[发明专利]一种自平衡便携式自动控制剪力墙水平竖向荷载共同作用性能试验装置及方法

权利要求书

1.一种自平衡便携式自动控制剪力墙水平和竖向荷载共同作用性能试验装置，其特征在于：包括加载架装置、试件固定装置、试件加载装置以及数据采集系统；所述的加载架装置包括梯形水平反力架（1）、工字型钢梁承台（2）、横梁（3）、立柱（4）以及预应力钢索（6），所述的梯形水平反力架（1）的下端与工字型钢梁承台（2）的一端固定连接，梯形水平反力架（1）的上端与横梁（3）的一端固定连接，在横梁（3）的另一端和工字型钢梁承台（2）的另一端固定连接所述的立柱（4）；所述的预应力钢索（6）设置在梯形水平反力架（1）内；所述的试件固定装置包括两个三角形钢架（7）、两个固定作动器（8）以及两套钢夹板（9），其中三角形钢架（7）固定在所述的工字型钢梁承台（2）上，在每个三角形钢架（7）上连接一个所述的固定作动器（8）；所述的试件加载装置包括：水平作动器(13)、三台竖向作动器（14）、液压油源（15）、控制器（16）、水平荷载传感器（17）、竖向荷载传感器（18）以及位移传感器（19），所述的水平作动器（13）一端通过大球铰（20）与梯形水平反力架（1）连接，水平作动器（13）另一端通过大球铰（20）与钢夹板（9）连接，在水平作动器（13）与钢夹板（9）之间设置所述的水平荷载传感器（17），所述的三台竖向作动器（14）通过小球铰（21）与横梁（3）连接，所述的竖向荷载传感器（18）与竖向作动器（14）连接；所述的水平作动器（13）和三台竖向作动器（14）分别通过作动器专用油管（22）与液压油源（15）连接；所述的数据采集系统包括：控制器（16）、多通道应变采集仪（24）以及电脑（25），所述的水平荷载传感器（17）、竖向荷载传感器（18）和位移传感器（19）分别通过导线（23）与多通道应变采集仪（24）连接。

2.根据权利要求1所述的自平衡便携式自动控制剪力墙水平竖向荷载共同作用性能试验装置，其特征在于：所述的液压油源（15）、控制器（16）、多通道应变采集仪（24）、电脑（25）通过数据线（2）连接。

3.根据权利要求1所述的自平衡便携式自动控制剪力墙水平竖向荷载共同作用性能试验装置，其特征在于：在试件的顶面安装有带滑轮的聚四氟乙烯板（27）。

4.一种采用权利要求1所述的自平衡便携式自动控制剪力墙水平和竖向荷载共同作用性能试验装置的测定方法，其特征在于：步骤如下：

第一步：将梯形水平反力架（1）用地锚螺栓（28）与地面连接固定，再将工字型钢梁承台（2）分别通过高强螺栓（5）和地锚螺栓（28）与梯形水平反力架（1）和地面连接固定；然后将横梁（3）、立柱（4）与梯形水平反力架（1）、工字型钢梁承台（2）之间采用高强螺栓（5）连接，并通过预应力钢索（6）对梯形水平反力架（1）施加预应力；

第二步：将水平作动器（13）通过高强螺栓（5）和大球铰（20）与梯形水平反力架（1）连接，水平荷载传感器（17）通过高强螺栓（5）与水平作动器（13）连接，并通过高强螺栓（5）和大球铰（20）与钢夹板（9）连接，然后将三台竖向作动器（14）通过高强螺栓（5）和小球铰（21）与横梁（3）连接，并将竖向荷载传感器（18）通过高强螺栓（5）与竖向作动器（14）、聚四氟乙烯板（27）连接, 把水平作动器（13）和三台竖向作动器（14）分别通过作动器专用油管（22）与液压油源（15）连接，并将液压油源（15）、控制器（16）、多通道应变采集仪（24）、电脑（25）通过数据线（26）连接；

第三步：将剪力墙试件通过底部锚固螺栓和螺栓杆固定到工字型钢梁承台（2）上，通过两侧三角形反力架（7）和固定作动器（9）施加力，防止试件侧移，通过电脑（25）和控制器（16）调节水平作动器（13）的行程到合适位置后，夹住两侧钢夹板（9），穿插螺栓杆（10）并用螺栓拧紧；再调节竖向作动器（14）的行程将聚四氟乙烯板（27）放到试件的顶部，把位移传感器（19）放置到预定的位置，并将水平荷载传感器（17）、竖向荷载传感器（18）、位移传感器（19）通过四芯导线（23）连接到多通道应变采集仪（24）上；

第四步：当需要测试时，通过电脑（25）和控制器（16）控制竖向作动器（14）施加竖向荷载至预定值，然后按照水平荷载加载制度控制水平作动器（13）施加水平往复荷载，直至试件破坏，并通电脑（25）和过多通道应变采集仪（24）试验过程中的水平力P和位移S；

第五步：根据试验过程中所记录的水平力P与水平力作用点处的水平位移S，作出试件的滞回曲线。