第三章--结构试验的荷载设备.ppt

第三章 结构试验的荷载设备q要求：q了解静动力产生的主要方法和设备及各自的 特点q加载应满足的要求3.1 概述1.内容、重要性结构或构件加载响应荷载或加载是结构试验的重要组成部分，直接影响结构的反应参数，是试验成败的关键程序。简单介绍：动力、静力产生的方法2.要求：见上章2.3节所述3.2 重力加载法材料：铁块、混凝土块、水、石、砖等特点：取材易，简单易行，多用于生产性试验，耗力，计量误差，安全向图3.1 用重物作均匀加载实验1.重物 2.试件 3.支座 4.支墩2.不同荷载的特点（1）散状材料。（2）块体材料。图图3.2 3.2 用水作均匀加载的试验装置用水作均匀加载的试验装置1.1.水水 2.2.防水布防水布 3.3.斜撑斜撑 4.4.试件试件l（3）吸湿材料。l（4）液体材料。l3.2.2 杠杆加载方法l图3.3 杠杆加载装置l3.3 机械力荷载l3.3.1 卷扬机、绞车加载lP=n K pl图3.4 拉力测力装置布置图l3.3.2 螺旋千斤顶加载l3.3.3 螺旋、弹簧加载l3.4 电 磁 荷 载l3.4.1 电磁激振器l根据电磁感应原理图图3.5 3.5 电磁式激振器的构造图电磁式激振器的构造图1.1.外壳外壳 2.2.顶杆顶杆 3.3.励磁线圈励磁线圈 4.4.动圈动圈5.5.支撑弹簧支撑弹簧 6.6.铁芯铁芯图3.6 电磁激振器的工作原理图1.信号发生器 2.励磁电源 3.功率放大器4.电磁激振器 5.试件图图3.7 3.7 电磁振动台组成系统图电磁振动台组成系统图1.1.信号发生器信号发生器 2.2.自动控制仪自动控制仪 3.3.功率放大器功率放大器 4.4.电磁激振器电磁激振器 5.5.振动台台面振动台台面 6.6.测振传感器测振传感器 7.7.记录系统记录系统 8.8.试件试件 9.9.台坐台坐l3.4.2 电磁式振动台图图3.8 3.8 单、双向作用液压加载器图单、双向作用液压加载器图1.1.端盖端盖 2.2.进油出油口进油出油口 3.3.油封装置油封装置 4.4.活塞杆活塞杆5.5.活塞活塞 6.6.工作油缸工作油缸 7.7.固定环固定环l3.5 液 压 荷 载l3.5.1 液压加载器图图3.9 3.9 电液伺服液压系统的基本闭环回路电液伺服液压系统的基本闭环回路1.1.指令信号指令信号 2.2.调整放大系统调整放大系统 3.3.油源油源 4.4.伺服阀伺服阀5.5.加载器加载器 6.6.传感器传感器 7.7.反馈系统反馈系统l3.5.2 液压加载系统l3.5.3 大型结构试验机l3.5.4 电液伺服液压系统l1.电液伺服加载系统的工作原理l2.电液伺服阀的工作原理l3.5.5 地震模拟振动台l下面对地震模拟振动台的组成和工作原理作一扼要说明：l1.振动台台体结构l2.液压驱动和动力系统l3.控制系统l4.测试和分析系统强震反应模拟振动台Strong Earthquake Response Simulator图图3.10 3.10 地震模拟振动台加速度控制系统图地震模拟振动台加速度控制系统图a a、b b、c c表示加速度、速度、位移信号输入表示加速度、速度、位移信号输入(a)(a)、(b)(b)、(c)(c)表示加速度、速度、位移信号反馈表示加速度、速度、位移信号反馈1.1.信号输入控制器信号输入控制器 2.2.油源油源 3.3.试件试件 4.4.伺服放大器伺服放大器 5.5.伺服阀伺服阀6.6.加载器加载器 7.7.振动台振动台 8.8.位移传感器位移传感器 9.9.加速度传感器加速度传感器l图3.11 用张拉突卸法对结构施加冲击力荷载l1.结构物 2.钢拉杆 3.保护索 4.钢丝绳 5.绞车 6.实验模型 7.钢丝 8.滑轮 9.支架 10.重物 11.减振垫层3.6 惯性力荷载3.6.1 冲击加载1.初位移加载法图图3.12 3.12 用摆锤或落重法施加冲击力荷载用摆锤或落重法施加冲击力荷载1.1.摆锤摆锤 2.2.结构结构 3.3.落锤落锤 4.4.垫层垫层 5.5.试件试件2.初速度加载法图图3.13 3.13 反冲激振器结构示意图反冲激振器结构示意图1.1.燃烧室壳体燃烧室壳体 2.2.底座底座 3.3.喷管喷管 4.4.火药火药 5.5.点火装置点火装置3.反冲激振法图图3.14 3.14 反冲激振器输出特性曲线反冲激振器输出特性曲线1.1.升压段升压段 2.2.高峰段高峰段 3.3.平衡压力工作段平衡压力工作段 4.4.后效段后效段l3.6.2 离心力加载l图3.15 机械式激振器的原理图l3.6.3 直线位移惯性力加载l图3.16 直线位移惯性力加载系统l3.7 气 压 荷 载l图3.17气压加载装置示意图l l自上而下共有6层装置：l 1.螺母 2.压梁 3.拼合木板4.气囊 5.试件 6.试验支座l3.8 人力激振荷载l3.9 随 机 荷 载l3.10 荷载反力设备l3.10.1 支座l（1）必须保证结构在支座处能自由转动和结构在支座处能正确地传递力。支承垫板的长度l可按下式进行计算：图3.18 铰支座的形式和构造l（2）铰支座处的上下垫板要有一定刚度。l垫板厚度d可按下式计算：l（3）滚轴强度的要求。并按下式进行强度验算表3.1 滚轴直径选用表 （4）滚轴的长度图图3.19 3.19 分配梁设置示意图分配梁设置示意图l3.10.2 分配梁图图3.20 3.20 竖向分配梁示意图竖向分配梁示意图1.1.试验模型试验模型 2.2.支撑架支撑架 3.3.调节系统调节系统 4.4.分配梁分配梁l3.10.3 荷载架l1.竖向荷载架l2.水平荷载架l3.反力墙图图3.21 3.21 荷载架示意图荷载架示意图1.1.横梁横梁 2.2.千斤顶千斤顶 3.3.地脚螺栓地脚螺栓 1.1.三角架三角架 2.2.千斤顶千斤顶 3.3.压梁压梁 1.1.试件试件 2.2.伺服千斤顶伺服千斤顶 3.3.地脚螺栓地脚螺栓图图3.22 3.22 抗弯大梁台座的荷载试验装置抗弯大梁台座的荷载试验装置l3.10.4 结构试验台座l1.抗弯大梁式台座和空间桁架式台座图图3.23 3.23 空间桁架式台座空间桁架式台座图图3.24 3.24 两种板式试验台两种板式试验台l2.地面试验台座图图3.25 3.25 箱式试验台座示意图箱式试验台座示意图1.1.实验试件实验试件 2.2.荷载架荷载架 3.3.千斤顶千斤顶 4.4.液压操作台液压操作台 5.5.台座孔台座孔图图3.26 3.26 现场试验加荷方案图现场试验加荷方案图1.1.实验试件实验试件 2.2.荷载架荷载架 3.3.平衡重平衡重 4.4.铺板铺板 5.5.横梁横梁l3.10.5 现场试验的荷载装置