結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載設(shè)備和試驗(yàn)裝置

建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)為了察看某事的結(jié)果或某物的性能而從事某種活動(dòng)。第2章結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載設(shè)備和試驗(yàn)裝置學(xué)習(xí)目的和要求：P247

本章解決是如何把荷載加到試驗(yàn)對(duì)象上，即介紹結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載設(shè)備和試驗(yàn)裝置。課程內(nèi)容分9節(jié)來(lái)講，即：概述、重力加載法、液壓加載法、機(jī)械力加載法、氣壓加載法、慣性力加載法、電磁加載法、其它加載法及結(jié)構(gòu)試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)臺(tái)座。

進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在試驗(yàn)結(jié)構(gòu)上再現(xiàn)要求的荷載，即試驗(yàn)荷載。試驗(yàn)荷載絕大多數(shù)是模擬荷載，而產(chǎn)生這些模擬荷載的方法很多，一般都通過(guò)加載設(shè)備和試驗(yàn)裝置產(chǎn)生，可用于結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載設(shè)備有重物、氣壓、機(jī)械機(jī)具、液壓、動(dòng)力激振以及與它們相匹配的各種試驗(yàn)裝置等。合理地選擇加載設(shè)備，正確進(jìn)行加載方案設(shè)計(jì)，可以保證結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的順利完成，提高試驗(yàn)精度，節(jié)約試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。若加載方案設(shè)計(jì)不當(dāng)，加載設(shè)備選擇不合理，往往會(huì)影響試驗(yàn)工作順利進(jìn)行，或者達(dá)不到試驗(yàn)的目的，甚至導(dǎo)致試驗(yàn)失敗，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生安全事故。第2章結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載設(shè)備和試驗(yàn)裝置?一、荷載選用原則二、荷載的分類三、產(chǎn)生荷載的方法與加載設(shè)備種類四、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)對(duì)加載設(shè)備的要求五、荷載圖式與試驗(yàn)荷載制度六、荷載系統(tǒng)第2章結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載設(shè)備和試驗(yàn)裝置第一節(jié)概述

一、荷載選用原則試驗(yàn)用的荷載形式、大小、加載方式等都是根據(jù)試驗(yàn)的目的要求，以如何能更好地模擬原有荷載等因素來(lái)選擇。在決定試驗(yàn)荷載時(shí)，還應(yīng)該根據(jù)試驗(yàn)室的設(shè)備條件和現(xiàn)場(chǎng)所具備的試驗(yàn)條件的具體情況進(jìn)行。第2章結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載設(shè)備和試驗(yàn)裝置第一節(jié)概述

二、荷載的分類：直接作用：自重、活荷、雪、灰、施工、風(fēng)等；間接作用：溫度、收縮、偏差、沉降、地震等；分布；集中；短期；長(zhǎng)期；靜；動(dòng)；由模擬荷載實(shí)現(xiàn)第一節(jié)概述動(dòng)力試驗(yàn)荷載

1.慣性力或電磁系統(tǒng)激振;

第一節(jié)概述三、產(chǎn)生荷載的方法與加載設(shè)備種類

2.比較先進(jìn)的設(shè)備是由自動(dòng)控制、液壓裝置與計(jì)算機(jī)相結(jié)合而組成的電液伺服加載系統(tǒng)和由此作為振源的地震模擬振動(dòng)臺(tái)加載設(shè)備等施加的荷載；3.人工爆炸和利用環(huán)境隨機(jī)激振（脈動(dòng)法）的方法。

車輛以較高速度行駛過(guò)橋梁時(shí)，由于橋面或軌面的不平整、車輪不圓，以及發(fā)動(dòng)機(jī)的抖動(dòng)或機(jī)車的偏心作用等原因，會(huì)引起橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，這種動(dòng)力效應(yīng)通常稱為沖擊作用。

