專利名稱：一種自平衡便攜式自動(dòng)控制剪力墻水平豎向荷載共同作用性能試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自平衡便攜式自動(dòng)控制剪力墻水平豎向荷載共同作用性能試驗(yàn)裝置，屬于混凝土建筑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
土木工程領(lǐng)域中，剪力墻作為結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件，研究其滯回性能是非常重要的。目前在研究混凝土剪力墻滯回性能的試驗(yàn)中，主要是通過千斤頂施加豎向力，但是隨著墻體在水平荷載作用下發(fā)生側(cè)移時(shí)，千斤頂沒有隨試件發(fā)生側(cè)移而產(chǎn)生試驗(yàn)誤差；在加載過程中，試件底部的側(cè)移對(duì)試驗(yàn)精度也產(chǎn)生較大的影響。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種自平衡便攜式自動(dòng)控制剪力墻水平豎向荷載共同作用性能試驗(yàn)裝置，該裝置組裝簡(jiǎn)單，操作方便，試驗(yàn)所需儀器較少，可以在澆筑現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，只要進(jìn)行局部拆卸和組裝，操作方便。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種自平衡便攜式自動(dòng)控制剪力墻水平和豎向荷載共同作用性能試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括加載架裝置、試件固定裝置、試件加載裝置以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述的加載架裝置包括梯形水平反力架、工字型鋼梁承臺(tái)、橫梁、立柱以及預(yù)應(yīng)力鋼索，所述的梯形水平反力架的下端與工字型鋼梁承臺(tái)的一端固定連接，梯形水平反力架的上端與橫梁的一端固定連接，在橫梁的另一端和工字型鋼梁承臺(tái)的另一端固定連接所述的立柱；所述的預(yù)應(yīng)力鋼索設(shè)置在梯形水平反力架內(nèi)；所述的試件固定裝置包括兩個(gè)三角形鋼架、兩個(gè)固定作動(dòng)器以及兩套鋼夾板，其中三角形鋼架固定在所述的工字型鋼梁承臺(tái)上，在每個(gè)三角形鋼架上連接一個(gè)所述的固定作動(dòng)器；所述的試件加載裝置包括:水平作動(dòng)器、三臺(tái)豎向作動(dòng)器、液壓油源、控制器、水平荷載傳感器、豎向荷載傳感器以及位移傳感器，所述的水平作動(dòng)器一端通過球鉸與梯形水平反力架連接，水平作動(dòng)器另一端通過球鉸與鋼夾板連接，在水平作動(dòng)器與鋼夾板之間設(shè)置所述的水平荷載傳感器，所述的三臺(tái)豎向作動(dòng)器通過球鉸與橫梁連接，所述的豎向荷載傳感器與豎向作動(dòng)器連接；所述的水平作動(dòng)器和三臺(tái)豎向作動(dòng)器分別通過作動(dòng)器專油管與液壓油源連接；所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括:控制器、多通道應(yīng)變采集儀以及電腦，所述的水平荷載傳感器、豎向荷載傳感器和位移傳感器分別通過導(dǎo)線與多通道應(yīng)變采集儀連接。所述的液壓油源、控制器、多通道應(yīng)變采集儀、電腦通過數(shù)據(jù)線連接。在剪力墻墻體的頂面放置有安裝滑輪的聚四氟乙烯板。自平衡便攜式自動(dòng)控制剪力墻水平和豎向荷載共同作用性能試驗(yàn)裝置的測(cè)定方法，步驟如下:第一步:將梯形水平反力架用地錨螺栓與地面連接固定，再將工字型鋼梁承臺(tái)分別通過高強(qiáng)螺栓和地錨螺栓與梯形水平反力架和地面連接固定；然后將橫梁、立柱與梯形水平反力架、工字型鋼梁承臺(tái)之間采用高強(qiáng)螺栓連接，并通過預(yù)應(yīng)力鋼索對(duì)梯形水平反力架施加預(yù)應(yīng)力；第二步:將水平作動(dòng)器通過高強(qiáng)螺栓和球鉸與梯形水平反力架連接，水平荷載傳感器通過高強(qiáng)螺栓與水平作動(dòng)器連接，并通過高強(qiáng)螺栓和球鉸與鋼夾板連接，然后將三臺(tái)豎向作動(dòng)器通過高強(qiáng)螺栓和球鉸與橫梁連接，并將豎向荷載傳感器通過高強(qiáng)螺栓與豎向作動(dòng)器、安裝有滑輪的聚四氟乙烯板連接，把水平作動(dòng)器和三臺(tái)豎向作動(dòng)器分別通過作動(dòng)器專用油管與液壓油源連接，并將液壓油源、控制器、多通道應(yīng)變采集儀、電腦通過數(shù)據(jù)線連接；第三步:將剪力墻試件通過底部錨固螺栓和螺栓桿固定到工字型鋼梁承臺(tái)上，通過兩側(cè)三角形反力架和固定作動(dòng)器施加力，防止試件側(cè)移，通過電腦和控制器調(diào)節(jié)水平作動(dòng)器的行程到合適位置后，夾住兩側(cè)鋼夾板，穿插螺栓桿并用螺栓擰緊；將安裝有滑輪的聚四氟乙烯板放到試件的頂部。