一种结构模型加载试验台的制作方法

本实用新型涉及一种测试装置，特别涉及一种结构模型加载试验台。

背景技术：

目前各高校的结构方向专业越来越注重理论与实践相结合进行教导，以培养学生对结构知识感知的能力，因此为了更好的对结构进行学习及研究，往往需要通过借助专用的加载装置试验模具进行。针对大跨度结构模型，当前的加载装置应用灵活性较差，只能施加单类的载荷，比如垂直载荷或者水平载荷，不能很好的模拟大跨度空间结构在实际载荷工况下的工作状态。为了解决该问题，迫切需要研发一种能够对大跨度空间模型进行多种载荷工况组合的加载装置，以满足实际模拟的需要。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种结构模型加载试验台。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种结构模型加载试验台，包括模型平台以及加载装置，加载装置包括定向加载装置和/或变向加载装置；

所述定向加载装置包括轮系平台、多个拉索以及多个第一重力施加装置，轮系平台上设置有多个滑轮组，拉索、第一重力施加装置以及滑轮组一一对应，结构模型固定设置于模型平台上，轮系平台设置于模型平台下方，拉索一端穿过模型平台后与结构模型连接，拉索另一端与第一重力施加装置连接，拉索中部绕设于滑轮组上以使各第一重力施加装置在设定位置进行加载；

所述变向加载装置包括高度可调的滑轮机构、第二重力施加装置以及绳索，绳索一端与结构模型连接，绳索另一端与第二重力施加装置连接，绳索中部绕设于滑轮机构上。

优选的，所述滑轮机构的底部设置有滚轮。

优选的，还包括用于使滑轮机构沿设定轨迹移动的牵引杆。

优选的，所述牵引杆一端与滑轮机构连接，牵引杆另一端铰接到模型平台或轮系平台上。

优选的，滑轮机构包括第一套杆、第二套杆、定位螺栓以及绳索轮，第一套杆套装于第二套杆上部，第一套杆和第二套杆上开设有多个供所述定位螺栓穿入以固定第一套杆和第二套杆的连接孔；绳索轮设置于第一套杆上。

优选的，还包括用于在测试过程中检测结构模型是否产生位移的位置测试装置。

优选的，滑轮组包括吊轮以及使与结构模型连接后的拉索向吊轮延伸的变向轮，吊轮设置在模型平台的边缘上，拉索绕设到吊轮后与第一重力施加装置连接。

优选的，各变向轮与结构模型的各重力加载位置一一对应且设置在同一垂直方向上。

优选的，各变向轮与结构模型的各重力加载位置一一对应且在垂直方向上相错开设置。

优选的，各变向轮与结构模型的各重力加载位置一一对应且一部分在垂直方向上相错开设置，另一部分设置在同一垂直方向上。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本实用新型构造灵活，功能多样，可实现对结构模型施加垂直载荷、随机载荷及可变动水平载荷等，从而达到对结构模型进行多种载荷工况组合下承载能力检测的目的，同时可以结合位置测试装置进行位移的测量。

2、本实用新型功能齐全，可对结构模型施加垂直载荷、随机载荷及可变方向的水平载荷，用于模拟验证结构模型的竖向承载力、不均匀载荷下的可靠性以及不同方向的风载荷承载能力，使其能适应更广泛的教学模拟要求。

3、本实用新型可采用常见材料制造，如，模型平台和轮系平台可使用生态木板，加载装置可使用钢方管，可见本实用新型易于制造且制造成本低。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

一种结构模型加载试验台，包括模型平台1以及加载装置，加载装置包括定向加载装置和/或变向加载装置；

所述定向加载装置包括轮系平台2、多个拉索3以及多个第一重力施加装置4，轮系平台2上设置有多个滑轮组，拉索3、第一重力施加装置4以及滑轮组一一对应，结构模型16固定设置于模型平台1上，轮系平台2设置于模型平台1下方，拉索3一端穿过模型平台1后与结构模型16连接，拉索3另一端与第一重力施加装置4连接，拉索3中部绕设于滑轮组上以使拉索3在设定位置与第一重力施加装置4连接，实现可在设定位置进行加载。第一重力施加装置4可以采用砝码等。