4.車輛動(dòng)態(tài)荷載（1）跳車荷載；（2）剎車荷載；（3）跑車荷載。

第一節(jié)概述三、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載的類別動(dòng)力試驗(yàn)四、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)對(duì)加載設(shè)備的要求⑴試驗(yàn)荷載的圖式所產(chǎn)生的內(nèi)力值完全一致或極為接近；⑵荷載值準(zhǔn)確；荷載傳力方式和作用點(diǎn)明確，產(chǎn)生的荷載數(shù)值要穩(wěn)定；⑶荷載分級(jí)符合要求，同時(shí)必須滿足試驗(yàn)量測(cè)的精度要求；⑷加載裝置要有足夠的安全性和可靠性，強(qiáng)度、剛度滿足要求；⑸加載設(shè)備的操作要方便，便于加載和卸載，能控制加載速度；⑹采用現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)。第一節(jié)概述五、荷載圖式與試驗(yàn)荷載制度1．荷載圖式荷載在試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的布置形式（荷載的類型、分布方式等）稱為荷載圖式。2．試驗(yàn)荷載制度試驗(yàn)荷載制度指的是試驗(yàn)進(jìn)行期間荷載與時(shí)間的關(guān)系。⑴荷載程序。一般結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)的加載分為預(yù)載、標(biāo)準(zhǔn)荷載（正常使用荷載）、破壞荷載三個(gè)階段。加載分級(jí)；卸荷分級(jí)和一次性卸荷兩種。⑵荷載大小。在試驗(yàn)的不同階段有不同的試驗(yàn)荷載值。

第一節(jié)概述第二節(jié)重力加載法

重力加載：就是利用物體本身的重量將物體施加于試驗(yàn)結(jié)構(gòu)上作為荷載的加載方式。重物可以直接加在試驗(yàn)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上，也可以通過(guò)杠桿間接加在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上。二、重力直接加載圖

重物堆放作均布荷載試驗(yàn)圖l－重物；2－試驗(yàn)板；3－支座；4－支墩一、重力加載的概念第二節(jié)重力加載法二、重力直接加載注：當(dāng)利用吊盤施加集中荷載時(shí)，每個(gè)荷載盤要分開(kāi)，使結(jié)構(gòu)所受荷載明確第二節(jié)重力加載法二、重力直接加載適用大面平板結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，對(duì)于水池、油庫(kù)等結(jié)構(gòu)水是理想的試驗(yàn)荷載，既符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用條件。還可檢驗(yàn)其抗裂抗?jié)B性。優(yōu)點(diǎn)：杠桿原理，將荷載放大作用于結(jié)構(gòu)上。杠桿制作方便，荷載值穩(wěn)定不變，當(dāng)結(jié)構(gòu)有變形時(shí)，荷載可以保持恒定，對(duì)于作持久荷載試驗(yàn)尤為合適，尤其是集中力。第二節(jié)重力加載法三、杠桿加載優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)：（1）試驗(yàn)荷載可就地取材，可重復(fù)使用，針對(duì)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)或試件的變形而言，可保持恒載，可分級(jí)加載，容易控制；（2）但加載過(guò)程中需要花費(fèi)較大的勞動(dòng)力，占據(jù)較大的空間，安全性差，試驗(yàn)組織難度大；（3）散裝或塊體材料要注意起拱；（4）注意材料的吸濕性。第二節(jié)重力加載法第三節(jié)液壓加載法一、液壓加載器（俗稱千斤頂）加載原理：液壓加載的工作原理是用高壓油泵將具有一定壓力的液壓油壓入液壓加載器的工作油缸，使之推動(dòng)活塞，對(duì)結(jié)構(gòu)施加荷載。式中F—荷載值；

p—液壓油壓強(qiáng)；

A—活塞工作面積靜力試驗(yàn)液壓加載用千斤頂可分為手動(dòng)液壓千斤頂和電動(dòng)液壓千斤頂。電動(dòng)液壓加載裝置的構(gòu)成與手動(dòng)分體式加載裝置類似，用電動(dòng)油泵取代手動(dòng)油泵，由電動(dòng)機(jī)提供能源，組成電動(dòng)液壓加載裝置。液壓千斤頂電動(dòng)泵第三節(jié)液壓加載法一、液壓加載器（俗稱千斤頂）加載第三節(jié)液壓加載法一、液壓加載器（俗稱千斤頂）加載類型：液壓加載器是液壓加載系統(tǒng)中的主要部件，由活塞、油缸和密封裝置等構(gòu)成。分單向作用和雙向作用千斤頂。單作用式千斤頂油缸只有一個(gè)供油口，如圖

