本實用新型屬于結構工程試驗中的為結構試件傳遞軸向拉壓荷載的裝置,該定向滑動支座主要用于結構試件與液壓伺服作動器之間。
背景技術:
在結構試驗中,經常會用到液壓伺服作動器,而液壓伺服作動器端頭基本上存在球鉸(7),對結構試件施加軸向拉壓力荷載時,難免存在加載偏心,此時作動器端頭很容易旋轉從而導致試驗失敗,所以有必要對液壓伺服作動器端頭進行約束,以達到對某些結構試件所需要的軸向加載方案。為了減小定向滑動支座的摩擦對試驗結果的影響,發(fā)明人對定向滑動進行了加載試驗,經測試其摩擦力維持在0.4KN以內,而一般的結構加載試驗荷載在200KN以上,完全可以滿足試驗誤差要求。
在具體使用時,將定向滑動支座一端與液壓伺服作動器端頭通過螺栓相連,定向滑動支座另一端與結構試件的一端相連,某些情況下結構試件的另一端需要反力墻(6)進行固定。
當結構試件在受壓時,由于液壓伺服作動器的中心不可能完全對準試件加載的中心,這樣就難以避免加載偏心,加載偏心在荷載很小時影響不大,一旦荷載很大,會在液壓伺服作動器端頭產生很大的彎矩從而使的作動器端頭出現偏轉,進而影響了試驗的繼續(xù)進行。而在以往的試驗中需要兩個作動器同時加載才能達到試驗效果,采用兩個 液壓伺服作動器加載首先成本高,其次安裝時異常麻煩,并且在加載過程中難以讓兩個作動器保持同步加載。本實用新型定向滑動支座,相比傳統加載方案,具有成本低廉,可減少50%成本;安裝拆卸方便,安裝拆卸數小時就可以;可避免兩個作動器不同步加載所造成的誤差。
技術實現要素:
針對結構試驗加載要求,本實用新型的目的是提供一種結構合理、工作穩(wěn)定可靠的定向滑動支座。
一種用于結構工程試驗的定向滑動支座,所述的定向滑動支座包括第一門架和第二門架,所述的定向滑動支座還包括第一固定架和第二固定架,所述的第一固定架和第二固定架的兩端分別固定在第一門架和第二門架上,第一固定架位于第二固定架的上方,且第一固定架和第二固定架在豎直方向上平行;
所述第一固定架和第二固定架之間從上到下分別設置有第一滑動拖板、柱形連接件和第二滑動拖板,其中,所述第一滑動拖板和第二滑動拖板分別由上拖板和下拖板組成,所述上托板和下拖板之間活動式連接,第一固定架與第一滑動拖板的上拖板連接,第一滑動拖板的下拖板與柱形連接件的上表面連接,所述柱形連接件的下表面與第二滑動拖板的上拖板連接,第二固定架與第二滑動拖板的下拖板連接;所述柱形連接件的兩端分別與液壓伺服作動器和結構試件連接。
進一步地,所述的第一滑動拖板、第二滑動拖板的下拖板的上表面設置有矩形凹槽,所述上拖板下表面設置有與矩形凹槽相匹配的矩形凸起。
進一步地,所述的第一滑動拖板、第二滑動拖板的下拖板的上表面設置有燕尾形凹槽,所述上拖板下表面設置有與燕尾形凹槽相匹配的燕尾形凸起。
進一步地,所述柱形連接件的兩個側表面分別設置有矩形凹槽。
進一步地,所述第一固定架和第二固定架分別由兩根固定桿組成,且所述的兩根固定桿在水平方向上平行。
進一步地,所述柱形連接件與液壓伺服作動器連接的一端設置有鋼板,柱形連接件與結構試件連接的一端也設置有鋼板。
與現有技術相比,本實用新型定向滑動支座相對與傳統的加載方式具有組裝速度快,在作動器加載過程中受力均勻,穩(wěn)定性好,可重復實用,具有較長的使用壽命,并能夠大大減少試驗費用。
附圖說明
圖1為本實用新型定向滑動支座的整體結構示意圖;
圖2為本實用新型定向滑動支座的結構示意圖,其中(a)為支座立面圖,(b)為支座俯視剖面圖,(c)為支座剖面圖;
圖3為結構試件傳統軸向加載方案的示意圖;
圖中標號代表:1—第一門架,2—第一固定架,3—第一滑動拖板,4—柱形連接件,5—液壓伺服作動器,6—反力墻,7—作動器球鉸,8—結構試件,9—反力架,10—第二固定架,11—第二滑動拖板,12—第二門架,13—滑動裝置,14—剛性加載梁。
具體實施方式
以下結合實施例與附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
