一种多层、多跨静力模型水平加载及导向装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种多层、多跨静力模型水平加载及导向装置，包括伺服加载装置、水平加载导向支架、分配梁、反力墙连接板、荷载均衡油缸、压力均衡油缸供油系统和拉力传感器。电动伺服加载装置前端与分配梁连接，分配梁安装在导向支架上，后端安装在反力墙连接板上，安装位置可连续调节；荷载均衡油缸一端与分配梁铰接，另一端与拉压力传感器相连；压力均衡油缸供油系统与电动伺服加载装置相连接，为其提供动力。本实用新型用于对多层、多跨静动力钢结构模型施加多点水平荷载，确保加载方向水平且多点荷载等大，多点加载可通过分配梁均衡,采用分配梁均衡时需与导向装置配套使用，可实现对多个点同步加载，也可实现不同点反向加载。
【专利说明】
一种多层、多跨静力模型水平加载及导向装置
技术领域
[0001]本实用新型属于土木工程专业实验教学领域，涉及多层、多跨静力模型水平加载及导向装置。
【背景技术】
[0002]高等院校土木工程专业本科生阶段，在《建筑结构试验》、《高层建筑结构设计与计算》、《建筑结构抗震》等课程中会涉及框架结构、框架剪力墙结构、筒中筒结构等多种结构体系，目前主要通过理论教学的方式让学生对各种结构体系的组成特点、优缺点和计算方法等进行简单了解。
[0003]实验教学在高等院校本科生教学中已越来越普遍，关于多层、多跨、多种结构体系的实验引入到教学实验中，学生通过对某一结构体系钢结构模型施加水平荷载测量位移和应变并计算应力、对多种结构体系施加相同荷载进行位移比较这两种试验方式，可加深对不同结构体系的了解，有助于所学理论的熟练掌握和应用。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术中本科生试验教学中的不足，本实用新型提供一种有关多层、多跨不同结构体系的钢结构模型水平加载装置，该装置主要用于对多层、多跨静力钢结构模型施加多点水平荷载，确保加载方向水平且多点荷载等大，多点加载可通过分配梁均衡，采用分配梁均衡时需与导向装置配套使用，可实现对最多四层每层四点共16个点同步加载，也可实现不同点反向加载。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型的技术方案为:
[0006]—种多层、多跨静力模型水平加载及导向装置，包括伺服加载装置、水平加载导向支架、分配梁、反力墙连接板、荷载均衡油缸、压力均衡油缸供油系统和拉力传感器。
[0007]所述的伺服加载装置I采用触摸屏作为输入控制、显示单元，伺服加载装置I前端与分配梁3连接，分配梁3通过直线导轨、滑块安装在导向支架2上;伺服加载装置I后端安装在反力墙连接板4上，安装位置能够滑动调节。每套电动伺服加载装置的静载最大出力50kN，工作行程150mm。伺服加载装置采用伺服电机驱动电动缸的加载方式，可进行荷载伺服控制加载和位移伺服控制加载，可单台伺服加载装置I进行工作，也可多台伺服加载装置I同步协调工作。
[0008]所述的水平加载导向支架2采用门式结构，包括立柱、横梁和直线导向装置，水平加载导向支架2滑动安装在槽道8上;立柱高度符合模数，共两根位于导向支架2的两侧;横梁通过螺栓与两边立柱连接，横梁所处高度按模数可调，横梁顶面及底面均可安装直线导向装置。
[0009]所述的分配梁采用类箱梁结构，分配梁长度有多种规格，最长可安装4个加载点，最短可安装I个加载点，不同长度的分配梁可单独使用也可组合使用，实现模型拉压对称加载。
[0010]所述的反力墙连接板为双向底板，T型槽结构。反力墙连接板上有横向轨道和竖向轨道，横向导轨与伺服加载装置I连接，反力墙连接板4通过竖向轨道与反力墙7连接，可竖向、水平调整位置。每一横向轨道上可布置一个电动伺服加载装置I，电动伺服加载装置I与分配梁3连接，对多层、多跨静力模型每一层实现一点加载、两点加载、四点加载等加载方式;每一横向轨道上布置两个电动伺服加载装置，通过控制使一个电动伺服加载装置输出拉力，另一个输出压力，对多层、多跨静力模型每一层实现扭矩加载。
[0011 ]所述的荷载均衡油缸一端与分配梁铰接，另一端与拉压力传感器相连;荷载均衡油缸最大均衡荷载50kN，均衡行程100mm。所述的压力均衡油缸供油系统与电动伺服加载装置相连接，为其提供动力。所述的拉压力传感器为柱式，量程50kN，线性度不大于0.1 %。
[0012]本实用新型用于对多层、多跨静动力钢结构模型施加多点水平荷载，确保加载方向水平且多点荷载等大，多点加载可通过分配梁均衡，采用分配梁均衡时需与导向装置配套使用，可实现对多个点同步加载，也可实现不同点反向加载。