(a)所示。雙作用式千斤頂有前后兩個(gè)工作油腔及兩個(gè)供油口，如圖

(b)所示。特點(diǎn)：荷載大，操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)低周反復(fù)荷載。需反力設(shè)備，多點(diǎn)同步加載卸載比較困難。第三節(jié)液壓加載法一、液壓加載器加載液壓加載試驗(yàn)裝置液壓加載器標(biāo)定第三節(jié)液壓加載法一、液壓加載器加載第三節(jié)液壓加載法二、液壓加載系統(tǒng)加載

液壓加載系統(tǒng)主要是由儲(chǔ)油箱、高壓油泵、液壓加載器、測(cè)力裝置和各類閥門通過(guò)高壓油管連接組成的操縱臺(tái)。圖液壓加載系統(tǒng)圖示特點(diǎn)：對(duì)大噸位、大撓度、大跨度的結(jié)構(gòu)更為適用，它不受加荷點(diǎn)數(shù)的多少、加荷點(diǎn)的距離和高度的限制，并能適應(yīng)均布和非均布、對(duì)稱和非對(duì)稱加荷的需要。為在試驗(yàn)室里進(jìn)行大型結(jié)構(gòu)構(gòu)件的試驗(yàn)，可以將大噸位的液壓千斤頂制作成專門的液壓加載系統(tǒng)。該系統(tǒng)由液壓操作臺(tái)、液壓千斤項(xiàng)、試驗(yàn)機(jī)架和管路系統(tǒng)組成，是集液壓加載、反力機(jī)構(gòu)、控制與測(cè)量于一體的比較完善的專用加載系統(tǒng)，如圖所示的長(zhǎng)柱結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)就是最典型的實(shí)例。三、大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)大噸位、高行程第三節(jié)液壓加載法主要用于對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行單向負(fù)荷的壓力及彎曲疲勞試驗(yàn)。

在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生周期性的單向脈沖動(dòng)荷載，實(shí)現(xiàn)正弦波的動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)。

試驗(yàn)機(jī)由液壓脈沖器、控制系統(tǒng)和液壓加載器組成。脈沖加載器有50、100、250、500和1000kN等規(guī)格。三、大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)機(jī)第三節(jié)液壓加載法脈沖頻率：根據(jù)試驗(yàn)要求在100——500次/分范圍內(nèi)任意選擇。四、電液伺服液壓系統(tǒng)第三節(jié)液壓加載法電液伺服閥工作原理：指令發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)經(jīng)放大后輸入伺服閥，轉(zhuǎn)換成大功率的液壓信號(hào)，將來(lái)自液壓源的液壓油輸入加載器，使加載器按輸入信號(hào)的規(guī)律對(duì)結(jié)構(gòu)施加荷載。

電液伺服閥根據(jù)輸入電流的極性控制液壓油的流向，根據(jù)輸入電流的大小控制液壓油的流量，且其流量與輸入電流基本成比例變化。四、電液伺服液壓系統(tǒng)液壓源（油源）控制系統(tǒng)電液伺服作動(dòng)器(加載器)四、電液伺服液壓系統(tǒng)第三節(jié)液壓加載法系統(tǒng)主要由電液伺服加載器、控制系統(tǒng)、液壓源等三大部分組成。電液伺服系統(tǒng)的工作原理是利用自動(dòng)控制和液壓技術(shù)相結(jié)合的電液伺服閉環(huán)系統(tǒng)控制試驗(yàn)加載。用于模擬地震、海浪等荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的作用，進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)的靜力或動(dòng)力試驗(yàn)。。控制系統(tǒng)及記錄顯示電液伺服作動(dòng)器(加載器)液壓源（油源）試驗(yàn)結(jié)構(gòu)第三節(jié)液壓加載法振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面與基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)參數(shù)：位移、速度、加速度及使用頻率最大日本:（15米?20米）三向六自由度第三節(jié)液壓加載法第四節(jié)機(jī)械力加載法（1）卷?yè)P(yáng)機(jī)、絞車加載----可改變作用力的方向和拉力大小

圖利用卷?yè)P(yáng)機(jī)加載圖示（2）螺旋千斤頂加載---加載值的大小可用測(cè)力計(jì)測(cè)定。機(jī)械力加載是利用簡(jiǎn)單的機(jī)械原理對(duì)結(jié)構(gòu)試件加載，結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中采用的有卷?yè)P(yáng)機(jī)加載法、吊鏈加載法、絞車加載法、花籃螺絲加載法、機(jī)械千斤頂加載法及彈簧加載法等。（3）螺旋、彈簧加載

