静力加载试验装置的制作方法

本公开涉及建筑试验技术领域，具体地，涉及一种静力加载试验装置。

背景技术：

在结构抗连续倒塌研究中，一般采用Pushdown拟静力试验方法竖向加载，此方法可采用荷载控制或者位移控制对结构进行低速率加载，可以完全使结构从弹性阶段变至强非线性阶段，以最大限度的获取到结构各项信息，比如：承载力、延性、刚度和各阶段破坏形态等。目前在连续倒塌方面的试验多是以构件或者平面框架结构的试验研究，完全以空间框架结构为对象的试验研究还很少，而进行空间框架试验才能更好反应实际工程结构中的梁板柱协同作用。

如何更加真实地模拟结构连续倒塌情况以及解决试验加载方法的不足等问题，一直困扰着广大工程师。例如文章《王浩，李易，陆新征，闫维明，管玉皓。单层钢筋混凝土框架结构水平向连续倒塌试验研究[J].建筑结构学报,37(10),65-72.》中提出了一种静力加载装置，能够保证加载柱端部不发生转动。

根据现在的试验技术情况来看，只能针对构件或者平面框架结构进行加载，难以对大跨度的空间框架试件进行加载。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种静力加载试验装置。

为了实现上述目的，本公开提供一种静力加载试验装置，该装置包括水平设置的加载梁、支撑在所述加载梁长度方向一端下方的第一支撑机构、设置于在所述加载梁长度方向另一端下方和试验构件上方的加载作用机构、以及支撑所述加载梁中部的第二支撑机构，所述第一支撑机构和第二支撑机构设置于所述试验构件同一侧的地面上，所述加载作用机构包括用于向试验构件施加静力的千斤顶和设置于千斤顶与加载梁之间用于检测压力的压力传感器。

可选的，所述第一支撑机构由下至上包括加载梁支座和设置于加载梁支座与加载梁之间的固定铰支座。

可选的，所述第二支撑机构包括水平设置的支撑梁和分别竖直设置于加载梁两侧的两根丝杠，所述加载梁与所述支撑梁中部沿长度方向垂直相连，所述丝杠的下端设置于所述地面上，上端支撑所述支撑梁长度方向的两端。

可选的，所述试验构件包括地梁和间隔设置于所述地梁上方的楼板，所述地梁上方固定有沿轴向竖直设置的强制纠偏筒，所述千斤顶正下方的楼板沿竖直方向固定有加载柱头；所述加载柱头的上下两端向所述楼板上下延伸，且顶端作用于所述千斤顶底端，底端伸入所述强制纠偏筒中。

可选的，所述千斤顶的底端由上至下依次通过球铰支座和加载承板与所述加载柱头的顶端相作用。

可选的，所述地梁中设置有用于固定所述强制纠偏筒的预埋件，所述预埋件伸入所述强制纠偏筒中并与强制纠偏筒相连。

可选的，所述千斤顶为螺旋千斤顶。

可选的，所述加载梁上方设置有用于悬吊加载梁的悬吊机构。

可选的，所述悬吊机构包括用于连接在吊机或房屋悬梁上的吊钩和吊带，所述加载梁的长度方向两端均设置有吊环，所述吊带的两端与所述吊环相连，中部绕过所述吊钩。

可选的，所述吊带为碳纤维材料。

本公开装置的第一支撑机构和第二支撑机构设置于试验构件一侧，能够用于大跨度试验构件的连续倒塌静力加载试验。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开装置一种具体实施方式的结构示意图。

图2是本公开装置另一种具体实施方式的结构示意图。

图3是本公开装置又一种具体实施方式的结构示意图(侧视图)。

附图标记说明

1加载梁支座 2固定铰支座 3吊环

4试验构件 5加载梁 6螺栓

7强制纠偏筒 8压力传感器 9地面

10千斤顶 11千斤顶加载杆 12球铰支座

13加载承板 14丝杠 15吊带

16吊钩 17预埋件 18加载柱头

19支撑梁 41地梁 42楼板

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置实际使用时的“上、下”，具体可以参考图3的图面方向。

如图1-3所示，本公开提供一种静力加载试验装置，该装置包括水平设置的加载梁5、支撑在所述加载梁5长度方向一端下方的第一支撑机构、设置于在所述加载梁5长度方向另一端下方和试验构件4上方的加载作用机构、以及支撑所述加载梁5中部的第二支撑机构，所述第一支撑机构和第二支撑机构设置于所述试验构件4同一侧的地面9上，所述加载作用机构包括用于向试验构件4施加静力的千斤顶10和设置于千斤顶10与加载梁5之间用于检测压力的压力传感器8。

