伺服加载系统静力实验的多向静态加载装置及其加载方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种伺服加载系统静力实验的多向静态加载装置及其加载方法。
【背景技术】
[0002]近几年地震活动相当频繁，地震给人类带来了巨大的经济损失和人员伤亡，进行结构静力试验或拟静力试验的主要目的，首先是建立结构在地震作用下的恢复力特性，确定结构构件恢复力的计算模型，通过试验所得的滞回曲线和曲线所包围的面积求得结构的等效阻尼比，衡量结构的耗能能力，同时还可得到骨架曲线，结构的初始刚度及刚度退化等参数。由此可以进一步从强度、变形和能量等三个方面判断和鉴定结构的抗震性能。最后可以通过试验研究结构构件的破坏机制，为改进现行结构抗震设计方法及改进结构设计的构造措施提供依据。然而，现有的实验装置大多停留在单向重复加载，还不能对结构的抗震性能做出全面深入研究。因此试件的多向静力实验就显得尤为重要。
[0003]然而，国内外现有的技术标准、规范及实验设施都没有对试件多向静力试验的装置及其方法提出明确规定，仅仅对单向试验装置提出了一定范围。
【发明内容】
[0004]鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、高效便捷的伺服加载系统静力实验的多向静态加载装置及其加载方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种伺服加载系统静力实验的多向静态加载装置，包括反力块，所述反力块下方设置有用以对拟实验试件进行纵向加载的加载端，所述反力块与加载端之间设置有滚动组件，所述滚动组件经弹性组件与反力块相连接，所述拟实验试件与加载端在外加横向推动力作用下可相对反力块进行平面多向移动。
[0006]优选的，所述滚动组件包含活动块，所述活动块上开设有若干通孔，所述通孔内镶嵌有滚珠，且所述滚珠的直径大于通孔的深度，所述滚珠同时与反力块下端面、加载端上端面相接触。
[0007]优选的，所述反力块两旁侧固定设置有凹部，所述加载端上固定设置有与凹部相配合的凸部，所述凸部可沿着凹部内侧壁平面多向移动。
[0008]优选的，所述反力块两旁侧固定设置有凸部，所述加载端上固定设置有与凸部相配合的凹部，所述凸部可沿着凹部内侧壁平面多向移动。
[0009]优选的，所述弹性组件包含均匀布置在活动块周侧的若干弹簧。
[0010]优选的，所述反力块、滚动组件、加载端之间设置有适量润滑油。
[0011]—种伺服加载系统静力实验的多向静态加载装置的加载方法，包括如上述的任一种伺服加载系统静力实验的多向静态加载装置，包含以下步骤:
(1)将所述拟实验试件竖直放置在混凝土承台上，在所述混凝土承台的周侧搭建反力支撑架与两反力墙，在所述反力墙与承台之间设置横向推动装置，两所述反力墙呈90°布置；
(2)将所述加载端安装在拟实验试件顶部，将所述滚动组件通过弹性组件与反力块相连接，然后将所述反力块置于加载端上方，接着所述反力块与加载端经凹部与凸部相互连接，再接着将所述反力块通过螺栓固定在反力支撑架上，最后在所述反力块、滚动组件、加载端之间涂适量润滑油，整个装置安装完成；
(3)利用所述加载端对拟实验试件进行纵向加载，所述纵向加载力的大小可以通过预设的压力传感器进行测量，辅之以油压表进行对比，获得测量结果，两所述横向推动装置相互作用，推动所述拟实验试件与加载端相对反力块进行平面多向移动。
[0012]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:(1)本发明可以在保持纵向加载力不变的情况下，在外加横向推动力作用下，拟实验试件与加载端可相对反力块进行平面多向移动，不是简单的单向重复加载，而是拟实验试件的多个方向进行加载，传力路径明确，应力分布均匀，结构简单，施工方便，结果精准，实用性广的特点，使得实验过程和实验数据达到理想的效果，从而使得对结构的抗震性能研究得到满意的效果。(2)本发明在实验前通过估计拟实验试件的最大位移，相应改变反力块的尺寸，而本发明其他构件不需要改变，实用性、经济性及通用性强、大大的提高了实验效率。
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细的说明。
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施例构造的主视示意图。
[0015]图2为本发明实施例构造的仰视示意图。
[0016]图3为本发明实施例使用状态的主视示意图。
[0017]图4为本发明实施例使用状态的的俯视示意图。
[0018]图中:丨-反力块，2-拟实验试件，3-加载端，4-活动块，5-滚珠，6-凹部，7-凸部，8-弹簧，9-混凝土承台，10-反力支撑架，11-反力墙，12-推动装置。
【具体实施方式】
[0019]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
[0020]如图1~4所示，一种伺服加载系统静力实验的多向静态加载装置，包括反力块1，所述反力块1下方设置有用以对拟实验试件2进行纵向加载的加载端3，所述反力块1与加载端3之间设置有滚动组件，所述滚动组件经弹性组件与反力块1相连接，所述拟实验试件2与加载端3在外加横向推动力作用下可相对反力块1进行平面多向移动；所述加载端3采用现有的加载器，所述纵向加载力的大小可以通过预设的压力传感器进行测量，辅之以油压表进行对比，测量结果准确。
[0021]在本发明实施例中，所述滚动组件包含可在平面上多向移动的活动块4，所述活动块4上开设有若干通孔，所述通孔内镶嵌有滚珠5，且所述滚珠5的直径大于通孔的深度，所述滚珠5同时与反力块1下端面、加载端3上端面相接触，所述反力块1下端面、加载端3上端面平整且与水平面相平行，其表面精度高，保证滚珠5可以自由地旋转滚动；优选的，所述滚动组件设置在反力块1的内腔，所述活动块4的尺寸小于反力块1的尺寸，所述活动块4的尺寸大于拟实验试件2的绝对位移，且所述活动块4到反力块1的边缘距离大于大于拟实验试件2的绝对位移，不但保证实验正常进行，而且保证实验的效率最大化；另外在实验开始时，所述滚动组件位于反力块