----彈簧加載法常用于構(gòu)件的持久荷載試驗(yàn)。第四節(jié)機(jī)械力加載法機(jī)械力加載法特點(diǎn)及注意事項(xiàng)：1.設(shè)備簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)；2.通過(guò)索具加載時(shí)，很容易改變荷載作用方向；3.工作應(yīng)在線彈性范圍內(nèi)；4.缺點(diǎn)是荷載值不大，荷載作用點(diǎn)產(chǎn)生變形時(shí)，會(huì)引起荷載值的改變。第四節(jié)機(jī)械力加載法

利用氣體壓力對(duì)結(jié)構(gòu)加載有兩種方式：一種是利用壓縮空氣加載；另一種是利用抽真空產(chǎn)生負(fù)壓對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件施加荷載。由于氣壓加載所產(chǎn)生的是均布荷載，對(duì)于平板或殼體試驗(yàn)尤為適合。第五節(jié)氣壓加載法氣壓加載的特點(diǎn)和要求氣壓加載的特點(diǎn)：能真實(shí)地模擬面積大、外形復(fù)雜結(jié)構(gòu)的均布受力狀態(tài)；加卸載方便可靠；荷載值穩(wěn)定易控；需要采用氣囊或?qū)⒃嚰谱鞒擅芊饨Y(jié)構(gòu)，試件制作工作量大；施加荷載值不能太大；構(gòu)件內(nèi)表面無(wú)法直接觀測(cè)；氣溫變化易引起荷載波動(dòng)。氣壓加載的要求：氣囊或真空內(nèi)腔需采用適當(dāng)方法進(jìn)行密封處理，接縫以及構(gòu)件與基礎(chǔ)之間須密封；基礎(chǔ)、反力架等要有足夠的強(qiáng)度；為防氣溫變化引起荷載波動(dòng)，應(yīng)增加恒壓控制裝置，使氣體壓力保持在允許的控制范圍內(nèi)。第五節(jié)氣壓加載法第五節(jié)慣性力加載法1、沖擊力加載沖擊力加載的特點(diǎn)：荷載作用的時(shí)間極為短促，在它的作用下被加載結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由振動(dòng)，適用于進(jìn)行動(dòng)力特性的試驗(yàn)。

初位移加載法（張拉突缷法）：使結(jié)構(gòu)變形而產(chǎn)生一個(gè)人為的初始強(qiáng)迫位移，然后突然釋放，使結(jié)構(gòu)在靜力平衡位置附近作自由振動(dòng)。慣性力加載分為沖擊力加載和離心力加載。張拉突卸法特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)自振時(shí)荷載已經(jīng)不再依附在結(jié)構(gòu)上，適用于剛度不大的結(jié)構(gòu)，用較小的力使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)。注意：加載時(shí)在一個(gè)平面內(nèi)，避免在另一個(gè)面內(nèi)產(chǎn)生振動(dòng)。

利用擺錘或落重的方法使結(jié)構(gòu)在瞬時(shí)內(nèi)受到水平或垂直的沖擊，產(chǎn)生一個(gè)初速度，同時(shí)使結(jié)構(gòu)獲得所需的沖擊荷載。初速度加載法（突加荷載法）第五節(jié)慣性力加載法第五節(jié)慣性力加載法2、離心力加載

