[发明专利]一种模拟结构构件遭受撞击与滞回耦合作用试验装置

说明书

本发明涉及结构构件多灾害耦合模拟技术领域，具体为一种模拟结构构件遭受撞击与滞回耦合作用试验装置。其目的在于提供一种模拟结构构件遭受撞击与滞回耦合作用试验装置，包括竖向撞击组件、包括MTS作动器的低周往复荷载加载组件、轴向加载组件、约束组件、夹持组件以及其轴向沿水平方向布置的试件；MTS作动器的上端与试件的侧壁固定连接，MTS作动器的下端与横梁的侧壁固定连接；约束组件均包括固定耳座和约束耳座、固定销轴、十字定位板，十字定位板安装于固定销轴的十字定位孔且对应安装于定位槽后实现固定耳座和约束耳座的固定连接。该结构可以真实的模拟构件在撞击及滞回作用下的实际受力情况。

技术领域

本发明涉及结构构件多灾害耦合模拟技术领域，具体为一种模拟结构构件遭受撞击与滞回耦合作用试验装置。

背景技术

在实际工程中结构在全寿命服役过程中除承受常规荷载作用外，还可能遭受灾害荷载作用，例如地震、火灾、冲击、爆炸等偶然荷载，而结构构件在极端荷载作用下可能会造成严重破坏，甚至丧失承载力，严重时可引起结构的连续倒塌。

现阶段，对结构构件的研究主要单纯集中于抗震性能或抗撞性能，对同时考虑撞击和地震联合作用下结构构件响应与力学性能的研究较少，尚无二者耦合工况且暂没有可实现多种边界条件的试验装置，因此，有必要研究出一种在撞击与滞回耦合作用下模拟结构构件的试验装置且可实现多种边界调节试验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟结构构件遭受撞击与滞回耦合作用试验装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种模拟结构构件遭受撞击与滞回耦合作用试验装置，包括竖向撞击组件、低周往复荷载加载组件、轴向加载组件、约束组件、夹持组件以及其轴向沿水平方向布置的试件；

竖向撞击组件包括用于竖向撞击试件的落锤；

低周往复荷载组件包括其轴向垂直于试件的轴向布置的MTS作动器、其轴向水平布置且固定于地面的横梁，MTS作动器的上端与试件的侧壁固定连接，MTS作动器的下端与横梁的侧壁固定连接；

夹持组件包括分别位于试件两端且均垂直固定于地面的两个反力墩；

试件的两端均固定有端板且两侧的端板均与约束组件固定连接，每个约束组件均包括固定耳座和约束耳座、固定销轴、十字定位板，固定耳座包括固定板以及垂直固定于固定板的固定连接耳，固定连接耳上开有固定圆孔，约束耳座包括约束板以及垂直固定于约束板的约束连接耳，约束连接耳为U型件，固定连接耳插于约束连接耳的中间槽中，约束连接耳的两侧臂上设有与固定圆孔相对应的约束圆孔，固定销轴穿过约束圆孔与固定圆孔实现固定耳座与约束耳座的铰接，固定销轴的轴向中部开有十字交叉布置且用于放置十字定位板的十字定位孔，固定圆孔与约束圆孔的边缘均开有与十字定位板相适配的定位槽，十字定位板安装于十字定位孔且对应安装于定位槽后实现固定耳座和约束耳座的固定连接，试件一端的约束组件的固定板与其中一个反力墩固定连接，试件一端的约束组件的约束板与试件的一端端板固定连接，试件另一端的约束组件的约束板与试件的另一端端板固定连接，试件另一端的约束组件的固定板通过轴向加载装置抵接于另外一个反力墩。

在安装本试验装置时，根据试验要求，确定构件试验形式，通过约束组件的不同装配结构（铰接边界条件：固定销轴穿过约束圆孔与固定圆孔实现固定耳座与约束耳座的铰接；固支边界条件：十字定位板安装于固定销轴的十字定位孔且对应安装于固定圆孔与约束圆孔边缘的定位槽后实现固定耳座和约束耳座的固定连接）实现铰接与固支边界条件的灵活转换，完成安装后，需要轴向力时，通过轴力加载装置施加水平轴向载荷至制定荷载后保持轴力不变，此时利用MTS作动器施加竖向低周往复荷载，达到指定荷载后释放落锤，落锤撞击试件，完成试验。