把位移傳感器放置到預(yù)定的位置，并將水平荷載傳感器、豎向荷載傳感器、位移傳感器通過四芯導(dǎo)線連接到多通道應(yīng)變采集儀上；第四步:當(dāng)需要測(cè)試時(shí)，通過電腦和控制器控制豎向作動(dòng)器施加豎向荷載至預(yù)定值，然后按照水平荷載加載制度控制水平作動(dòng)器施加水平往復(fù)荷載，直至試件破壞，并通電腦和過多通道應(yīng)變采集儀試驗(yàn)過程中的水平力P和位移S ；第五步:根據(jù)試驗(yàn)過程中所記錄的水平力P與水平力作用點(diǎn)處的水平位移S，作出試件的滯回曲線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:1、本實(shí)用新型測(cè)試裝置豎向荷載和水平荷載均采用作動(dòng)器進(jìn)行加載，可靈活調(diào)節(jié)作動(dòng)器的行程，在加載過程中通過電腦實(shí)現(xiàn)高精度控制，同時(shí)在試件底部?jī)蓚?cè)設(shè)置固定作動(dòng)器，可有效防止在測(cè)試過程中試件發(fā)生移動(dòng)，測(cè)試精度高。2、本實(shí)用新型裝置組裝簡(jiǎn)單，操作方便，試驗(yàn)所需儀器較少，可以在澆筑現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，只要進(jìn)行局部拆卸和組裝，操作方便。

圖1是本實(shí)用新型測(cè)試裝置的整體裝置圖。圖2是本實(shí)用新型測(cè)試裝置的加載裝置圖。圖3本實(shí)用新型測(cè)試裝置的試件錨固示意圖圖4是本實(shí)用新型位移傳感器布置圖。其中:1 一梯形水平反力架；2—工字型鋼梁承臺(tái)；3—橫梁；4一立柱；5—高強(qiáng)螺栓；6—預(yù)應(yīng)力鋼索；7—二角形鋼架；8—固定作動(dòng)器；9一鋼夾板；10-螺栓桿；11 一底部錨固螺栓桿；12—固定荷載傳感器；13—水平作動(dòng)器；14一豎向作動(dòng)器；15—液壓油源；16—控制器；17—水平荷載傳感器；18—豎向荷載傳感器；19一位移傳感器；20—大球鉸；21_小球鉸；22—油管；23—四芯導(dǎo)線；24—多通道應(yīng)變采集儀；25—電腦；26 —四芯導(dǎo)線；27—聚四氟乙烯板。
具體實(shí)施方式
[0022]
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明:圖1所示，本實(shí)用新型自平衡便攜式自動(dòng)控制剪力墻水平和豎向荷載共同作用性能試驗(yàn)裝置，包括加載架裝置、試件固定裝置、試件加載裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。加載架裝置包括梯形水平反力架1、工字型鋼梁承臺(tái)2、橫梁3、立柱4、預(yù)應(yīng)力鋼索
6。梯形水平反力架I與工字型鋼梁承臺(tái)2之間采用高強(qiáng)螺栓5連接，橫梁3、立柱4與梯形水平反力架1、工字型鋼梁承臺(tái)2之間采用高強(qiáng)螺栓5連接以便于拼裝和運(yùn)輸，梯形水平反力架I通過預(yù)應(yīng)力鋼索6施加預(yù)應(yīng)力。試件固定裝置由兩個(gè)三角形鋼架7、兩個(gè)固定作動(dòng)器8和兩套鋼夾板9、螺栓桿10和底部錨固螺栓桿11組成。兩個(gè)三角形鋼架7和兩臺(tái)固定作動(dòng)器8通過螺栓連接，工字型鋼梁承臺(tái)2與兩個(gè)三角形鋼架7之間采用螺栓連接。試件加載裝置包括:水平作動(dòng)器13、三臺(tái)豎向作動(dòng)器14、液壓油源16、控制器16、水平荷載傳感器17、豎向荷載傳感器18、位移傳感器19，所述的水平作動(dòng)器13通過高強(qiáng)螺栓5和大球鉸20與梯形水平反力架I連接，水平荷載傳感器17通過高強(qiáng)螺栓5與水平作動(dòng)器13連接，并通過高強(qiáng)螺栓5和大球鉸20與鋼夾板9連接，所述的三臺(tái)豎向作動(dòng)器14通過高強(qiáng)螺栓5和小球鉸21與橫梁3連接，所述的豎向荷載傳感器18通過高強(qiáng)螺栓5與豎向作動(dòng)器14連接。水平作動(dòng)器13和三臺(tái)豎向作動(dòng)器14分別通過作動(dòng)器專用油管22與液壓油源15連接，水平荷載傳感器17、豎向荷載傳感器18、位移傳感器19分別通過四芯導(dǎo)線23與多通道應(yīng)變采集儀24連接，位移傳感器19包括水平方向布置的、豎直方向以及沿試件對(duì)角線布置的多個(gè)，在試件的頂面安裝有帶滑輪的聚四氟乙烯板27。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括:控制器16、多通道應(yīng)變采集儀24、電腦25，壓油源15、控制器
