[发明专利]一种结构构件竖向荷载加载装置及加载方法

说明书

本发明公开了一种结构构件竖向荷载加载装置及加载方法，装置包括反力梁、液压千斤顶、高强螺栓、竖向荷载模拟桁架、加固梁、地梁、地脚螺栓、油源、油管、控制器及电脑；试件顶部和反力梁底端固结，如试验要求试件顶部铰接，可以在反力梁下端增加一个铰支座装置，液压千斤顶上端和反力梁下端通过高强螺栓固定连接，下端和竖向荷载模拟桁架紧密连接，地梁底面和地面通过地脚螺栓紧固，液压千斤顶中包含力传感器，可以读取实时竖向力的，可以准确得到竖向荷载值大小。在试件发生水平变形时，轴向压力方向保持恒定。具有受力明确、拆装方便、操作简单、安全可靠等优点。

【技术领域】

本发明属于荷载试验加载技术领域，涉及一种结构构件竖向荷载加载装置及加载方法。

【背景技术】

结构试验是研究结构性能及力学特征最主要的途径，准确模拟结构在实际工况下的荷载是试验成功的基础。现阶段，结构构件在滞回加载过程中的轴压比通常保持不变，即竖向荷载是恒定的，竖向力主要采用悬挂重物的方式或通过液压千斤顶施加压力的方法实现。当悬挂较大荷载的时候，结构容易发生突然失稳，危险系数较高；而当结构发生侧移时，液压千斤顶施加的压力无法保持固定的数值，同时存在液压千斤顶不易固定的难题。这些问题都会直接影响结构试验的准确性。

【发明内容】

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构构件竖向荷载加载装置及加载方法。本发明通过液压千斤顶、反力梁、竖向荷载模拟桁架、加固梁和地梁等组成的加载装置，进行竖向荷载的加载，可准确得到竖向荷载值，具有传力明确、拆装方便、操作简单、安全可靠的优点。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：

一种结构构件竖向荷载加载装置，包括数据采集系统和位于竖直放置的试件顶部的反力梁，试件的顶部与反力梁底部的中部连接，反力梁两端的下部对称连接有用于施力的液压千斤顶，液压千斤顶中设有用于显示力的力传感器，液压千斤顶与数据采集系统连接；液压千斤顶的下端连接有能够使试件在受轴向力过程中保持承受恒定的竖向力的竖向荷载模拟桁架，竖向荷载模拟桁架的底部固定设置。

所述试件的顶部与反力梁铰接或固定连接。

所述液压千斤顶的顶端与反力梁之间通过用于调整液压千斤顶顶部高度的连接头连接。

所述竖向荷载模拟桁架包括V型杆，V型杆顶端向下，自由端向上设置，液压千斤顶的下端与V型杆顶端铰接，V型杆的自由端上均铰接有连杆，连杆的下端与固定设置的固定铰铰接，连杆关于V型杆对称。

同一榀的竖向荷载模拟桁架连接的固定铰之间连接有加固梁。

两榀竖向荷载模拟桁架连接的固定铰通过第二高强螺栓固定设置在地梁上，地梁与反力梁平行，地梁通过地脚螺栓与地面固定连接。

所述数据采集系统包括控制器，控制器上连接有油源和电脑，油源通过油管与液压千斤顶连接。

一种结构构件竖向荷载加载方法：

将试件与竖向荷载加载装置连接后，通过数据采集系统控制反力梁两端的液压千斤顶同步收缩，液压千斤顶收缩过程中向下拉动反力梁给试件施加轴向荷载，试件在承受轴向荷载过程中，若试件发生变位，则竖向荷载模拟桁架通过变形来使试件的受力方向始终竖直向下。

当试件发生变位时，竖向荷载模拟桁架的V型杆与连杆在铰接部发生旋转，连杆与固定铰发生旋转，通过V型杆与连杆之间的旋转以及连杆与固定铰之间的旋转能够释放竖向荷载模拟桁架因试件的变位而产生的扭矩，进而使试件的受力方向始终竖直向下。

本发明具有以下有益效果：