[实用新型]一种多功能结构工程加载试验系统

说明书

本实用新型提出了一种多功能结构工程加载试验系统，包括反力框架、水平作动器单元、加载梁、竖向作动器单元、第一连接部、第二连接部。水平作动器单元一端与反力框架铰接，另一端与加载梁铰接；加载梁上安装第一连接部，竖向作动器单元的一端连接第二连接部，第二连接部与第一连接部连接，以使得竖向作动器单元跟随加载点做水平、竖直两个方向拟合曲线运动。竖向作动器单元的另一端与反力框架连接；加载梁与反力框架之间的空间用于放置试件。本实用新型不需要专门的随动装置，能很好地实现竖向作动器跟随加载点做水平、竖直两个方向拟合曲线轨迹随动，方便用于结构件进行压、弯、剪等多种复合类型加载试验。

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，涉及一种加载试验系统，尤其是结构工程加载试验系统。

背景技术

结构试验是为了防止建筑物等设施在外力作用发生时产生意外，造成人员伤亡，为此对结构性能做了大量研究，并进行大量试验验证设计理论，结构试验主要以结构或构件以荷载或位移值为控制量对试件进行加载、卸载。

目前，国内外采用的结构抗震试验竖向加载形式有：被动滑移式、主动跟踪式、上承式、下拉式、模块化拉杆式等。这些加载装置可以与水平加载系统共同实施加载控制，亦可单独加载。

被动滑移式、主动跟踪式、上承式、下拉式这几种竖向加载系统存在的问题主要有：(1)加载后试件变形，使得加载平面外产生的侧向分量或侧向阻力呈变动状态，试验过程中为了保证平面内轴向载荷，同时克服平面外侧向阻力，需要不断修正作动器的输出载荷，很大程度上增加试验难度；(2)由于试件变形产生的平面外载荷不能由传感器直接测得，在一定程度上降低了试验结果的可靠性；(3)为了保证平面内加载，需要增加限位装置，结构相对复杂，安装精度要求高；(4)加载装置与反力台座相连，对台座可能产生受拉或受压的冲切力，所有荷载都通过加载装置传到反力台座上，对台座承载能力要求高。此外，上承式加载系统存在的主要问题还包括：(1)滑动支座与试件之间的摩擦系数呈变动状态，因此试验过程中需要全过程标定，如果是高速加载，难度会更高；(2)如试验过程中需要全过程标定，对采集系统也有很高要求。

模块化拉杆式加载系统中，水平作动器一端连接于刚性结构/反力墙上，一端通过拉杆连接于结构试件上，竖向荷载采用液压伺服作动器施加，通过张拉固定在试件两端的高强度柔性杆件传递至试件，试件两端可布置多根高强度柔性杆件。此加载系统的优点有：(1)可以保证试件始终受到轴向载荷；(2)试验试件安装简单方便，安全性高；(3)可以安装一组到多组竖向加载装置，模块化操作，适用面广；(4)装置构成简单，安装范围广。模块化拉杆式加载系统的缺点是拉杆只能承受拉力，不能承受压力，无法进行小轴压比加载试验，也无法做压弯剪等更复杂复合试验。另外，试件底座通常需要做的比较大，实验投入成本比较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多功能结构工程加载试验系统，以在不需要随动装置的情况下，实现竖向作动器跟随加载点做水平、竖直两个方向拟合曲线轨迹随动，方便用于结构件进行压、弯、剪等多种复合类型加载试验。

为了达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种多功能结构工程加载试验系统，包括反力框架、水平作动器单元、加载梁、竖向作动器单元、第一连接部、第二连接部；所述水平作动器单元一端与所述反力框架铰接，另一端与所述加载梁铰接；所述加载梁上安装第一连接部，所述竖向作动器单元的一端连接第二连接部，第二连接部与第一连接部连接，以使得所述竖向作动器单元跟随加载点做水平、竖直两个方向拟合曲线运动；所述竖向作动器单元的另一端与所述反力框架连接；所述加载梁与所述反力框架之间的空间用于放置试件。

第一连接部包括水平通轴和关节轴承；所述关节轴承嵌入在所述加载梁中，所述水平通轴通过所述关节轴承与所述加载梁连接；第二连接部为螺杆；所述螺杆穿过所述水平通轴的上下两端面，并通过锁紧螺母锁紧；优选地，所述水平通轴的两端各安装一个所述关节轴承。