一种用于结构试验的定向滑动支座的制作方法

本实用新型属于结构工程试验中的为结构试件传递轴向拉压荷载的装置，该定向滑动支座主要用于结构试件与液压伺服作动器之间。

背景技术：

在结构试验中，经常会用到液压伺服作动器，而液压伺服作动器端头基本上存在球铰(7)，对结构试件施加轴向拉压力荷载时，难免存在加载偏心，此时作动器端头很容易旋转从而导致试验失败，所以有必要对液压伺服作动器端头进行约束，以达到对某些结构试件所需要的轴向加载方案。为了减小定向滑动支座的摩擦对试验结果的影响，发明人对定向滑动进行了加载试验，经测试其摩擦力维持在0.4KN以内，而一般的结构加载试验荷载在200KN以上，完全可以满足试验误差要求。

在具体使用时，将定向滑动支座一端与液压伺服作动器端头通过螺栓相连，定向滑动支座另一端与结构试件的一端相连，某些情况下结构试件的另一端需要反力墙(6)进行固定。

当结构试件在受压时，由于液压伺服作动器的中心不可能完全对准试件加载的中心，这样就难以避免加载偏心，加载偏心在荷载很小时影响不大，一旦荷载很大，会在液压伺服作动器端头产生很大的弯矩从而使的作动器端头出现偏转，进而影响了试验的继续进行。而在以往的试验中需要两个作动器同时加载才能达到试验效果，采用两个 液压伺服作动器加载首先成本高，其次安装时异常麻烦，并且在加载过程中难以让两个作动器保持同步加载。本实用新型定向滑动支座，相比传统加载方案，具有成本低廉，可减少50％成本；安装拆卸方便，安装拆卸数小时就可以；可避免两个作动器不同步加载所造成的误差。

技术实现要素：

针对结构试验加载要求，本实用新型的目的是提供一种结构合理、工作稳定可靠的定向滑动支座。

一种用于结构工程试验的定向滑动支座，所述的定向滑动支座包括第一门架和第二门架，所述的定向滑动支座还包括第一固定架和第二固定架，所述的第一固定架和第二固定架的两端分别固定在第一门架和第二门架上，第一固定架位于第二固定架的上方，且第一固定架和第二固定架在竖直方向上平行；

所述第一固定架和第二固定架之间从上到下分别设置有第一滑动拖板、柱形连接件和第二滑动拖板，其中，所述第一滑动拖板和第二滑动拖板分别由上拖板和下拖板组成，所述上托板和下拖板之间活动式连接，第一固定架与第一滑动拖板的上拖板连接，第一滑动拖板的下拖板与柱形连接件的上表面连接，所述柱形连接件的下表面与第二滑动拖板的上拖板连接，第二固定架与第二滑动拖板的下拖板连接；所述柱形连接件的两端分别与液压伺服作动器和结构试件连接。

进一步地，所述的第一滑动拖板、第二滑动拖板的下拖板的上表面设置有矩形凹槽，所述上拖板下表面设置有与矩形凹槽相匹配的矩形凸起。

进一步地，所述的第一滑动拖板、第二滑动拖板的下拖板的上表面设置有燕尾形凹槽，所述上拖板下表面设置有与燕尾形凹槽相匹配的燕尾形凸起。

进一步地，所述柱形连接件的两个侧表面分别设置有矩形凹槽。

进一步地，所述第一固定架和第二固定架分别由两根固定杆组成，且所述的两根固定杆在水平方向上平行。

进一步地，所述柱形连接件与液压伺服作动器连接的一端设置有钢板，柱形连接件与结构试件连接的一端也设置有钢板。

与现有技术相比，本实用新型定向滑动支座相对与传统的加载方式具有组装速度快，在作动器加载过程中受力均匀，稳定性好，可重复实用，具有较长的使用寿命，并能够大大减少试验费用。

附图说明

图1为本实用新型定向滑动支座的整体结构示意图；

图2为本实用新型定向滑动支座的结构示意图，其中(a)为支座立面图，(b)为支座俯视剖面图，(c)为支座剖面图；

图3为结构试件传统轴向加载方案的示意图；

图中标号代表：1—第一门架，2—第一固定架，3—第一滑动拖板，4—柱形连接件，5—液压伺服作动器，6—反力墙，7—作动器球铰，8—结构试件，9—反力架，10—第二固定架，11—第二滑动拖板，12—第二门架，13—滑动装置，14—刚性加载梁。