例如：可以将第一重力施加装置4统一都设置到轮系平台2的一侧或两侧，优选的，滑轮组包括吊轮12以及使与结构模型16连接后的拉索3向吊轮12延伸的变向轮13，吊轮12设置在模型平台1的一侧边缘或两侧上，拉索3绕设到吊轮12后与第一重力施加装置4连接。其优点是可以统一在一个具有足够空间的地方进行加载(砝码添加或减少)，确保加载的顺利进行，避免漏加错加或由于结构模型16下方空间有限导致加载困难或由于在一级一级的加载过程中可能会导致的加载失误而破坏结构模型16，此外，还避免了当重力加载位置11过多时，会出现砝码间相碰撞和拥挤的问题。模型平台可对应于各拉索3穿过的位置开设的位置统一开设一个大的孔，也可以针对每一个拉索3穿过的位置开一个小孔。

所述变向加载装置包括高度可调的滑轮机构、第二重力施加装置5以及绳索6，绳索6一端与结构模型16连接，绳索6另一端与第二重力施加装置5连接，绳索6中部绕设于滑轮机构上。

优选的，所述滑轮机构的底部设置有滚轮7。

优选的，还包括用于使滑轮机构沿设定轨迹移动的牵引杆8，例如：使滑轮机构沿弧形轨迹移动时，所述牵引杆8一端与滑轮机构连接，牵引杆8另一端铰接到模型平台1或轮系平台2上。

变向加载装置可从不同方向在不同高度向结构模型16进行加载，其可根据结构模型16的重力加载位置11的高度调整滑轮机构的滚轮7高度。可以用变向加载装置对结构模型16单点施加不同方向的水平载荷，也可以结合定向加载装置共同对结构模型16施加载荷。

优选的，滑轮机构包括第一套杆、第二套杆、定位螺栓以及绳索轮9，第一套杆套装于第二套杆上部，第一套杆和第二套杆上开设有多个供所述定位螺栓穿入以固定第一套杆和第二套杆的连接孔；绳索轮9设置于第一套杆上。此外，第一套杆和第二套杆还可以是通过螺纹连接从而调整高度。

优选的，还包括用于在测试过程中检测结构模型16是否产生位移的位置测试装置10。位置测试装置10可通过一个支架连接到结构模型16中部上方。

优选的，各变向轮13与结构模型16的各重力加载位置11一一对应且设置在同一垂直方向上，即，各变向轮13分别设置在结构模型16的各重力加载位置11的正下方。其可满足重力加载位置11需要施加垂直载荷的情况，此外，在重力加载位置11下方设置变向轮13，可通过在重力加载位置11上挂铅垂线，检测重力加载位置11是否在变向轮13的有效范围内，判定重力加载点是否位于变向轮13的正上方。

在重力加载位置11下设置变向轮13可以直接用来检测重力加载位置11是否投影在正确位置。

优选的，各变向轮13与结构模型16的各重力加载位置11一一对应且在垂直方向上相错开设置，即，各变向轮13分别设置在结构模型16的各重力加载位置11的斜下方。此可满足需要从施加斜向载荷的情况。

优选的，各变向轮13与结构模型16的各重力加载位置11一一对应且一部分在垂直方向上相错开设置，另一部分设置在同一垂直方向上。其可满足既需要从垂直方向施加载荷，还需要从倾斜方向施加载荷的情况。

为使第一重力施加装置4与拉索3连接后可悬空吊挂起来，模型平台1或轮系平台2设置有四个脚柱14，四个脚柱14将模型平台1和轮系平台2上下架设起来，其中，模型平台1设置到四个脚柱14的顶部，轮系平台2设置到四个脚柱14的中部。模型平台1或轮系平台2还包括两个对接杆15，两对接杆15一端分别与两个脚柱14连接，两对接杆15另一端相对接，所述牵引杆8铰接到两对接杆15对接的位置处。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。