一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置，包括外部框架固定装置，外部框架固定装置内设置有试件加载装置，试件加载装置下部设置有试件固定装置，试件加载装置连接数据采集系统，本实用新型测试装置水平荷载采用作动器进行加载，可灵活调节作动器的行程，在加载过程中通过电脑实现高精度控制，同时在试件底部设置底座和压梁，可有效防止试验过程中试件发生移动，测试精度高；本实用新型测试装置拆卸和组装方便、安全和可靠，并且克克服了千斤顶提供水平力误差较大和人字柱节点端板受力不均匀的难题。
【专利说明】
一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置
技术领域
[0001]本实用新型的属于电力行业变电构架节点领域，具体涉及一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置。
【背景技术】
[0002]电力行业工程领域中，研究人字柱节点的抗压弯静力和滞回性能非常重要。在变电构架中，大部分主体结构为人字柱节点，而人字柱节点往往是整体结构中的薄弱地方，其静力和滞回性能的好坏对整个变电构架的抗震性能有很大影响，准确测量人字柱节点的抗拉压弯静力和滞回性能对评价人字柱节点的延性、变性能力以及耗能具有重要意义。
[0003]目前，大部分装置主要集中在人字柱节点的抗压弯静力性能方面，主要采用千斤顶施加水平力，误差较大，并且人字柱柱头水平和竖向荷载分布不均匀，而本实用新型将下翼缘焊有两个工字型梁的加载头通过高强螺栓与人字柱顶部端板连接，并将加载头的一端与MTS水平作动器连接来研究人字柱抗压弯静力和滞回性能，本实用新型克服了千斤顶提供水平力误差较大和人字柱节点端板受力不均匀的难题，首先，通过放大器给固定在平行于水平作动器的反力梁上的千斤顶提供竖向荷载，竖向荷载通过加载头两端平行于钢筋混凝土反力墙的工字梁传递给人字柱顶部端板的两边，使人字柱节点顶部端部的受力更接近于现实工程。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置，克服了千斤顶提供水平力误差较大和完成人字柱节点滞回研究的难题，该试验装置拆卸和组装方便，并且安全、可靠。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型包括外部框架固定装置，外部框架固定装置内设置有试件加载装置，试件加载装置下部设置有试件固定装置，试件加载装置连接数据采集系统；
[0006]所述外部框架固定装置包括固定在钢筋混凝土反力墙上的反力钢框架，反力钢框架固定在地面上；
[0007]所述试件加载装置包括加载头，加载头横向铰接有与钢筋混凝土反力墙铰接的水平作动器，水平作动器用于提供横向力，水平作动器上设置有水平荷载传感器，加载头上部设置有千斤顶，千斤顶通过滑动机构固定在其上部的水平反力梁上，千斤顶通过放大器提供竖向，千斤顶上设置有竖向荷载传感器，水平反力梁两侧均设置有竖向反力梁；
[0008]所述试件固定装置包括固定在底面上的底座，底座上设置有压梁；
[0009]所述数据采集系统包括通过第一油管连接水平作动器的第一液压油源，以及通过第二油管连接千斤顶的第二液压油源，第一液压油源和第二液压油源通过导线连接控制器，控制器通过导线连接电脑，电脑通过导线连接多通道应变采集仪，多通道应变采集仪通过传感器导线连接竖向荷载传感器和水平荷载传感器。
[0010]所述千斤顶采用油压千斤顶，放大器包括设置在油压千斤顶上的杠杆，杠杆的一端设置有重量块放置吊篮。
[0011]所述滑动机构包括在水平反力梁上下两侧设置的钢板，两个钢板间通过长丝螺杆连接，钢板与水平反力梁间设置有滚轮装置。
[0012]所述水平作动器的一端连接有大球铰，另一端设置有小球铰，大球铰通过高强螺栓固定在钢筋混凝土反力墙上，小球铰通过高强螺栓固定在加载头的侧面上。
[0013]所述反力钢框架通过八个第一地脚螺栓固定在地面上，底座通过若干第二地脚螺栓固定在地面上。
[0014]人字柱节点试件一端通过高强螺栓固定在加载头上，另一端通过高强螺栓固定在底座上。
[0015]所述导线为四芯导线。
[0016]所述水平作动器内设置有位移传感器，位移传感器连接多通道应变采集仪。
[0017]所述竖向反力梁通过高强螺栓固定在反力钢框架上。
[0018]与现有技术相比，本实用新型测试装置水平荷载采用作动器进行加载，可灵活调节作动器的行程，在加载过程中通过电脑实现高精度控制，同时在试件底部设置底座和压梁，可有效防止试验过程中试件发生移动，测试精度高;本实用新型测试装置拆卸和组装方便、安全和可靠，并且克克服了千斤顶提供水平力误差较大和人字柱节点端板受力不均匀的难题。