離心力加載是根據(jù)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生的離心力對(duì)結(jié)構(gòu)施加簡(jiǎn)諧振動(dòng)荷載。其特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)具有周期性，作用力的大小和頻率按一定規(guī)律變化，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)。由偏心質(zhì)量產(chǎn)生的離心力：P=mωr第七節(jié)電磁加載法在磁場(chǎng)中通電的導(dǎo)體要受到與磁場(chǎng)方向垂直的作用力，電磁加載就是根據(jù)這個(gè)原理，在磁場(chǎng)中放入動(dòng)圈，通以交流電，就可使固定于動(dòng)圈上的頂桿等部件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)試驗(yàn)對(duì)象施加荷載。組成：電磁式激振器由磁系統(tǒng)（勵(lì)磁線圈、鐵芯、磁極板）、動(dòng)圈（工作線圈）、彈簧、頂桿等部件組成。1、電磁式激振器工作原理：在勵(lì)磁線圈中通入穩(wěn)定的直流電，使在鐵芯與磁極板的空隙中形成一個(gè)強(qiáng)大的磁場(chǎng)。與此同時(shí)，由低頻信號(hào)發(fā)生器輸出一個(gè)交變電流，經(jīng)功率放大器放大后輸入工作線圈，這時(shí)工作線圈即按交流的諧振規(guī)律在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生一電磁感應(yīng)力，使頂桿推動(dòng)試件產(chǎn)生振動(dòng)。第七節(jié)電磁加載法2、電磁振動(dòng)臺(tái)電磁振動(dòng)臺(tái)由信號(hào)發(fā)生器、振動(dòng)自動(dòng)控制儀、功率放大器、電磁振動(dòng)器和臺(tái)面組成。第七節(jié)電磁加載法反沖擊激振法是利用反沖擊激振器對(duì)結(jié)構(gòu)施加動(dòng)荷載，也稱“火箭激振”。它適用于現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，小型反沖擊激振器也可用于試驗(yàn)室內(nèi)構(gòu)件試驗(yàn)。第八節(jié)

其它加載方法1、反沖激振器加載

原理：動(dòng)量守恒定律特點(diǎn)：不依附于結(jié)構(gòu)，力比較小。第八節(jié)

其它加載方法2、人工爆炸加載

大量炸藥爆炸時(shí)，在鄰近區(qū)域引起的地面運(yùn)動(dòng)加速度，在大小和其它方面的特征都可與天然地震時(shí)的地面運(yùn)動(dòng)相比擬，因此，可利用地面或地下爆炸的方法產(chǎn)生地面運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)動(dòng)力效應(yīng)，模擬某一烈度的天然地震對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。人工爆炸產(chǎn)生地面運(yùn)動(dòng)的基本特點(diǎn)：地面加速度的峰值隨炸藥量的增加面增大；峰值離爆心愈近則愈高；加速度持續(xù)時(shí)間離爆心距離愈遠(yuǎn)而愈長(zhǎng)。要使人工爆炸接近天然地震對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，要求炸藥量大，試驗(yàn)對(duì)象離爆心距離遠(yuǎn)。第八節(jié)

其它加載方法3、人工振動(dòng)加載

人們可以利用自身在結(jié)構(gòu)物上有規(guī)律的活動(dòng)，產(chǎn)生足夠大的人力慣性力，就有可能形成適合作共振試驗(yàn)的振幅。這對(duì)于自振頻率比較低的大型結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，完全有可能被激振到足可進(jìn)行量測(cè)的程度。

舉例：一個(gè)體重約70kg的人使其質(zhì)量中心作頻率為1Hz、雙振幅為15cm的左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生大約0.2kN的慣性力。由于在1％臨界阻尼的情況下共振時(shí)的動(dòng)力放大系數(shù)高達(dá)50，這意味著作用于建筑物上的有效激振力大約為10kN。

第八節(jié)

其它加載方法4、環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)加載

沒(méi)有地震存在的大地微動(dòng)稱之地面脈動(dòng)，一般認(rèn)為它是由于受到海潮、風(fēng)浪、氣壓變動(dòng)和地球內(nèi)容活動(dòng)等自然原因或交通、工業(yè)生產(chǎn)及各種人為活動(dòng)等影響所致，也稱之環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)。利用這種脈動(dòng)現(xiàn)象可以測(cè)定和分析結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，試驗(yàn)時(shí)既不需要任何激振設(shè)備，又不受結(jié)構(gòu)形式和大小的限制。建筑結(jié)構(gòu)由于受外界的干擾而經(jīng)常處于不規(guī)則的振動(dòng)中，其振幅在10μm以下，稱之為脈動(dòng)。而脈沖反應(yīng)波形中最常出現(xiàn)的頻率往往就是建筑物的固有頻率。第八節(jié)

