位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置的製作方法

2023-05-19 20:48:01

專利名稱：位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置及測定方法，屬於混凝土建築領域。
背景技術：
土木工程領域中，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，鋼筋混凝土柱均處於偏壓狀態。鋼筋混凝土柱是混凝土框架主要的抗側力構件，而鋼筋混凝土柱的破壞是引起框架倒塌，並在震後難以修復的主要原因。目前偏心加載柱，豎向力施加方式主要是採用荷載控制。荷載控制在試件處於彈性階段表現較好，而一旦試件處於彈塑性階段尤其是接近破壞時，荷載步幅將難以控制，很 容易出現豎向力失控，加速試件的破壞，造成失真的試驗結果，因此無法得到荷載和位移曲線的下降段。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置及測定方法。本實用新型採用如下技術方案本實用新型所述的位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置，包括外框架，力口載裝置及測試裝置；所述的外框架內布置加載裝置，加載裝置連接測試裝置；所述的外框架包括工字型頂梁，工字型測梁，工字型底梁；所述的工字型底梁上垂直布置兩根工字型測梁，兩根工字型測梁頂端布置工字型頂梁；所述的加載測試裝置包括作動器，位移傳感器，荷載傳感器，球鉸，平面鉸；所述的工字型頂梁內側垂直固定作動器，作動器內布置位移傳感器與荷載傳感器，作動器的驅動端布置球鉸，工字型底梁上端布置平面鉸；球鉸與平面鉸之間放置試驗柱，所述試裝置包括控制器，計算機，動態信號分析系統，位移計，應變片；作動器連接控制器，控制器連接計算機，動態信號分析系統連接計算機，若干個位移計布置在工字型測梁上，若干個位移計通過鋼絲與試驗柱接觸，若干個應變片布置在試驗柱上，若干個位移計與若干個應變片的信號輸出端連接動態信號分析系統。本實用新型所述的位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置，所述的鋼絲由銦瓦鋼製成。有益效果本實用新型測試裝置的特點是組裝簡單，操作方便，試驗所需儀器較少，可以在澆築現場進行測量。控制器可以對作動器進行位移和力控制，因此本裝置可以在加載初期採用力控制，混凝土開裂後平滑切換至位移控制。可以測出荷載和位移曲線的下降段，可以測出荷載和位移的全過程曲線，可以測出荷載和應變的全過程曲線。並且在力和位移控制時可設置力和位移保護，保證試驗安全。
圖I是本實用新型的的結構示意圖；圖中I是頂部工字型鋼梁，2是左側工字型鋼柱，3which右側工字型鋼柱，4是底部工字型鋼梁，5是外框架，6是作動器，7是位移傳感器，8是荷載傳感器，9是球鉸，10是試驗柱，11是油管，12是液壓油泵，13是控制器，14是計算機，15是動態信號測試分析系統，16是高強螺栓，17是位移計，18是應變片，19是鋼絲，20是信號線，21是平面鉸。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進一步詳細說明如圖所示位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置，包括外框架5，加載裝置及測試裝置；所述的外框架5內布置加載裝置，加載裝置連接測試裝置。 外框架5包括工字型頂梁，工字型測梁，工字型底梁；所述的工字型底梁上垂直布置兩根工字型測梁，兩根工字型測梁頂端布置工字型頂梁；所述的加載測試裝置包括作動器6，位移傳感器7，荷載傳感器8，球鉸9，平面鉸21。工字型頂梁內側垂直固定作動器6，作動器6內布置位移傳感器7與荷載傳感器8，作動器6的驅動端布置球鉸9，工字型底梁上端布置平面鉸21 ;球鉸9與平面鉸21之間放置試驗柱10 ;所述接測試裝置包括控制器13，計算機14，動態信號分析系統15，位移計17，應變片18 ;作動器I連接控制器13，控制器13連接計算機14，動態信號分析系統15連接計算機14，若干個位移計17布置在工字型測梁上，若干個位移計17通過鋼絲19與試驗柱10接觸，若干個應變片18布置在試驗柱10上，若干個位移計17與若干個應變片18的信號輸出端連接動態信號分析系統15。