[0019]进一步的，本实用新型的水平作动器内设置有位移传感器，能够在采集水平荷载的同时采集水平位移。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的正面图；
[0021 ]图2为本实用新型数据采集系统的示意图；
[0022]图3为本实用新型的底座不意图；
[0023]图4为本实用新型的加载头不意图；
[0024]图5为本实用新型的放大器示意图；
[0025]图6为本实用新型第二液压油源的示意图；
[0026]图7为本实用新型的整体结构示意图。
[0027]其中，I为钢筋混凝土反力墙、2为反力钢框架、3为加载头、4为水平作动器、5为千斤顶、6为滚轮装置、7为水平反力梁、8为竖向反力梁、9为压梁、10为高强螺栓、111为第一地脚螺栓、112为第二地脚螺栓、12为底座、13为大球铰、14为水平荷载传感器、15为小球铰、16为第一液压油源、17为第一油管、18为导线、19为控制器、20为电脑、21为传感器导线、22为多通道应变采集仪、23为人字柱节点试件、24为第二液压油源、25为第二油管、26为重量块放置吊篮、27为竖向荷载传感器、28为油压千斤顶、29为杠杆、30为钢板、31为长丝螺杆。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0029]参见图1至图7，本实用新型包括外部框架固定装置，外部框架固定装置内设置有试件加载装置，试件加载装置下部设置有试件固定装置，试件加载装置连接数据采集系统；
[0030]外部框架固定装置包括固定在钢筋混凝土反力墙I上的反力钢框架2，反力钢框架2固定在地面上；
[0031]试件加载装置包括加载头3，加载头3横向铰接有与钢筋混凝土反力墙I铰接的水平作动器4，水平作动器4用于提供横向力，水平作动器4上设置有水平荷载传感器14，加载头3上部设置有千斤顶5，千斤顶5通过滑动机构固定在其上部的水平反力梁7上，千斤顶5通过放大器提供竖向，千斤顶5上设置有竖向荷载传感器27，水平反力梁7两侧均设置有竖向反力梁8，竖向反力梁8通过高强螺栓10固定在反力钢框架2上，水平作动器4的一端连接有大球铰13，另一端设置有小球铰15，大球铰13通过高强螺栓10固定在钢筋混凝土反力墙I上，小球铰15通过高强螺栓10固定在加载头3的侧面上，水平作动器4内设置有位移传感器，位移传感器连接多通道应变采集仪22;
[0032]试件固定装置包括固定在底面上的底座12，底座12上设置有压梁9，反力钢框架2通过八个第一地脚螺栓111固定在地面上，底座12通过若干第二地脚螺栓112固定在地面上，人字柱节点试件23—端通过高强螺栓10固定在加载头3上，另一端通过高强螺栓10固定在底座12上；
[0033]数据采集系统包括通过第一油管17连接水平作动器4的第一液压油源16，以及通过第二油管25连接千斤顶5的第二液压油源24，第一液压油源16和第二液压油源24通过导线18连接控制器19，控制器19通过导线18连接电脑20，电脑20通过导线18连接多通道应变采集仪22，多通道应变采集仪22通过传感器导线21连接竖向荷载传感器27和水平荷载传感器14。
[0034]滑动机构包括在水平反力梁7上下两侧设置的钢板30，两个钢板30间通过长丝螺杆31连接，钢板31与水平反力梁7间设置有滚轮装置6。
[0035]优选的，千斤顶5采用油压千斤顶28，放大器包括设置在油压千斤顶28上的杠杆29，杠杆29的一端设置有重量块放置吊篮26。
[0036]优选的，导线18为四芯导线。
[0037]本实用新型的测试方法如下:
[0038]第一步:将钢筋混凝土反力墙I通过预埋地基与地面形成一个整体，再将反力钢框架2通过八个第一地脚螺栓111固定在地面上；
[0039]第二步:将底座12通过压梁9和第二地脚螺栓112固定在地面上，并将人字柱节点试件23通过高强螺栓10固定在底座12上，同时将人字柱节点试件23的顶部端板通过高强螺栓10与加载头3连接；
[0040]第三步:将水平作动器4的一端通过大球铰13和高强螺栓10与钢筋混凝土反力墙I连接，通过电脑20和控制器19调节水平作动器4的行程到合适的位置，然后将水平作动器4的另一端通过另一小球铰15和高强螺栓10连接于加载头3的中间，同时将加载头3的另一端通过高强螺栓10与人字柱节点试件23的顶部端板连接，把水平作动器4通过第一油管17与第一液压油源16连接，并将第一液压油源16、控制器19、多通道应变采集仪22、电脑20通过四芯导线18连接，再将水平荷载传感器14通过四芯导线18连接到多通道应变采集仪22上；
