[发明专利]试验构件空间侧向约束加载的反馈控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种试验构件空间侧向约束加载的反馈控制装置的控制方法，其特征在于，

试验构件空间侧向约束加载的反馈控制装置，包括有加载装置(1)和约束装置(2)；所述加载装置(1)有一组，设置在试验构件(4)的纵向一侧；其中，每组加载装置(1)沿竖向平行间隔布置，并且每个加载装置(1)与试验构件(4)的节点对应设置；所述加载装置(1)的自由端水平连接在试验构件(4)上，用以给节点施加主加载方向的荷载；所述约束装置(2)有一组，设置在试验构件(4)的横向一侧；所述约束装置(2)的自由端水平连接在试验构件(4)上，用以约束节点的侧向位移；在试验构件(4)上、位于每个约束装置(2)的对侧，均布置有第一位移测量装置(3)；所述第一位移测量装置(3)用以测量试验构件(4)上对应位置处的实际侧向约束位移在试验构件(4)上、位于每组加载装置(1)的对侧，均沿横向平行间隔布置有一组第二位移测量装置(5)；所述第二位移测量装置(5)用以测量试验构件(4)上对应节点的实际主加载方向位移

所述试验构件(4)为钢筋混凝土框架结构构件或者为钢结构构件；

所述加载装置(1)和约束装置(2)的外侧设有反力墙(6)；所述加载装置(1)的固定端与反力墙(6)连接，加载装置(1)的自由端与试验构件(4)螺栓固结；所述约束装置(2)的固定端与反力墙(6)连接，约束装置(2)的自由端与试验构件(4)螺栓固结；所述第一位移测量装置(3)外侧设有第一反力架(7)；所述第一位移测量装置(3)的固定端与第一反力架(7)固定连接，第一位移测量装置(3)的自由端与试验构件(4)铰接连接；所述第二位移测量装置(5)外侧设有第二反力架(8)；所述第二位移测量装置(5)的固定端与第二反力架(8)固定连接，第二位移测量装置(5)的自由端与试验构件(4)铰接连接；

控制方法包括如下步骤：

步骤1：布置加载装置(1)、约束装置(2)、第一位移测量装置(3)和第二位移测量装置(5)；

步骤2：记录第一位移测量装置(3)从固定端至铰接端的距离L₁，并记录第二位移测量装置(5)固定端至铰接端的距离L₂；

步骤3：设定试验构件(4)的侧向约束处预期的位移变化，即每步加载过程中目标侧向约束位移

步骤4：确定比例积分控制算法中控制参数K_p和K_i，并且选择本次加载装置(1)的加载速度控制参数；其中，K_p是比例参数，K_i是积分参数；

步骤5：利用加载装置(1)对试验构件(4)进行加载；同时利用第一位移测量装置(3)采集试验构件(4)各约束点的实际侧向约束位移利用第二位移测量装置(5)采集试验构件(4)各约束点的实际主加载方向位移

步骤6：对比试验构件(4)的敏感受力点处实际侧向约束位移实际主加载方向位移与标侧向约束位移分析存在的误差是第m个约束点对应当前第i步加载时的侧向位移实际偏差；

步骤7：当大于规定要求的误差时，得出位移修正命令并且将该位移修正命令反馈给加载装置(1)，加载装置(1)在接收到位移修正命令后，对加载的数值进行修正，然后继续加载；其中，为第m个约束点对应当前第i步加载的时的位移修正命令；

步骤8：重复步骤5至步骤7的过程，直至小于规定要求的误差，完成边界修正。

2.根据权利要求1所述的一种试验构件空间侧向约束加载的反馈控制装置的控制方法，其特征在于：所述加载装置(1)、约束装置(2)、第一位移测量装置(3)和第二位移测量装置(5)四者均与计算机相连；计算机对接收到的加载装置(1)的加载信息、第一位移测量装置(3)采集的实际侧向约束位移和第二位移测量装置(5)采集的实际主加载方向位移进行分析判断。

3.根据权利要求1所述的试验构件空间侧向约束加载的反馈控制装置的控制方法，其特征在于：步骤1中所述加载装置(1)布置在试验构件(4)的纵向一侧；所述第二位移测量装置(5)布置在加载装置(1)的对侧；所述约束装置(2)布置在试验构件(4)的横向一侧；所述第一位移测量装置(3)约束装置(2)的对侧；其中，加载装置(1)、约束装置(2)第一位移测量装置(3)和第二位移测量装置(5)均布置在试验构件(4)的敏感受力点处；其中，敏感受力点为主次梁节点或者为梁柱节点。