本公开装置通过千斤顶向试验构件施加荷载，压力传感器的读数即为荷载大小，加载梁形成杠杆结构，以加载梁与第一支撑机构连接处为支点，由第二支撑机构提供反力，整个装置传力结构简单，容易观察。本公开装置将加载梁的长度方向一端作为加载端，而长度方向的另一端和中部作为支撑端，从而有效缩短了加载梁的长度，节省场地、装置材料，且便于安装，可以实现对大跨度试验构件的连续倒塌静力加载试验，并根据试验构件的跨度大小和加载位置灵活布置装置，本公开的加载梁可以为工字钢。

一种实施方式，如图1-3所示，所述第一支撑机构由下至上包括加载梁支座1和设置于加载梁支座1与加载梁5之间的固定铰支座2。固定铰支座用于连接加载梁支座和加载梁，减少加载梁沿第一支撑机构在空间中转动而对加载梁支座所产生的偏心力，保持第一支撑机构的稳定性和安全性。加载梁支座可以根据加载梁的高度由多段结构构成，例如如图1所示，加载梁支座由下至上依次包括混凝土浇筑的砼体、钢梁和工字梁。

第二支撑机构用于支撑加载梁的中部，该中部指加载梁两端之间任意位置，优选为加载梁长度方向的中点向两端各延伸1/6长度的范围内。第二支撑机构可以具有任意结构，如图1-3所示，所述第二支撑机构可以包括水平设置的支撑梁19和分别竖直设置于加载梁5两侧的两根丝杠14，所述加载梁5可以与所述支撑梁19中部沿长度方向垂直相连，所述丝杠14的下端可以设置于所述地面9上，优选与底面锚固连接，上端可以支撑所述支撑梁19长度方向的两端。加载梁5与支撑梁19可以采用任意方式相连，例如可以通过位于加载梁5与支撑梁19上下的两块连接板和沿垂直方向连接两块连接板的螺栓6相连。加载梁5可以位于支撑梁19上方或下方，优选位于上方。

本公开的装置可以研究采用拆除构件法的连续倒塌静力加载试验，如图1-3所示，所述试验构件4可以包括地梁41和间隔设置于所述地梁41上方的楼板42，所述地梁41上方可以固定有沿轴向竖直设置的强制纠偏筒7，所述千斤顶10正下方的楼板42沿竖直方向可以固定有加载柱头18；所述加载柱头18的上下两端可以向所述楼板42上下延伸，且顶端作用于所述千斤顶10底端，底端伸入所述强制纠偏筒7中。该实施方式中，加载柱头在地梁上方悬空设置用于模拟已经破坏拆除的结构柱，而强制纠偏筒7用于使加载柱头垂直向下位移，模拟原型结构柱的实际移动情况。

进一步地，如图1-3所示，所述千斤顶10的底端由上至下依次可以通过球铰支座12和加载承板13与所述加载柱头18的顶端相作用，通过球铰支座可以实现千斤顶在水平面内的转动，减少二者的作用力，提高连接稳定性和安全性，防止微小扰动扭转对试验产生的影响。加载承板用于使千斤顶所产生的力能够均匀地作用于加载柱头顶端以防止作用力偏心。

为了提高地梁与强制纠偏筒的连接稳定性，如图3所示，所述地梁41中可以设置有用于固定所述强制纠偏筒7的预埋件17，所述预埋件17可以伸入所述强制纠偏筒7中并与强制纠偏筒7相连，所述预埋件可以是钢筋和钢板等与地梁焊接或浇铸的结构件，强制纠偏筒7与预埋件17可以采用电弧焊等进行焊接。

如图3所示，所述千斤顶10可以为螺旋千斤顶，具体试验时，操作者可以站立在楼板42上通过扳动千斤顶加载杆11而实现螺旋千斤顶对楼板的静力加载，并可以控制扳动千斤顶加载杆11的速度，实现长时间静力加载试验。

一种实施方式，所述加载梁5上方设置有用于悬吊加载梁5的悬吊机构，设置悬吊机构可以提高装置的安全性，防止装置坍塌时加载梁对下方操作人员或设备造成伤害或损害。具体地，如图3所示，所述悬吊机构可以包括用于连接在吊机或房屋悬梁上的吊钩16和吊带15，所述加载梁5的长度方向两端均可以设置有吊环3，所述吊带15的两端可以与所述吊环3相连，中部可以绕过所述吊钩16。通过吊带可以实现加载梁的两端通过吊环连接在吊钩上，所述吊带15可以为碳纤维材料，连接强度高。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。