[发明专利]一种荷载加载装置及荷载试验的加载方法

说明书

本发明公开了一种荷载加载装置及荷载试验的加载方法，主要解决现有技术中吊篮悬挂重物加载方法的加载能力、安全性不足，以及对作动器移动的减摩擦效果不理想等问题。本发明提供的荷载加载装置，包括：加载梁、导轨、作动器单元、第一连接部及第二连接部；导轨固定在加载梁下端面，并设置有能侧向位移的第一连接部，作动器单元的上端与第一连接部连接，作动器单元的下端与第二连接部连接；其中：导轨与第一连接部间的位移形成滚动摩擦；第二连接部的下端连接试件，第二连接部随试件上加载点位置的改变而移动。采用本发明的装置及方法，可以实现横向荷载随试件上的加载点侧向移动，具备较高的加载能力和安全性，并能准确测得试件的失稳临界荷载。

技术领域

本发明涉及荷载加载试验技术领域，具体涉及一种被动跟随加载点侧向移动的荷载加载装置。

背景技术

结构试验是为了防止建筑物等设施在外力作用发生时产生意外，造成人员伤亡，而对结构性能展开研究，并进行大量试验验证设计理论。结构试验主要是利用加载装置，以结构或构件的荷载或位移值为控制量对试件进行加载、卸载的试验。

采用三点弯曲方法进行梁式构件整体稳定性试验时，需要在构件跨中上表面施加横向集中荷载，构件接近失稳时，加载点处有发生侧向位移和扭转的倾向。在理想的试验条件下，横向荷载应跟随加载点侧向移动，而其方向仍保持竖直向下。而在常规的三点弯曲试验方法中，施加横向集中荷载的作动器位置固定，对加载点的侧向位移产生约束作用，将使试验中测得的构件屈曲临界荷载偏高。因此需要设计一种可随加载点侧向移动的横向荷载加载装置，保持荷载方向不变的同时，尽可能减小装置侧向移动时的摩擦，以减少对构件侧向位移的约束。

为了实现横向荷载随构件上的加载点侧向移动，现有技术是通过在构件跨中采用吊篮悬挂重物进行加载。然而吊篮悬挂重物的加载方法，其加载能力受到构件下部空间的限制，无法施加较大的荷载。而且采用吊篮悬挂的一般为密度较大的铁块等重物，荷载无法连续增大，荷载等级不连续。该方法需要加载者手动增加所挂重物，因构件屈曲失稳是一种不稳定的破坏形式，破坏时构件的位移突然增大，可能给加载者带来较大风险。

为了减小装置侧向移动时的摩擦，现有技术是通过在作动器与加载梁之间设置聚四氟乙烯板，使作动器可以沿加载梁以较小的摩擦滑动。然而，聚四氟乙烯板的静摩擦系数为4％，仍会产生较大的摩擦阻力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种荷载加载装置，可以被动跟随加载点侧向移动，并准确测量出构件的失稳临界荷载，避免构件破坏带来的风险，同时减小作动器侧向移动的摩擦阻力。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种荷载加载装置，包括：加载梁、导轨、作动器单元、第一连接部及第二连接部；

所述导轨通过紧固件固定在所述加载梁的下端面，所述导轨上设置有能够侧向位移的第一连接部；所述作动器单元的上端与所述第一连接部连接，所述作动器单元的下端与所述第二连接部连接；其中：

所述导轨与所述第一连接部之间的位移形成滚动摩擦；

所述第二连接部的下端连接试件，所述第二连接部随试件上加载点位置的改变而移动。

进一步地，所述导轨为滚珠式导轨；

所述紧固件为螺栓，所述加载梁的下端面设有若干个可供所述螺栓通过的螺栓孔。

进一步地，所述第一连接部为与所述导轨适配的滑块；

所述滑块通过连接件与所述作动器单元连接。

进一步地，所述连接件为丝杆。

进一步地，在所述作动器单元及所述第二连接部之间还设置有用于读取实时作用力的数据采集单元。

进一步地，所述第二连接部为球铰；