大吨位集成多功能空间加载装置的制作方法

本实用新型涉及一种大吨位集成多功能空间加载装置，属于结构工程试验装置技术领域。

背景技术：

在结构工程的试验研究中，根据试验目的合理地选择加载装置是至关重要的。加载装置可以模拟构件在实际荷载作用下的受力、变形以及破坏过程，便于我们了解构件的受力、变形和破坏规律，从而为构件的性能设计提供依据。传统抗震试验装置一般只能施加竖向力和单向水平作用力，且竖向力施加不能过大，否则会产生较大的摩擦力，影响试验精度。另外，这些加载装置通常仅适用于特定截面形状的试件，不具有普适性。基于传统试验加载装置的不足，

技术实现要素：

本实用新型所要解决的主要技术问题是在提出一种大吨位集成多功能空间加载试验装置，不仅能提供大吨位的竖向和双向水平力作用，而且适用于任意截面形状的构件，具有较强的通用性。

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种大吨位集成多功能空间加载装置，包括：加载梁、基础梁、作动器、液压千斤顶、拉杆以及铰接座；所述加载梁和基础梁沿着竖直方向间隔平行放置；

所述加载梁为十字形结构，由纵向箱型加载梁和横向箱型加载梁组成；所述纵向箱型加载梁和横向箱型加载梁交叉重叠的部分，在上表面设置有纵向水平荷载传力部件；

所述作动器共有三个，用于提供水平作用力，其中两个作动器对称布置于横向箱型加载梁两侧，作动头通过螺栓与纵向箱型加载梁进行连接，用以提供横向水平作用力；另一个作动器的作动头通过螺栓连接于纵向水平荷载传力部件，用以提供纵向水平作用力；

所述液压千斤顶，置于横向箱型加载梁上方，所述拉杆与液压千斤顶一一对应，用于连接加载梁和基础梁；通过液压千斤顶对拉杆施加拉力，从而对加载梁施加向下的作用反力，以提供竖向作用力；所述铰接座布置于基础梁与拉杆之间，使得加载装置在施加水平荷载时，拉杆具备一定的转动能力，从而适应试件的双向水平位移。

在一较佳实施例中：所述纵向箱型加载梁和横向箱型加载梁的内部均设有加劲板，所述加劲板与纵向箱型加载梁和横向箱型加载梁的四个内壁焊接固定。

在一较佳实施例中：所述纵向箱型加载梁和横向箱型加载梁沿着长度的两端的加劲板分别为回字形加劲板；所述回字形加劲板与纵向箱型加载梁和横向箱型加载梁沿着长度的端面之间的距离不大于回字形加劲板的厚度。

在一较佳实施例中：所述基础梁也为十字形结构，其中纵向梁为箱型，横向梁为工字型；所述纵向梁和横向载梁的内部均设有加劲板。

在一较佳实施例中：所述箱型梁中的加劲板间距布置与加载梁一致，且沿着长度方向的两端的加劲板为回字形加劲板；横向梁沿着长度方向两端的加劲板与端面之间的距离不大于加劲板的厚度，并且各个加劲板之间的距离不大于加劲板厚度的10倍。

在一较佳实施例中：所述加载梁和基础梁上分别设有用于拉杆穿过的孔，其圆心距近侧边缘不小于孔的直径的两倍。

在一较佳实施例中：所述加载梁上的螺栓孔根据作动头位置确定，其圆心距近侧边缘不小于螺栓孔的直径的三倍；

所述基础梁上的螺栓孔，其圆心距近侧边缘不小于螺栓孔的直径的两倍。

在一较佳实施例中：所述加载梁底部和基础梁顶部留有密集的小螺栓孔，配合相应规格螺栓使试件固定于加载梁与基础梁之间，各小螺栓孔间的间距不小于小螺栓孔的直径的三倍。

相较于现有技术，本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型提出了一种大吨位集成多功能空间加载装置，集大吨位，多功能，双向加载于一体的。大吨位：加载装置具有4个液压千斤顶和3个水平作动器，能提供足够的试验荷载；多功能：对试件的截面形状没有要求，可对任意截面试件进行试验；水平双向加载：三个作动器的布置可提供两个方向的水平荷载，可研究构件在双向加载作用下的受力性能。

