建筑结构试验课件第三章-结构试验的荷载设备

第二章试验荷载与加载2.1概述工程结构试验为模拟结构在实际受力工作状态下的结构反应，必须对试验对象施加荷载，结构荷载试验是结构试验的基本方法。工程试验用的荷载形式、大小、加载方式是根据试验目的要求，以便更好地模拟原有荷载等因素选择。第二章荷载与加载第二章试验荷载与加载教学内容2.1．重物加载2.2．机械式加载2.3．气压加载2.4．液压加载：包括液压加载的分类，液压系统，液压加载器荷载的标定。2.5．动荷加载方法：包括惯性力加载，激振器加载（机械式激振器，电磁式激振器），爆炸加载。2.6．加载辅助设备：荷载支承装置，荷载传递装置2.7．试件支承装置。第二章荷载与加载第二章试验荷载与加载重点：重物加载，液压加载的分类，液压系统，液压加载器荷载的标定，荷载支承装置，荷载传递装置，试件支承装置。难点：动荷加载方法第二章荷载与加载第二章试验荷载与加载1．熟练掌握重物加载，液压加载的分类，液压系统，液压器荷载的标定。2．熟练掌握荷载支承装置，荷载传递装置，试件支承装置。3．掌握机械式加载，气动加载，动荷加载第二章荷载与加载2.1概述结构试验中的加载方法：重力加载法；气压加载法；液压加载法；电磁加载法；惯性力加载法；人激振动加载法；机械力加载法；环境随机振动激振法。第二章荷载与加载2.1概述正确选用试验的荷载设备和加载方法要求：1、荷载图式与结构设计计算荷载图式所产生的内力值一致或接近；2、荷载传力方式和作用点明确；3、荷载分级分度值满足量测精度，加载设备有强度储备；4、加载装置安全可靠（强度、变形、刚度）；5、设备操作方便，便于加卸、控制；6、采用现代先进技术，减轻劳力，提高质量。第二章荷载与加载2.2重力加载包括重力直接加载法和杠杆加载法直接加载法应注意避免因荷重块产生拱作用而改变荷载分布。杠杆加载法结构变形后荷载不改变，但无法自行卸载。第二章荷载与加载2.2重力加载重力加载法第二章荷载与加载2.2重力加载杠杆加载法第二章荷载与加载2.3液压加载目前结构试验中最常用的加载方法；可适用于静、动载试验，吨位可大、可小；液压加载方法：♦液压加载系统和试验台座；♦结构试验机系统。第二章荷载与加载2.3液压加加载液压加加载装装置♦液液压加加载器器；♦液液压加加载系系统；；♦结结构试试验机机；♦电电液伺伺服液液压系系统；；♦地地震模模拟振振动台台。第二章章荷载载与加加载2.3液压加加载2.3.1液压加加载器器千斤顶顶第二章章荷载载与加加载2.3液压加加载2.3.1液压加加载器器电动泵泵第二章章荷载载与加加载2.3液压加加载2.3.1液压加加载器器双向液液压加加载器器第二章章荷载载与加加载2.3液压加加载2.3.2液压加加载系系统组成部部分♦液液压加加载器器♦液液压控控制台台♦反反力架架♦台台座适用于于各类类结构构的静静载试试验（（包括括拟静静力试试验））第二章章荷载载与加加载2.3液压加加载2.3.3大型结结构试试验机机1.测试空空间:120x120x120cm2.1200吨主油油压缸缸,铸钢本本体3.行程:300mm4.闭回路路电液液伺服服油压压系统统第二章章荷载载与加加载2.3液压加加载2.3.3大型结结构试试验机机第二章章荷载载与加加载2.3液压加加载2.3.3大型结结构试试验机机第二章章荷载载与加加载2.3液压加加载2.3.4电液伺伺服液液压系系统电液伺伺服加加载器器控制系系统液压源源直接控控制负负荷、、应变变、位位移。自自动控控制。。第二章章荷载载与加加载2.3液压加加载2.3.4电液伺伺服液液压系系统电液伺伺服加加载器器第二章章荷载载与加加载2.3液压加加载2.3.4电液伺伺服液液压系系统电液伺伺服阀阀第二章章荷载载与加加载2.3液压加加载2.3.5地震模模拟振振动台台第二章章荷载载与加加载2.3液压加加载2.3.5地震模模拟振振动台台美国MTS公司三三向六六自由度度维模模拟地地震振振动台，，台面尺尺寸4m××4m，最大试试件质质量25t。