[发明专利]一种张拉膜结构堆载试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种张拉膜结构堆载试验装置，其特征在于，包括加载架、盖板、载荷单元、位移传感器和夹具，所述加载架设置于水平地面上，膜材试件设置于加载架上，所述膜材试件上设有测试点，所述位移传感器设置于地面上并通过测试点与膜材试件连接，所述载荷单元设于膜材试件上，所述盖板设置于加载架上面，夹具设置于盖板和加载架的边上，夹具用于夹紧盖板和加载架，盖板与加载架上分别设有凹凸槽结构；所述载荷单元采用堆载沙袋；盖板的四个角处设有吊耳；

所述加载架包括回字形加载框，所述回字形加载框可拆卸的套在一起并处于同一水平面上；所述盖板包括回字形盖板框，所述回字形盖板框可拆卸的套在一起并处于同一水平面上；所述回字形加载框和回字形盖板框上均设有所述凹凸槽结构，且一一对应；所述回字形加载框的内框边长与套在里面的回字形加载框的外框边长相等；所述回字形盖板框的内框边长与套在里面的回字形盖板框的外框边长相等；

或者，所述盖板包括第一盖板、第二盖板、第三盖板和第四盖板；所述加载架包括第一加载架、第二加载架、第三加载架和第四加载架；所述第一至第四盖板和第一至第四加载架上均设有滑槽，且各滑槽长度与各盖板和各加载架长度相等；

所述第一至第四盖板以及第一至第四加载架上均设有所述凹凸槽结构，且一一对应；

所述第二盖板的第一端设于第一盖板的第二端滑槽内；

所述第三盖板的第一端设于第二盖板的第二端滑槽内；

所述第四盖板的第一端设于第三盖板的第二端滑槽内；

所述第一盖板的第一端设于第四盖板的第二端的滑槽内；

所述第二加载架的第一端设于第一加载架的第二端滑槽内；

所述第三加载架的第一端设于第二加载架的第二端滑槽内；

所述第四加载架的第一端设于第三加载架的第二端滑槽内；

所述第一加载架的第一端设于第四加载架的第二端滑槽内；

所述第一至第四盖板和第一至第四加载架的滑槽内还设有卡位块和卡紧件；

所述卡位块穿过滑槽与卡紧件可拆卸连接；

卡位块与卡紧件拧紧；盖板或者加载架处于固定状态；

卡位块与卡紧件松开，盖板或者加载架处于滑动状态；

所述加载架和盖板上的凹凸槽结构咬合后的侧面设有侧向间隙，侧向间隙尺寸为3mm～7mm；

加载架和盖板的凸槽棱角处采用倒角处理；夹具上带有刻度；

所述膜材试件的形状为十字形，包括矩形的测试区以及与测试区的侧边相接的翼缘；沿垂直于测试区的侧边的方向，所述翼缘分为展平区和夹持区，所述展平区与测试区的侧边相接；所述夹持区为加载架与盖板的之间的夹持部分。

2.根据权利要求1所述的堆载试验装置，其特征在于，所述凹凸槽结构采用矩形凹凸槽结构、V型凹凸槽结构或半圆形凹凸槽结构中的一种。

3.一种张拉膜结构堆载试验方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的堆载试验装置，包括以下步骤：

S1.将膜材试件设置于加载架上面，盖板设置于膜材试件上面，将膜材试件的夹持区设于盖板和加载架的所述凹凸槽结构之间；

S2.设计与有限元数值模拟中相同位置的测试点，测试点位于测试区内的X轴和Y轴上，将测试点与位移传感器连接，并记录各个位移传感器的初始示数；

S3.以从边缘到中心的顺序在膜材试件的测试区域内依次堆放载荷单元，完成一级加载；

S4.静置待位移传感器示数稳定后记录测试点的一级加载位移量；

S5.重新以从边缘到中心的顺序在一级加载的堆载单元上依次堆放载荷单元，完成二级加载；

S6.静置待位移传感器示数稳定后记录测试点的二级加载位移量；

S7.重复步骤S3～S6，分别测试各个测试点在不同加载级数下的位移量，直至完成试验设计的堆载级数；

S8.完成试验。