[0013]本实用新型水平加载导向支架安装位置沿槽道可移动、横梁高度按模数可调。横梁顶面及底面均可安装直线导向装置;导向装置采用直线导轨作为行走介质，具有摩擦系数小、润滑容易、摩擦接触面磨耗低、承载力高等优点。导轨本身可同时承受两个方向拉伸、压缩荷载，且四个方向等负荷，有利于抵抗有侧向荷载的实验;反力墙连接板可保证加载点位置任意可调，可在任意位置加载；多个油缸可分组调整压力，以实现多点同时加载的效果O
【附图说明】
[0014]图1为水平加载导向支架和分配梁正视图；
[0015]图2为反力墙连接板正视图。
[0016]图3为安装一个电动伺服加载装置的多层、多跨静力模型加载及导向装置侧视图；
[0017]图4为安装四个电动伺服加载装置的多层、多跨静力模型加载及导向装置侧视图；
[0018]图5为多层、多跨静力模型加载及导向装置俯视图；
[0019]图中:I伺服加载装置;2水平加载导向支架;3分配梁;4反力墙转接板;5荷载均衡油缸;6拉压力传感器;7反力墙;8槽道。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步说明。实验装置的具体安装和实施方式如下:
[0021]电动伺服加载装置I前端与分配梁3连接，分配梁3通过直线导轨、滑块安装在导向支架2上，后端通过反力墙连接板4安装在反力墙7上，安装位置可连续调节。荷载均衡油缸5可均衡拉压双向荷载，最大均衡荷载50kN，一端与分配梁3铰接，一端与拉压力传感器6连接。
[0022]加载架2安装位置沿槽道8可移动，加载架2中横梁高度按模数可调，横梁顶面及底面均可安装直线导向装置。主要构件安装面均进行机加工，粗糙度不大于R3.2，按10mm模数均匀加工，导向高度需与试件结点高度对应。
[0023]分配梁3采用类箱梁结构，采用长短组合搭配，最长的可安装4个加载点，四层一共可安装16个加载点，可进行拉压对称加载。
[0024]反力墙连接板4横向四层轨道，与四个固定在反力墙7上的平行轨道相连。反力墙连接板整体尺寸为2750 X 1750 X 100mm，承载力200kN。每一横向轨道上布置一个电动伺服加载装置I分别与长短分配梁3组合可实现多层、多跨静力模型每一层一点加载、两点加载、四点加载等加载方式。四个作动器布置在四个轨道上可实现16点任意组合形式的加载;每一横向轨道上布置两个电动伺服加载装置并控制分别输出拉力和压力，可实现某一层扭矩加载。
[0025]多个荷载均衡油缸8可分组调整压力，以实现多点同时加载的效果。
【主权项】
1.一种多层、多跨静力模型水平加载及导向装置，其特征在于，该装置包括伺服加载装置(I)、水平加载导向支架(2)、分配梁(3)、反力墙连接板(4)、荷载均衡油缸(5)、压力均衡油缸供油系统和拉力传感器(6)； 所述的伺服加载装置(I)前端与分配梁(3)连接，后端安装在反力墙连接板(4)上，安装位置能够调节； 所述的水平加载导向支架(2)采用门式结构，包括立柱、横梁和直线导向装置;水平加载导向支架(2)滑动安装在槽道(8)上，立柱高度符合模数，共两根位于两侧;横梁与两边立柱连接，横梁高度按模数调整，横梁顶面及底面能够安装直线导向装置； 所述的分配梁(3)采用类箱梁结构，通过直线导轨、滑块安装在导向支架(2)上;分配梁(3)长度有多种规格，最长可安装4个加载点，最短可安装I个加载点，不同长度的分配梁通过单独使用或组合使用，实现模型拉压对称加载； 所述的反力墙连接板(4)为双向底板，T型槽结构，反力墙连接板(4)上有横向轨道和竖向轨道，能够竖向、水平调整位置，反力墙连接板(4)通过竖向轨道与反力墙(7)连接，通过横向轨道与伺服加载装置(I)连接;每一横向轨道上安装一个电动伺服加载装置(I)，电动伺服加载装置(I)与分配梁(3)连接，对多层、多跨静力模型的每一层实现一点加载、两点加载、四点加载;每一横向轨道上安装两个电动伺服加载装置(2)，一个电动伺服加载装置(I)输出拉力，另一个电动伺服加载装置(I)输出压力，对多层、多跨静力模型的每一层实现扭矩加载； 所述的荷载均衡油缸(5)—端与分配梁(3)铰接，另一端与拉压力传感器(6)相连;所述的压力均衡油缸供油系统(6)与电动伺服加载装置(I)连接，为其提供动力。2.根据权利要求1所述的一种多层、多跨静力模型水平加载及导向装置，其特征在于，所述的伺服加载装置采用伺服电机驱动电动缸的加载方式，能够进行荷载伺服控制加载和位移伺服控制加载，单台伺服加载装置(I)进行工作，或多台伺服加载装置(I)同步协调工作。
【文档编号】G09B23/10GK205487022SQ201620083492
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】陈廷国, 吴江龙, 徐康乾, 孙良君, 王四杰, 张震
【申请人】大连理工大学, 烟台大学, 烟台新天地试验技术有限公司