其它加載方法

建筑結(jié)構(gòu)由于受外界的干擾而經(jīng)常處于不規(guī)則的振動(dòng)中，其振幅在10μm以下，稱之為脈動(dòng)。

建筑物的隨機(jī)荷載與地面脈動(dòng)、風(fēng)或氣壓變化有關(guān)，特別是受城市車輛、機(jī)器設(shè)備等產(chǎn)生的擾動(dòng)和附近地殼內(nèi)部小的裂縫以及遠(yuǎn)處地震傳來(lái)的影響尤為重要，其脈動(dòng)周期一般為0.1--2.0s，并且任何時(shí)候都存在著環(huán)境隨即振動(dòng)，從而引起建筑物的響應(yīng)。這種能夠引起建筑物脈動(dòng)的作用或外界的干擾叫做隨機(jī)荷載。

結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載裝置是滿足試驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)荷載圖式、模擬邊界條件要求、保證試驗(yàn)加載正常進(jìn)行的關(guān)鍵之一。

它由試件支撐裝置（支座、支墩）、荷載傳遞裝置、荷載支撐裝置、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)座和試驗(yàn)輔助裝置組成。一、試件支撐裝置結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的試件支承裝置是支承結(jié)構(gòu)，正確傳力和模擬實(shí)際荷載圖式的設(shè)備，通常由支座和支墩組成。

第九節(jié)

結(jié)構(gòu)試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)臺(tái)座第九節(jié)

結(jié)構(gòu)試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)臺(tái)座一、試件支撐裝置滾動(dòng)鉸支座固定鉸支座滾動(dòng)鉸支座固定鉸支座1、支座支座型式和構(gòu)造與試件的類型、邊界條件的要求等因素有關(guān)板殼結(jié)構(gòu)支座：應(yīng)按實(shí)際支承情況利用各種鉸支座組合而成。一般情況下常采用四角支承或四邊支承的方式。一、試件支承裝置支座的基本要求：

1.必須保證結(jié)構(gòu)在支座處能自由轉(zhuǎn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)能正確地傳遞力；

2.鉸支座處的上下墊板要有一定剛度；

3.滾軸直徑要進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算；

4.滾軸的長(zhǎng)度一般取試件支承處截面寬度。

1、支座固定端支座：

懸臂梁的嵌固端支座設(shè)置，上支座中心線和下文座中心線至梁端的距離應(yīng)分別為設(shè)計(jì)嵌固長(zhǎng)度c的l／6和5／6，拉桿應(yīng)有足夠強(qiáng)度和剛度。一、試件支承裝置1、支座一、試件支承裝置1、支座受壓構(gòu)件刀鉸支座一、試件支承裝置1、支座梁式受扭構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)支座一、試件支承裝置2、支墩現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)多用磚塊臨時(shí)砌成，支墩上部應(yīng)有足夠大的、平整的支承面，最好在砌筑時(shí)要鋪設(shè)鋼板。支墩本身的強(qiáng)度必須要進(jìn)行驗(yàn)算，支承底面積要按地基耐力來(lái)復(fù)核，保證試驗(yàn)時(shí)不致發(fā)生沉陷或過(guò)度變形。支墩支墩高度一般400-600mm，各支墩高差不大于試件跨度的1/200。第九節(jié)

結(jié)構(gòu)試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)臺(tái)座二、荷載傳遞裝置結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載傳遞裝置的作用是將加載設(shè)備產(chǎn)生的荷載或作用力正確地按試驗(yàn)荷載圖式的要求傳遞到試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)上，同時(shí)滿足荷載放大、分配和荷載作用形式置換的要求。1、杠桿——利用放大原理，在施加少量荷載的情況下，經(jīng)過(guò)杠桿的傳遞而獲得放大幾倍的作用力。（杠桿比例不宜大于1：6，且防止杠桿本身失穩(wěn)）。二、荷載傳遞裝置1、杠桿分配梁設(shè)置示意圖二、荷載傳遞裝置

2、分配梁：分配梁是將一個(gè)集中力分解成若干個(gè)小的集中力的裝置。分配梁不用多跨連續(xù)梁形式，均為單跨簡(jiǎn)支形式。一般不宜大于3層，不等比例分配，比例不宜大于1：4，且比例大的荷載要靠近固定鉸支一邊。分配梁具有足夠強(qiáng)度和剛度。二、荷載傳遞裝置2、分配梁：二、荷載傳遞裝置3、臥梁：將集中荷載轉(zhuǎn)換成均布荷載施加在試件上輔設(shè)砂漿墊層砂漿強(qiáng)度>試件砼強(qiáng)度50%足夠強(qiáng)度剛度三、荷載支承裝置1.豎向荷載架2.水平荷載架3.反力墻試驗(yàn)加載時(shí)要滿足試驗(yàn)的加載要求就必須有一套荷載支承裝置。試驗(yàn)加載時(shí)要滿足試驗(yàn)的加載要求就必須有一套荷載支承設(shè)備。1.豎向支承設(shè)備2.水平方向支承設(shè)備

