，設(shè)置企口接縫，試件處也制作相應(yīng)的企口接縫，可以有效傳遞應(yīng)力，防止縱向限位滑塊與試件接觸處出現(xiàn)應(yīng)力集中而使試件預(yù)期破壞形態(tài)之外的其他破壞方式。分配梁沒有地梁挑耳，其他構(gòu)造方式與地梁相同。在分配梁頂面與軸壓千斤頂接觸處，沿分配梁縱向設(shè)置千斤頂滑槽，千斤頂滑槽中設(shè)置聚四氟乙烯板，保證軸壓千斤頂施加豎向荷載的同時(shí)，水平方向具有一定的位移能力。地梁上端與試件接觸處和分配梁下端與試件接觸的限位裝置，使得試件能與分配梁變形同步，使用這種裝置只需單側(cè)安裝水平作動(dòng)器即可對(duì)試件施加推力和拉力，完成低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。
[0016]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是:
[0017]本實(shí)用新型低周反復(fù)荷載試驗(yàn)裝置，地梁和分配梁能限制不同尺寸待測(cè)試試件的位移，完成試驗(yàn)加載，可重復(fù)利用，避免低周反復(fù)荷載試驗(yàn)中各待測(cè)試試件分別澆筑地梁和分配梁造成的材料浪費(fèi)；分配梁能更好地分配荷載；避免由于待測(cè)試試件尺寸不同而多次拆裝反力架；一側(cè)安裝作動(dòng)器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的推拉，完成低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的地梁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的分配梁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的軸壓千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的待測(cè)試試件的固定結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的第一縱向限位滑塊和第二縱向限位滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]其中，I為反力架；101為反力架框架柱；102為反力架框架梁；103為軸壓千斤頂；2為地梁；3為分配梁；4為待測(cè)試試件；6為第二水平作動(dòng)器；7為第一軸向定位機(jī)構(gòu)；8為第一徑向定位機(jī)構(gòu)；9為第一橫向限位梁