低周反復荷載試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程試驗技術領域，具體涉及一種用于土木工程模型試驗的可重復利用的低周反復荷載試驗裝置。
【背景技術】
[0002]結構的抗震性能是現(xiàn)在研宄的熱點問題，而結構模型試驗是研宄結構抗震性能的有效手段。目前主要采用的結構抗震性能試驗方法包括振動臺試驗和低周反復荷載試驗。由于振動臺臺面大小及加載能力的限制，試驗模型往往要取較大的縮尺比，模型與原型結構的材料性能有一定差距，而且振動臺試驗系統(tǒng)的建設及運營成本較高，所以低周反復荷載試驗方法仍是當前采用的主流方法。
[0003]低周反復荷載試驗又稱擬靜力試驗，是通過對模型結構逐級施加往復作用的荷載來模擬結構從開始到破壞的全過程，能較真實地模擬結構在地震作用下的應力狀態(tài)和變形特點。但在傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構低周反復荷載試驗中，對試驗試件有較多的要求，每個試件都需要單獨澆筑地梁來滿足試件試驗時的錨固要求，同時要單獨澆筑分配梁來滿足試驗的荷載施加及分配要求。試件完成試驗后，地梁和分配梁都不能重復利用，造成了較多人力、物力、財力和時間的浪費，而且加大了試件的運輸難度。此外，當實驗室場地條件有限制，只有一側具有作動頭時，需要依據(jù)試件的尺寸額外制作試驗輔助裝置來完成往復荷載的施加，也給試驗的順利實施造成不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種低周反復荷載試驗裝置。整個裝置拆裝方便且能根據(jù)試件的不同尺寸靈活調(diào)整，使該裝置具有較強的適用能力。
[0005]為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明專利的技術方案是:一種低周反復荷載試驗裝置，包括用于對待測試試件施加豎向力以防止待測試試件沿豎向跳動的反力架、用于從待測試試件底部對待測試試件進行固定定位的地梁以及設于反力架的施力輸出端并用于從待測試試件上部對待測試試件進行固定定位的分配梁；地梁的梁端設有用于通過地梁向待測試試件施加水平振動控制力的第一水平作動器，和/或分配梁的梁端設有用于通過分配梁向待測試試件施加水平振動控制力的第二水平作動器。
[0006]優(yōu)選地，地梁上設有用于沿地梁的軸線方向對待測試試件進行雙向定位的第一軸向定位機構以及用于沿地梁截面方向對待測試試件進行雙向定位的第一徑向定位機構。
[0007]優(yōu)選地，第一水平作動器連接并作用于第一徑向定位機構上。
[0008]優(yōu)選地，第一徑向定位機構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試試件夾持于間隔內(nèi)以實現(xiàn)對待測試試件的夾持固定；第一軸向定位機構采用設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對待測試試件進行限制以實現(xiàn)對待測試試件的定位。
[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連接在固定件上的定位螺栓相互配合，以實現(xiàn)兩塊第一橫向限位梁的相對夾持；第一縱向限位滑塊通過開設于地梁上的螺孔與活動連接于第一縱向限位滑塊上的螺栓之間的相互配合，以實現(xiàn)第一縱向限位滑塊的限制作用。
[0010]優(yōu)選地，分配梁上設有用于沿分配梁的軸線方向對待測試試件進行雙向定位的第二軸向定位機構以及用于沿分配梁截面方向對待測試試件進行雙向定位的第二徑向定位機構。
[0011]優(yōu)選地，第二水平作動器連接并作用于第二徑向定位機構上。
[0012]優(yōu)選地，第二徑向定位機構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試試件夾持于間隔內(nèi)以實現(xiàn)對待測試試件的夾持固定；第二軸向定位機構采用設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對待測試試件進行限制以實現(xiàn)對待測試試件的定位。
[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連接在固定件上的定位螺栓相互配合，以實現(xiàn)兩塊第二橫向限位梁的相對夾持；第二縱向限位滑塊通過開設于分配梁上的螺孔與活動連接于第二縱向限位滑塊上的螺栓之間的相互配合，以實現(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；分配梁上開設有千斤頂滑槽，軸壓千斤頂?shù)妮敵龆丝苫瑒拥纳烊氲角Ы镯敾蹆?nèi)，以使軸壓千斤頂?shù)妮敵龆嗽诘谝凰阶鲃悠骰蛘叩诙阶鲃悠鞯淖饔孟略谇Ы镯敾蹆?nèi)作適應性滑動。
[0015]可重復利用的低周反復荷載試驗裝置，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，水平作動器、軸壓千斤頂、千斤頂滑槽、預留螺孔、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，可重復利用，地梁通過設置地梁挑耳及地腳螺栓固定在實驗室地面，分配梁在水平方向上與水平作動器采用高強螺栓連接，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、預留螺孔。試件吊裝就位后，滑動橫向限位梁，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橫向限位梁之間，縱向限位滑塊通過縱向限位螺桿及預留螺孔安裝固定，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)等距離設置預留螺孔，試件設計時縱向尺寸按常用建筑模數(shù)設計。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，設置企口接縫，試件處也制作相應的企口接縫，可以有效傳遞應力，防止縱向限位滑塊與試件接觸處出現(xiàn)應力集中而使試件預期破壞形態(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，沿分配梁縱向設置千斤頂滑槽，千斤頂滑槽中設置聚四氟乙烯板，保證軸壓千斤頂施加豎向荷載的同時，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安裝水平作動器即可對試件施加推力和拉力，完成低周反復荷載試驗。
[0016]本發(fā)明的有益技術效果是:
[0017]本發(fā)明低周反復荷載試驗裝置，地梁和分配梁能限制不同尺寸待測試試件的位移，完成試驗加載，可重復利用，避免低周反復荷載試驗中各待測試試件分別澆筑地梁和分配梁造成的材料浪費；分配梁能更好地分配荷載；避免由于待測試試件尺寸不同而多次拆裝反力架；一側安裝作動器即可實現(xiàn)對試件的推拉，完成低周反復荷載試驗。
[0018]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實施例的低周反復荷載試驗裝置的結構示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明實施例的地梁的結構示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明實施例的分配梁的結構示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明實施例的軸壓千斤頂?shù)慕Y構示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明實施例的待測試試件的固定結構示意圖；
[0024]圖6是本發(fā)明實施例的第一縱向限位滑塊和第二縱向限位滑塊的結構示意圖。
[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為待測試試件；6為第二水平作動器；7為第一軸向定位機構；8為第一徑向定位機構；9為第一橫向限位梁；