豎向荷載架水平荷載架混凝土反力墻三、荷載支承裝置四、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)座1.抗彎大梁式臺(tái)座2.空間桁架式臺(tái)座結(jié)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)座是永久性的，用以平衡施加在試驗(yàn)結(jié)構(gòu)物上的荷載產(chǎn)生的反力。四、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)座3．地面試驗(yàn)臺(tái)座槽式試驗(yàn)臺(tái)座地錨式試驗(yàn)臺(tái)座箱式試驗(yàn)臺(tái)座五、試驗(yàn)輔助裝置混凝土梁鋼管混凝土柱十字節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)六、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的荷載裝置關(guān)鍵：如何實(shí)現(xiàn)平衡由液壓加載器加載所產(chǎn)生的反力。液壓加載重物堆載六、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的荷載裝置大跨預(yù)應(yīng)力屋架荷載試驗(yàn)試驗(yàn)荷載及加載裝置圖片本章小結(jié)

本章介紹了結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載設(shè)備和加載裝置及加載方法，重點(diǎn)掌握液壓加載方法。習(xí)做一、單項(xiàng)選擇題(選擇正確答案）1、將物體本身的重力施加于結(jié)構(gòu)上作為荷載的方法稱為(P10)A．液壓加載 B．氣壓加載C．重力加載 D．電磁加載2、能夠再現(xiàn)天然地震記錄的設(shè)備是(P19)A.靜力加載設(shè)備 B.擬動(dòng)力加載設(shè)備C.擬靜力加載設(shè)備 D.地震模擬振動(dòng)臺(tái)3、杠桿加載試驗(yàn)中，杠桿制作方便，荷載值穩(wěn)定不變，對(duì)于做______試驗(yàn)尤為適合。（P11）A．持久荷載 B．臨時(shí)荷載C．疲勞荷載 D．動(dòng)力荷載4、建筑物的______有一個(gè)重要性質(zhì)，即它明顯反映出建筑物的固有頻率和自振特性。（P31）A．顫動(dòng) B．脈動(dòng)C．?dāng)[動(dòng) D．抖動(dòng)5、在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)油庫(kù)等特種結(jié)構(gòu)時(shí)，______是最為理想的試驗(yàn)荷載，它符合結(jié)構(gòu)物的實(shí)際使用條件。（P11）A．土 B．水C．磚 D．石6、液壓加載的最大優(yōu)點(diǎn)是利用______使液壓加載器產(chǎn)生較大的荷載，試驗(yàn)操作安全方便。（P12）A．水壓 B．電壓C．油壓 D．氣壓10、試驗(yàn)荷載裝置在滿足強(qiáng)度要求的同時(shí)還必須有足夠的剛度，這主要是試驗(yàn)裝置的剛度將直接影響試件的-----(P92)A.初始形態(tài) B.受力形態(tài)C.破壞形態(tài) D.穩(wěn)定形態(tài)7、為防止受集中荷載作用的混凝土或砌體局部受壓破壞，應(yīng)在試件表面輔設(shè)(P37)A.砂漿墊層 B.鋼墊板C.木板 D.砂墊層8、用分配梁進(jìn)行不等比例分配時(shí)，比例不宜大于(P36)A.1∶7 B.1∶6C.1∶5 D.1∶49、氣壓加載法主要是利用空氣壓力對(duì)試件施加____(P23)A.靜力荷載 B.集中荷載C.分布荷載 D.均布荷載11、電液伺服閥是電液伺服液壓加載系統(tǒng)的心臟部分，指令發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)經(jīng)____后輸入伺服閥。(P19)A.放大 B.縮小C.轉(zhuǎn)換 D.反饋12、利用地震模擬振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，期望再現(xiàn)的某個(gè)地震記錄應(yīng)是振動(dòng)臺(tái)________的輸出波形。(P20)A.臺(tái)體 B.臺(tái)座C.臺(tái)面 D.結(jié)構(gòu)13、結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)機(jī)應(yīng)滿足2級(jí)試驗(yàn)機(jī)的精度要求，測(cè)力示值相對(duì)誤差應(yīng)為_(kāi)____(P18)A.±l％ B.±2％C.±3％ D.士4％14、為了幫助試驗(yàn)者在靜力狀態(tài)下進(jìn)行擬動(dòng)力試驗(yàn)，量測(cè)結(jié)構(gòu)在輸入地面運(yùn)動(dòng)加速度作用時(shí)的動(dòng)力反應(yīng)，在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中常采用與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)的電液伺服_______（P6、P18--19）A.激振器 B.作動(dòng)器C.振動(dòng)臺(tái) D.加載系統(tǒng)15、利用油壓能使液壓加載器產(chǎn)生較大的荷載，并具有試驗(yàn)操作安全方便的優(yōu)點(diǎn)，是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中應(yīng)用比較普遍和理想的一種加載方法稱為_(kāi)_______（P12-14）A.重力加載 B.液壓加載C.機(jī)械加載 D.氣壓加載16、使用油壓表測(cè)定荷載值選用油壓表的精度不應(yīng)低于__（P14）A.1.0級(jí) B.1.5級(jí)C.2.0級(jí) D.2.5級(jí)17、結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)機(jī)的脈動(dòng)頻率可根據(jù)試驗(yàn)的不同要求，任意調(diào)節(jié)選用的范圍是____（P17）A.100—200次／分 B.100—300次／分C.100—400次／分 D.100—500次／分18、地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)是一種________抗震動(dòng)力試驗(yàn)。（P6、P19-21）A.低周反復(fù) B.偽動(dòng)力特性C.非周期性