具体实施方式

以下结合实施例与附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型公开了一种用于结构工程试验的定向滑动支座，该定向滑动支座包括第一门架1、第二门架12、第一固定架2和第二固定架10，第一固定架2和第二固定架10分别由两根固定杆组成，且这两根固定杆在水平方向上平行，对固定杆的两端进行打孔，将螺栓通过打好的孔分别固定在第一门架1和第二门架12上。其中，第一固定架2位于第二固定架10的上方，且第一固定架2和第二固定架10在竖直方向上平行；

第一固定架2和第二固定架10之间从上到下分别设置有第一滑动拖板3、柱形连接件4和第二滑动拖板11，其中，第一滑动拖板3和第二滑动拖板11分别由上拖板和下拖板组成，所述上托板和下拖板之间活动式连接，第一固定架2与第一滑动拖板3的上拖板通过8.8级高强螺栓固定，第一滑动拖板3的下拖板与柱形连接件4的上表面通过8.8级高强螺栓固定连接，第一滑动拖板3和第二滑动拖板11的上拖板和下拖板之间涂抹有润滑油以减小摩擦。所述柱形连接件4的下表面与第二滑动拖板11的上拖板连接，第二固定架10与第二滑动拖板11的下拖板连接；

柱形连接件4的两端分别与液压伺服作动器5和结构试件8连接，在柱形连接件4的两端焊接两块钢板以便于和液压伺服作动器5、结构试件8之间更好的连接。

本实用新型公开的定向滑动支座中的固定杆为Q235B钢，第一滑动拖板3、第二滑动拖板11为铸铁，柱形连接件4采用Q345钢。第一门架1和第二门架12采用结构实验室的拥有的门架，在定向滑动 支座安装和拆卸过程中没有对实验室的门架产生扰动。其尺寸为，第一固定架2和第二固定架10之间距离为350mm，滑动拖板的上拖板与下拖板总厚度55mm，第一滑动拖板3和第二滑动拖板11宽200mm，柱形连接件4高240mm、宽160mm、厚20mm。

在使用本实用新型的定向滑动支座时，首先将定向滑动支座的一端与液压伺服作动器5通过螺栓连接，再将定向滑动支座的另一端与结构试件8采用螺栓连接，最后将试件另一端固定与反力墙(6)上就可以进行加载试验了。当结构试件加载时，特别是在结构试件受压时由于加载偏心的影响，液压伺服作动器5端头会产生较大的弯矩，巨大的弯矩会使作动器球铰7产生旋转的趋势，如果没有定向滑动支座的话这种趋势将会越来越明显从而导致试验加载失败。此定向滑动支座能够由于只能在加载方向来回运动，其他方向的位移被燕尾槽所限制，在加载偏心时，定向滑动支座能够很好地限制液压伺服作动器5端头球铰的旋转，并保证作动器能够实现轴向加载而不失稳。通过试验可知定向滑动支座的摩擦力很低，所以在加载过程中并不会对试验结果造成影响，加载时液压伺服作动器5的力作用于定向滑动支座的柱形连接件4上，柱形连接件4将荷载再传递给结构试件8上，柱形连接件4与第一门架1、第二门架10通过第一固定架2、第二固定架10和第一滑动拖板3、第二滑动拖板11相连，相对滑动的部分为上托板和下拖板，具体地，所述的第一滑动拖板、第二滑动拖板的下拖板的上表面设置有矩形凹槽，所述上拖板下表面设置有与矩形凹槽相匹配的矩形凸起。所述的矩形凹槽还可设置为燕尾形凹槽，并设置 与燕尾形凹槽相匹配的燕尾形凸起，这种结构的好处是该滑动拖板只能在一个方向产生相对位移，其他方向的位移被限制，正式根据这个原理产生了该实用新型定向滑动支座。通过分析试验数据发现该定向滑动支座能够准确流畅地传递荷载，从而使试验加载顺利进行。

优化地，为了增大柱形连接件4的受力面积，所述柱形连接件的两个侧表面分别设置有矩形凹槽。

发明人对本实用新型的定向滑动支座所用于的试验采用液压伺服作动器5进行循环加载，并以位移来控制加载，试验加载控制和数据采集由计算机完成。从试验结果可以看出试验结果符合预期，定向滑动支座运行平稳，其产生的摩擦力很小可忽略不计，有效地防止了作动器端头偏转。本实用新型的定向滑动支座了承受多次拉压往复荷载的作用，具有稳定的性能和较轻的自重，可很好地用于结构工程试验加载中去。