[0041]第四步:当需要测试时，通过放大器给千斤顶5施加相应的竖向力，通过电脑20和控制器19按照水平荷载加载制度控制水平作动器施加水平力，直至试件破坏，并通过电脑20和多通道应变采集仪22采集试验过程中的水平P(t)和位移S(t)；
[0042]第五步:根据试验过程中所记录的水平力P(t)与水平力作用点处的水平位移S(t)，绘出法兰节点试件的荷载-位移曲线。
【主权项】
1.一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，包括外部框架固定装置，外部框架固定装置内设置有试件加载装置，试件加载装置下部设置有试件固定装置，试件加载装置连接数据采集系统； 所述外部框架固定装置包括固定在钢筋混凝土反力墙(I)上的反力钢框架(2)，反力钢框架(2)固定在地面上； 所述试件加载装置包括加载头(3)，加载头(3)横向铰接有与钢筋混凝土反力墙(I)铰接的水平作动器(4)，水平作动器(4)用于提供横向力，水平作动器(4)上设置有水平荷载传感器(14)，加载头(3)上部设置有千斤顶(5)，千斤顶(5)通过滑动机构固定在其上部的水平反力梁(7)上，千斤顶(5)通过放大器提供竖向，千斤顶(5)上设置有竖向荷载传感器(27)，水平反力梁(7)两侧均设置有竖向反力梁(8); 所述试件固定装置包括固定在底面上的底座(12)，底座(12)上设置有压梁(9); 所述数据采集系统包括通过第一油管(17)连接水平作动器(4)的第一液压油源(16)，以及通过第二油管(25)连接千斤顶(5)的第二液压油源(24)，第一液压油源(16)和第二液压油源(24)通过导线(18)连接控制器(19)，控制器(19)通过导线(18)连接电脑(20)，电脑(20)通过导线(18)连接多通道应变采集仪(22)，多通道应变采集仪(22)通过传感器导线(21)连接竖向荷载传感器(27)和水平荷载传感器(14)。2.根据权利要求1所述的一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述千斤顶(5)采用油压千斤顶(28)，放大器包括设置在油压千斤顶(28)上的杠杆(29)，杠杆(29)的一端设置有重量块放置吊篮(26)。3.根据权利要求1所述的一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述滑动机构包括在水平反力梁(7)上下两侧设置的钢板(30)，两个钢板(30)间通过长丝螺杆(31)连接，钢板(30)与水平反力梁(7)间设置有滚轮装置(6)。4.根据权利要求1所述的一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述水平作动器(4)的一端连接有大球铰(13)，另一端设置有小球铰(15)，大球铰(13)通过高强螺栓(10)固定在钢筋混凝土反力墙(I)上，小球铰(15)通过高强螺栓(10)固定在加载头(3)的侧面上。5.根据权利要求1所述的一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述反力钢框架(2)通过八个第一地脚螺栓(111)固定在地面上，底座(12)通过若干第二地脚螺栓(112)固定在地面上。6.根据权利要求1所述的一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，人字柱节点试件(23)—端通过高强螺栓(10)固定在加载头(3)上，另一端通过高强螺栓(10)固定在底座(12)上。7.根据权利要求1所述的一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述导线(18)为四芯导线。8.根据权利要求1所述的一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述水平作动器(4)内设置有位移传感器，位移传感器连接多通道应变采集仪(22)。9.根据权利要求1所述的一种人字柱节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述竖向反力梁(8)通过高强螺栓(10)固定在反力钢框架(2)上。
【文档编号】G01M99/00GK205642868SQ201620446791
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】杨俊芬, 闫西峰, 陈雷, 胡盼盼, 姚远东
【申请人】西安建筑科技大学