D.周期性19、利用在磁場(chǎng)中通電的導(dǎo)體受到與磁場(chǎng)方向相垂直的作用力的原理實(shí)施的加載方法稱_____（P26）A.電磁加載 B.機(jī)械加載C.氣壓加載 D.重力加載21、用彈簧作持久荷載時(shí)，為控制彈簧壓力減少值在允許范圍內(nèi)，應(yīng)事先估計(jì)到結(jié)構(gòu)__________的大小。（P22）A．變形 B．應(yīng)變C．徐變 D．位移22、用垂直落重沖擊加載時(shí)，為防止重物回彈再次撞擊和結(jié)構(gòu)局部受損，需在落點(diǎn)處鋪設(shè)________的砂墊層。（P25）A．100~200mm B．150~250mmC．200~300mm D．250~350mm23、沿臺(tái)座縱向全長(zhǎng)布置有槽軌，用于錨固加荷支架，加載點(diǎn)的位置可沿臺(tái)座的縱向任意變動(dòng)的臺(tái)座稱為(P41)A.地錨式試驗(yàn)臺(tái)座 B.槽式試驗(yàn)臺(tái)座C.箱式試驗(yàn)臺(tái)座 D.抗側(cè)力試驗(yàn)臺(tái)座24、為了求得柱與壓桿縱向彎曲系數(shù)，試驗(yàn)時(shí)一般采用構(gòu)造簡(jiǎn)單效果較好的(P33)A.刀口支座 B.固定端支座C.固定鉸支座 D.轉(zhuǎn)動(dòng)支座25、在整體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的荷載裝置中，試驗(yàn)時(shí)作用在樓面和屋面的垂直荷載可采用(P45)A.重力荷載模擬B.沖擊荷載模擬C.機(jī)械荷載模擬D.振動(dòng)荷載模擬26、當(dāng)使用砂石等松散顆粒材料加載時(shí)，如果將材料直接堆放于結(jié)構(gòu)表面，將會(huì)造成荷載材料本身的_______，而對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生卸荷作用。(P10)A.損失 B.下沉C.起拱 D.壓密27、使用液壓加載器時(shí)，有時(shí)荷載量和油壓間不成嚴(yán)格的線性關(guān)系，因此，確定荷載量時(shí)應(yīng)該(P15)A.用油壓壓強(qiáng)乘以活塞面積確定 B.按事先制作的標(biāo)定曲線確定C.用油壓表確定