附图说明

图1为加载装置的使用示意立体图；

图2为加载梁的立体图；

图3为基础梁的立体图；

图4为加载梁的正视图；

图5为加载梁的A-A剖面图；

图6为基础梁的正视图

图7为基础梁的B-B剖面图

图中：1－加载梁；2－基础梁；3－纵向箱型加载梁；4－横向箱型加载梁； 5－纵向水平荷载传力部件；6－纵向箱型基础梁；7－横向工字型基础梁；8－作动器；9－液压千斤顶；10－拉杆；11－铰接座

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方法作进一步描述。

如图1-图7所示，一种大吨位集成多功能空间加载装置，包括加载梁1、基础梁2、作动器8、液压千斤顶9、拉杆10以及铰接座11。

所述加载梁1采用十字形结构，由纵向箱型加载梁3和横向箱型加载梁4 组成；所述纵向箱型加载梁3和横向箱型加载梁4交叉重叠的部分，在上表面设置有纵向水平荷载传力部件5；

所述作动器8共有三个，用于提供水平作用力，其中两个作动器8对称布置于加载梁1的横向箱型加载梁4两侧，作动头通过螺栓与纵向箱型加载梁3 进行连接，用以提供横向水平作用力；另一个作动器8的作动头通过螺栓连接于纵向水平荷载传力部件5，用以提供纵向水平作用力。

所述液压千斤顶9共有四个，置于横向箱型加载梁4上方。所述拉杆10 与液压千斤顶9一一对应，用于连接加载梁1和基础梁2，通过液压千斤顶9 对拉杆10施加拉力，从而对加载梁1施加向下的作用反力，以提供竖向作用力。所述铰接座11布置于基础梁2与拉杆10之间，使得加载装置在施加水平荷载时，拉杆10具备一定的转动能力，从而适应试件的双向水平位移。

所述纵向箱型加载梁3和横向箱型加载梁4内部均有加劲板，加劲板布置在作动器8和液压千斤顶9的加载位置，给翼缘和腹板提供支撑，减小翼缘和腹板的局部弯曲变形。加载梁1内部的加劲板需与加载梁1四壁焊接，其中，纵向箱型加载梁3和横向箱型加载梁4的最外侧均为“回”字形加劲板，其距离箱型加载梁3和横向箱型加载梁4近侧端面的边缘不宜大于1t，t为回字形加劲板的厚度，如图2、5所示。

此外，所述水平荷载传力部件5的内部焊有一水平加劲板，且也需与其四壁焊接，如图2所示。所述基础梁2也采用十字形结构，其中纵向梁为箱型，横向梁为工字型。基础梁2中的箱型梁部分，其加劲板间距布置要求与加载梁 1一致，且最外侧加劲板亦为“回”字形，如图3、7所示；基础梁2中的工字型梁部分，其最外侧加劲板距近侧边缘不得大于1t，且各加劲板间的间距不得大于10t，如图3、7所示。加载梁1和基础梁2上用于拉杆10穿过的孔，其圆心距近侧边缘不得低于孔的直径的两倍；加载梁1上的螺栓孔根据作动头位置确定，其圆心距近侧边缘不得低于螺栓孔直径的3倍；基础梁2上的螺栓孔，其圆心距近侧边缘不得低于螺栓孔直径的2倍；

此外，加载梁1底部和基础梁2顶部留有密集的小螺栓孔，配合相应规格螺栓使试件固定于加载梁1与基础梁2之间，各小螺栓孔间的间距不得低于小螺栓孔直径的3倍，如图5、7所示。

上述的大吨位集成多功能空间加载装置，其安装和使用方法为：

首先在工厂按设计图纸加工并焊接加载梁1和基础梁2，然后依次将基础梁2配合丝杠锚固于地面、试件底部端板配合螺栓与基础梁2连接、加载梁1 与试件顶部端板配合螺栓连接、球铰固定在基础梁2上、拉杆1锁在球铰中、液压千斤顶9配合拉杆10固定、三个作动器8配合螺栓与加载梁1连接好后，其尾部要配合螺栓与反力墙连接好。即完成装置的施工阶段。

试验加载前，在试件的相应位置布置应变片和位移计。当试验准备完毕后，通过竖向液压千斤顶9、水平作动器8按一定速率施加竖向荷载和水平荷载，并同步采集力、位移、应变等量测数据。

以上仅为本实用新型的优选实施例，但本实用新型的范围不限于此，本领域的技术人员可以容易地想到本实用新型所公开的变化或技术范围。替代方案旨在涵盖在本实用新型的范围内。因此，本实用新型的保护范围应由权利要求的范围确定。