结构试验的加载设备.ppt

《结构试验的加载设备.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第二章结构试验的加载设备作用于工程结构上的荷载荷载又称为作用，可分为直接作用和间接作用。一、概述作用直接作用间接作用结构自重建筑物面的活荷载机械设备的振动荷载桥梁上的车辆振动荷载地震等荷载等温度变化混凝土收缩支座沉降等加载设备基本要求1）试验荷载的作用，应符合实际荷载作用的传递方式，能使被试验结构、构件再现其实际工作状态的边界条件，使截面或部位产生的内力与设计计算等效。2）产生的荷载值应当明确，满足试验的准确度，除模拟动力作用之外，荷载值应能保持相对稳定，不会随时间、环境条件的改变和结构的变形而变化。3）加载设备本身应有足够的承载力和刚度，并

2、有足够的储备，保证使用安全可靠。4）加载设备不应参与结构工作，以致改变结构的受力状态或使结构产生次应力。5）应能方便调节和分级加(卸)载，易于控制加(卸)载速率，分级值应能满足精度要求。6）尽量采用先进技术，满足自动化的要求，减轻劳动强度，方便加载，提高试验效率和质量。加载设备分类按荷载性质分：静力试验设备、动力试验设备。按加载方法分：重力加载、普通液压加载、电液伺服加载、人工爆炸加载、惯性力加载、电磁系统激振、压缩空气或真空加载、机械力加载、地震模拟振动台等。二、重力加载重力加载概念利用物体本身的重量施加于结构作为荷载，又分为直接重力加载和

3、间接重力加载。加载物体1）实验室：标准铸铁砝码、混凝土立方试块、水等；2）现场：砂、石、砖块等或钢锭、铸铁、废构件等。直接重力加载法1）直接放在结构表面上形成均布荷载；2）重物置于荷载盘上，通过吊盘形成集中荷载；3）借助钢索和滑轮导向，对结构施加水平荷载；4）大面积平板结构，可采用水作试验荷载。间接重力加载法利用杠杆将荷重放大后作用在结构上。重力加载系统优缺点优点：设备简单、取材方便、荷载恒定及加载形式灵活。缺点：荷载量不能很大，操作笨重而费工。重力加载的要求加载重物的重量不随时间变化。砂、石、砖等应控制其含水量，液体加载应有防水渗漏措施。加

4、载重物堆放时，应防止重物起拱产生卸荷作用。砂、石等粒状材料应采用容器分装，逐级称量，规则堆放；砖、砝码等块状材料应整齐堆放，并留空隙（30~50mm）.水作为均布荷载时，不应含泥沙。称量重物的衡器，示值误差应小于±1%。三、液压加载液压千斤顶的构成：由活塞、油缸和密封装置构成。液压千斤顶的工作原理：用高压油泵将具有一定压力的液压油压入液压加载器的工作油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。F=P*AF:对结构施加的荷载值；P：液压油压强；A：活塞工作面积根据力的产生方式不同，也可分为单作用式和双作用式。单作用式对结构施加单向压力，用于结构静力试验

5、；双作用式有两个油腔和两个供油口，可用于低周反复荷载试验。双作用式又分为单出杆式和双出杆式。双作用双出杆式液压千斤顶：123141—进出油孔；2—活塞；3—活塞杆；4—位移传感器前工作油缸后工作油缸常用的液压加载设备：手动液压加载器（千斤顶）、电动液压加载器、结构试验机和电液伺服加载器。手动液压千斤顶：由手动油泵、液压千斤顶、油路和压力表组成。装置轻便，适合人工搬运，便于现场及高空作业，但加载能力一般不超过1000KN。采用电力驱动油泵，加载能力高，可达10000KN。电动液压千斤顶：大型结构试验机：由液压操作台、液压千斤顶、试验机架、管路系

6、统组成。比较典型的大型结构试验机是结构长柱试验机，国内普遍使用的长柱试验机是5000kN，试件最大高度可达6m，用以进行柱、墙板、砌体、节点和梁的受压与受弯试验。试验机类型1）材料万能试验机2）结构长柱试验机组成：液压操纵台、大吨位液压加载器和试验机架。3）卧式结构试验机4）结构疲劳试验机组成：脉动发生系统、控制系统和千斤顶工作系统。电液伺服液压加载系统1）系统工作原理组成：液压源、控制系统和执行系统。系统可将荷载、应变和位移等物理量作为控制参数，实行自动控制。人计算机程序或指令模拟控制器指令转换为电信号电液伺服阀电信号转换为液压信号电液伺服

7、作动器对试件施加力、位移或应变试件实际工作信号力、位移等传感器测量反馈调节器调差信号普通液压加载系统开环电液伺服振动台：用来模拟地震过程或产生人工地震波。由台面和基础、高压油源、管路系统、电液伺服作动器、模拟控制系统、计算机控制系统和数据采集系统组成。同济大学实验室地震模拟振动台，台面尺寸4mX4m，最大试件质量25t。3）优缺点优点：能产生较大的荷载，试验操作安全方便，加载速度快。特别是对于大型结构构件试验，当要求荷载点数多、吨位大时更为合适。尤其是电液伺服加载系统能模拟地震荷载、海浪波动等不同特性的动力荷载。缺点：投资较大、维护费用高，使

8、用受到一定限制。4）应用可以做静态、动态、低周疲劳和地震模拟振动台试验及利用造波机用于海洋结构试验等。四、其他加载技术机械机具加载机械加载机具：绞车、卷扬机、倒链、