如圖1所示,本實用新型公開了一種用于結構工程試驗的定向滑動支座,該定向滑動支座包括第一門架1、第二門架12、第一固定架2和第二固定架10,第一固定架2和第二固定架10分別由兩根固定桿組成,且這兩根固定桿在水平方向上平行,對固定桿的兩端進行打孔,將螺栓通過打好的孔分別固定在第一門架1和第二門架12上。其中,第一固定架2位于第二固定架10的上方,且第一固定架2和第二固定架10在豎直方向上平行;
第一固定架2和第二固定架10之間從上到下分別設置有第一滑動拖板3、柱形連接件4和第二滑動拖板11,其中,第一滑動拖板3和第二滑動拖板11分別由上拖板和下拖板組成,所述上托板和下拖板之間活動式連接,第一固定架2與第一滑動拖板3的上拖板通過8.8級高強螺栓固定,第一滑動拖板3的下拖板與柱形連接件4的上表面通過8.8級高強螺栓固定連接,第一滑動拖板3和第二滑動拖板11的上拖板和下拖板之間涂抹有潤滑油以減小摩擦。所述柱形連接件4的下表面與第二滑動拖板11的上拖板連接,第二固定架10與第二滑動拖板11的下拖板連接;
柱形連接件4的兩端分別與液壓伺服作動器5和結構試件8連接,在柱形連接件4的兩端焊接兩塊鋼板以便于和液壓伺服作動器5、結構試件8之間更好的連接。
本實用新型公開的定向滑動支座中的固定桿為Q235B鋼,第一滑動拖板3、第二滑動拖板11為鑄鐵,柱形連接件4采用Q345鋼。第一門架1和第二門架12采用結構實驗室的擁有的門架,在定向滑動 支座安裝和拆卸過程中沒有對實驗室的門架產生擾動。其尺寸為,第一固定架2和第二固定架10之間距離為350mm,滑動拖板的上拖板與下拖板總厚度55mm,第一滑動拖板3和第二滑動拖板11寬200mm,柱形連接件4高240mm、寬160mm、厚20mm。
在使用本實用新型的定向滑動支座時,首先將定向滑動支座的一端與液壓伺服作動器5通過螺栓連接,再將定向滑動支座的另一端與結構試件8采用螺栓連接,最后將試件另一端固定與反力墻(6)上就可以進行加載試驗了。當結構試件加載時,特別是在結構試件受壓時由于加載偏心的影響,液壓伺服作動器5端頭會產生較大的彎矩,巨大的彎矩會使作動器球鉸7產生旋轉的趨勢,如果沒有定向滑動支座的話這種趨勢將會越來越明顯從而導致試驗加載失敗。此定向滑動支座能夠由于只能在加載方向來回運動,其他方向的位移被燕尾槽所限制,在加載偏心時,定向滑動支座能夠很好地限制液壓伺服作動器5端頭球鉸的旋轉,并保證作動器能夠實現軸向加載而不失穩(wěn)。通過試驗可知定向滑動支座的摩擦力很低,所以在加載過程中并不會對試驗結果造成影響,加載時液壓伺服作動器5的力作用于定向滑動支座的柱形連接件4上,柱形連接件4將荷載再傳遞給結構試件8上,柱形連接件4與第一門架1、第二門架10通過第一固定架2、第二固定架10和第一滑動拖板3、第二滑動拖板11相連,相對滑動的部分為上托板和下拖板,具體地,所述的第一滑動拖板、第二滑動拖板的下拖板的上表面設置有矩形凹槽,所述上拖板下表面設置有與矩形凹槽相匹配的矩形凸起。所述的矩形凹槽還可設置為燕尾形凹槽,并設置 與燕尾形凹槽相匹配的燕尾形凸起,這種結構的好處是該滑動拖板只能在一個方向產生相對位移,其他方向的位移被限制,正式根據這個原理產生了該實用新型定向滑動支座。通過分析試驗數據發(fā)現該定向滑動支座能夠準確流暢地傳遞荷載,從而使試驗加載順利進行。
優(yōu)化地,為了增大柱形連接件4的受力面積,所述柱形連接件的兩個側表面分別設置有矩形凹槽。
發(fā)明人對本實用新型的定向滑動支座所用于的試驗采用液壓伺服作動器5進行循環(huán)加載,并以位移來控制加載,試驗加載控制和數據采集由計算機完成。從試驗結果可以看出試驗結果符合預期,定向滑動支座運行平穩(wěn),其產生的摩擦力很小可忽略不計,有效地防止了作動器端頭偏轉。本實用新型的定向滑動支座了承受多次拉壓往復荷載的作用,具有穩(wěn)定的性能和較輕的自重,可很好地用于結構工程試驗加載中去。