[发明专利]一种兼顾加载吨位和加载精度的多功能结构试验加载系统

说明书

本发明公开了土木工程技术领域内的一种兼顾加载吨位和加载精度的多功能结构试验加载系统，包括竖直加载部件、主体框架，还包括多个可将试验模型锁固在底部反力底座上的预应力锚固组件；该系统还包括顶部钢反力平台；竖直加载部件包括至少四组竖向加载爬升作动器；顶部钢反力平台下表面设有多条X向滑动导轨，顶部钢反力平台下表面还分布有多个与X向滑动导轨滑动安装的滑块，每个滑块上均安装有与X向滑动导轨空间垂直交错布置的Y向滑动导轨，每个滑块上均安装有可对试验模型进行竖直双向加载的、与Y向滑动导轨滑动配合的竖向加载作动器。显著提升该结构试验加载系统的加载精度、适用范围和使用效率。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及一种兼顾加载吨位和加载精度的多功能结构试验加载系统。

背景技术

结构试验技术是推动土木工程学科发展的重要基础之一。随着我国社会经济的高速发展，大量高、大、特、重的土木工程结构陆续新建。这些结构体系新颖、受力复杂、设计难度大、无现行规范可供参考，其受力性能急需通过结构试验特别是大尺度、多维度的模型试验加以明确。与此同时，随着我国土木工程学科研究水平的不断提升，大量长期困扰科学界的重大科学问题正在通过机理性的、精细化结构试验逐步得到解决，从而为土木工程学科的基础理论发展提供了重要的支撑。

近20年来，我国的结构试验技术与装备得到了长足的发展，大量大吨位多功能结构试验机陆续研制成功并投入使用。但总体而言，现有的多功能结构试验机大多采用门式刚架结构形式，竖向设置1个2000t甚至5000t的大吨位作动器，水平一般设置1个或2个100t～300t的作动器。上述多功能结构试验机可实现对梁、柱、墙、节点和框架的平面加载，但也存在以下突出问题：①竖向作动器为适应大尺度构件的要求而设计了较大的加载吨位，当进行更多的小尺度结构构件的机理性试验时，该作动器的加载控制精度往往难以满足要求，从而大幅降低了上市试验机的利用效率；②由于试验机主体结构普遍采用门式刚架结构，其两侧立柱不但需要承担竖向反力还需要承担水平反力，这导致两侧立柱尺寸巨大，进而使得试验空间较为局促，试验模型尺寸受到较大限制；③由于试验机主体结构普遍采用门式刚架结构，水平作动器及地锚系统仅可单向布置，这使得上述试验机一般仅能进行平面加载，而无法开展空间结构和节点的试验。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼顾加载吨位和加载精度的多功能结构试验加载系统，显著提升该结构试验加载系统的加载精度、适用范围和使用效率。

本发明的目的是这样实现的：一种兼顾加载吨位和加载精度的多功能结构试验加载系统，包括可对试验模型进行竖向加载的竖直加载部件，还包括主体框架，所述竖直加载部件与主体框架配套安装，所述主体框架包括固定设置的侧向主座，还包括布置有多个锚孔的底部反力底座，还包括多个可将试验模型锁固在底部反力底座上的、与锚孔相配合的预应力锚固组件；该系统还包括处于试验模型正上方的顶部钢反力平台，所述顶部钢反力平台可竖直滑动地安装在侧向主座上；所述竖直加载部件包括至少四组对称布置的竖向加载爬升作动器，所有竖向加载爬升作动器的动力输出端与顶部钢反力平台相连；所述顶部钢反力平台下表面设有多条水平延伸、且相互平行的X向滑动导轨，所述顶部钢反力平台下表面还分布有多个与X向滑动导轨滑动配合的滑块，每个滑块上均设有与X向滑动导轨空间垂直交错的Y向滑动导轨，每个滑块上均可拆卸地安装有可对试验模型施加竖向荷载的、与Y向滑动导轨滑动配合的竖向加载作动器。

进一步地，所述侧向主座上至少安装有一套可对试验模型施加水平方向荷载的水平加载作动器，所述水平加载作动器的输出端朝向试验模型。

进一步地，所述底部反力底座上固定安装有多套可对试验模型施加荷载的附加加载作动器。

进一步地，所述竖直加载部件还包括至少四组对称布置的、与竖向加载爬升作动器一一配套的、用于驱使竖向加载爬升作动器进行竖直移动的竖向加载爬升驱动机构。