16、多通道應(yīng)變采集儀24以及電腦25通過數(shù)據(jù)線2連接。
權(quán)利要求1.一種自平衡便攜式自動(dòng)控制剪力墻水平和豎向荷載共同作用性能試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括加載架裝置、試件固定裝置、試件加載裝置以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述的加載架裝置包括梯形水平反力架(I)、工字型鋼梁承臺(tái)(2)、橫梁(3)、立柱(4)以及預(yù)應(yīng)力鋼索(6)，所述的梯形水平反力架(I)的下端與工字型鋼梁承臺(tái)(2)的一端固定連接，梯形水平反力架(I)的上端與橫梁(3)的一端固定連接，在橫梁(3)的另一端和工字型鋼梁承臺(tái)(2)的另一端固定連接所述的立柱(4);所述的預(yù)應(yīng)力鋼索(6)設(shè)置在梯形水平反力架(I)內(nèi)；所述的試件固定裝置包括兩個(gè)三角形鋼架(7)、兩個(gè)固定作動(dòng)器(8)以及兩套鋼夾板(9)，其中三角形鋼架(7)固定在所述的工字型鋼梁承臺(tái)(2)上，在每個(gè)三角形鋼架(7)上連接一個(gè)所述的固定作動(dòng)器(8);所述的試件加載裝置包括:水平作動(dòng)器(13)、三臺(tái)豎向作動(dòng)器(14)、液壓油源(15)、控制器(16)、水平荷載傳感器(17)、豎向荷載傳感器(18)以及位移傳感器(19)，所述的水平作動(dòng)器(13) —端通過大球鉸(20)與梯形水平反力架(I)連接，水平作動(dòng)器(13)另一端通過大球鉸(20)與鋼夾板(9)連接，在水平作動(dòng)器(13)與鋼夾板(9)之間設(shè)置所述的水平荷載傳感器(17)，所述的三臺(tái)豎向作動(dòng)器(14)通過小球鉸(21)與橫梁(3)連接，所述的豎向荷載傳感器(18)與豎向作動(dòng)器(14)連接；所述的水平作動(dòng)器(13)和三臺(tái)豎向作動(dòng)器(14)分別通過作動(dòng)器專用油管(22)與液壓油源(15)連接；所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括:控制器(16)、多通道應(yīng)變采集儀(24)以及電腦(25)，所述的水平荷載傳感器(17)、豎向荷載傳感器(18)和位移傳感器(19)分別通過導(dǎo)線(23)與多通道應(yīng)變采集儀(24)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自平衡便攜式自動(dòng)控制剪力墻水平豎向荷載共同作用性能試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的液壓油源(15)、控制器(16)、多通道應(yīng)變采集儀(24)、電腦(25)通過數(shù)據(jù)線(2)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自平衡便攜式自動(dòng)控制剪力墻水平豎向荷載共同作用性能試驗(yàn)裝置，其特征在于:在試件的頂面安裝有帶滑輪的聚四氟乙烯板(27)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種自平衡便攜式自動(dòng)控制剪力墻水平豎向荷載共同作用性能試驗(yàn)裝置，包括加載架裝置、試件固定裝置、試件加載裝置以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；加載架裝置包括梯形水平反力架、工字型鋼梁承臺(tái)、橫梁、立柱以及預(yù)應(yīng)力鋼索，梯形水平反力架的下端與工字型鋼梁承臺(tái)的一端固定連接，梯形水平反力架的上端與橫梁的一端固定連接，預(yù)應(yīng)力鋼索設(shè)置在梯形水平反力架內(nèi)；試件固定裝置包括兩個(gè)三角形鋼架、兩個(gè)固定作動(dòng)器以及兩套鋼夾板，其中三角形鋼架固定在工字型鋼梁承臺(tái)上，在每個(gè)三角形鋼架上連接一個(gè)固定作動(dòng)器。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸方便，所需材料及以前少，不僅適用于科研，而且適用于施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)剪力墻試件滯回性能的測(cè)試。
文檔編號(hào)G01M99/00GK203037475SQ20122071793
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者沈德建, 崔正華, 江倩艷, 申嘉鑫, 成大寶, 鄧樹成 申請(qǐng)人:河海大學(xué), 南京博德工程技術(shù)有限公司