控制器13可以對作動器6進行位移和力控制，並可以實現力和位移控制模式的平滑切換。作動器在力控制時可以不停機自動切換至位移控制，在位移控制時可以不停機自動切換至力控制。在切換控制模式的過程中，力和位移沒有任何波動。本裝置可以測出荷載和位移曲線的下降段、測出荷載和位移的全過程曲線，荷載和應變的全過程曲線。在力和位移控制時可設置力和位移保護，保證試驗安全。在力和位移控制時，可以分別設置力和位移的最大值和最小值，防止試件出現非正常破壞的情況，保護試件和試驗人員和設備的安全。加載初期採用力控制，混凝土開裂後平滑切換至位移控制。鋼絲19採用熱膨脹係數較小的銦瓦鋼製作以消除溫度影響。位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置的測試方法，其特徵在於步驟如下I)、裝配加載裝置，作動器6回縮至最上面，作動器6通過高強螺栓16與外框架5的上端連接，用高強螺栓16將平面鉸21固定在底部工字型鋼梁上4 ;將需測試的試驗柱10安裝在球鉸9與平面鉸21之間，平面鉸21的上端放置試驗柱10，試驗柱10底部用高強螺栓16連接到平面鉸21，球鉸9的下端與柱10相連，確保試驗過程中試件頂部既能產生水平位移，同時又能自由轉動，保持相對均勻的軸壓；[0023]2)、連接測試裝置，將位移計17與應變片18與動態信號分析系統15連接，動態信號分析系統15連接計算機；在試驗柱10左側布置位移計17，將位移計17、應變片18通過信號線20與動態信號測試分析系統15相連；3)、打開 動態信號測試與分析系統15，調零，通過計算機14對控制器13)施控制，控制器13對作動器6進行位移和力控制，作動器6對柱10進行加載。動態信號測試與分析系統15記錄加載過程中柱的位移AS(t)和混凝土的應變A e (t)以及試件破壞時的荷載P(t)。4)、根據AS(t)和P(t)可得荷載-位移曲線，根據A e⑴和P(t)可得到荷載-應變曲線，測試完成。
權利要求1.位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置，包括外框架(5)，加載裝置及測試裝置；所述的外框架(5)內布置加載裝置，加載裝置連接測試裝置；其特徵在於所述的外框架(5)包括工字型頂梁，工字型測梁，工字型底梁；所述的工字型底梁上垂直布置兩根工字型測梁，兩根工字型測梁頂端布置工字型頂梁；所述的加載測試裝置包括作動器(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側垂直固定作動器(6)，作動器(6)內布置位移傳感器(7)與荷載傳感器(8)，作動器(6)的驅動端布置球鉸(9)，工字型底梁上端布置平面鉸(21);球鉸(9)與平面鉸(21)之間放置試驗柱(10);所述試裝置包括控制器(13)，計算機(14)，動態信號分析系統(15)，位移計(17)，應變片(18);作動器(6)連接控制器(13)，控制器(13)連接計算機(14)，動態信號分析系統(15)連接計算機(14)，若干個位移計(17)布置在工字型測梁上，若干個位移計(17)通過鋼絲(19)與試驗柱(10 )接觸，若干個應變片(18 )布置在試驗柱(10 )上，若干個位移計(17 )與若干個應變片(18)的信號輸出端連接動態信號分析系統(15)。
2.根據權利要求I所述的位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置，其特徵在於 所述的鋼絲(19)由銦瓦鋼製成。
專利摘要本實用新型涉及位移和力雙控制柱壓彎性能自平衡測試裝置及測定方法，屬於混凝土建築領域。包括外框架，加載裝置及測試裝置；所述的外框架內布置加載裝置，加載裝置連接測試裝置；所述的外框架包括工字型頂梁，工字型測梁，工字型底梁；所述的工字型底梁上垂直布置兩根工字型測梁，兩根工字型測梁頂端布置工字型頂梁。本測試裝置的特點是組裝簡單，操作方便，試驗所需儀器較少，可以在澆築現場進行測量。並且在力和位移控制時可設置力和位移保護，保證試驗安全。
文檔編號G01N3/00GK202502009SQ201120559629
公開日2012年10月24日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者張今陽, 段小芳, 殷粉芳, 江倩豔, 沈德建, 袁嬌嬌, 陸培娟 申請人:河海大學