第二章章荷载载与加加载2.4惯性力力加载载利用运运动物物体质质量的的惯性性施加加动力力荷载载2.4.1冲击力力加载载法1、初位移移加载载法第二章章荷载载与加加载2.4惯性力力加载载2.4.1冲击力力加载载法2、初速度度加载载法第二章章荷载载与加加载2.4惯性力力加载载♦3、反冲激激振法法反冲激激振法法就是是爆炸炸加载载。利用用火药药或炸炸药使使之燃燃烧或或引起起爆炸炸，产产生冲冲击荷荷载作作用于于试验验结构构或建建筑物物。炸炸药爆爆炸后后以应应力波波或冲冲击波波的形形式作作用于于试验验结构构或建建筑物物，而而火药药燃烧烧是通通过火火箭激激振加加载器器以激激振力力的形形式作作用于于结构构或建建筑物物。火箭激激振加加载也也称为为反冲冲激振振器加加载，，是利利用火火箭发发动机机的原原理对对试验验结构构施加加荷载载的。。第二章章荷载载与加加载2.4惯性力力加载载2.4.2离心力力加载载法♦优优点：：结构构简单单，容容易产产生较较大振振幅和和激振振力；；♦缺缺点：：频率率低，，振幅幅调节节难，，只能能产生生简谐谐荷载载。第二章章荷载载与加加载2.4惯性力力加载载2.4.2直线位位移惯惯性力力加载载法♦激激振力力大，，但频频率较较小（（<1HZ），且且设备备笨重重。第二章章荷载载与加加载2.5机械力力加载载法常用机机具包包括：吊链链（葫葫芦））、卷卷扬机机、花花篮螺螺丝、螺螺旋千千斤顶顶、弹弹簧等等；适用于于施加加水平平荷载载；优优点点：设设备简简单，，集中中力的的方向向便于于控制制；缺缺点点：荷荷载较较小，，加卸卸载速速度慢慢，荷荷载作作用点点的变变形会会引起起荷载载值的的较大大改变变。第二章章荷载载与加加载2.6气压加加载法气压加加载法法：利用压压缩空空气加加载，，利用用抽真真空产产生负负压加加载；；适用于于平板板、壳壳体等等平面面结构构施加加均布布荷载载；优优点点：加加、卸卸载方方便，，荷载载稳定定、安安全，，结构构破坏坏时能能够自自动卸卸载；；缺缺点点：加加载面面无法法观测测。第二章章荷载载与加加载2.7电磁力力加载载法2.7.1电磁式激振振器磁系统（励励磁线圈、、铁心、磁磁极板）、、动圈（工工作线圈））、弹簧、、顶杆。第二章荷载载与加载2.7电磁力加载载法2.7.2电磁振动台台第二章荷载载与加载2.8人激振动加加载法利用人自身身在结构上上的有规律律的活动与与结构自振振周期同步步运动，产产生惯性力力，形成共共振试验的的振幅。第二章荷载载与加载2.9环境随机振振动激振法法环境也称为为脉动法。。微小的地震震活动、车车辆人流来来往扰动运动振幅极极为微小，，频谱丰富富，地面脉脉动。测定动力特特性由地面脉动动产生建筑筑物脉动，，再对其进进行模态参参数识别。。第二章荷载载与加载2.10荷载支承设设备和试验验台座支座；荷载支承机机构；结构试验台台座；现场试验荷荷载装置。。第二章荷载载与加载2.10荷载支承设设备和试验验台座2.10.1支座支墩：简易易支座，钢钢或钢筋砼制作，，现场试验验多为砖砌体；支座作用形形式：滚动动铰支座、固定铰铰支座、球球铰支座。第二章荷载载与加载2.10荷载支承设设备和试验验台座2.10.1支座对铰支座的的基本要求求（课本P58－59）♦必须保保证结构在在支座处能能自由转动动；♦必须保保证结构在在支座处力力的传递；；♦构件支支座处铰的的上下垫板板要有一定定刚度；♦滚轴长长度，一般般取为试件件支承处截截面宽度；；♦滚轴直直径，可按按表选用，，并进行强强度验算。。第二章荷载载与加载2.10荷载支承设设备和试验验台座2.10.1支座第二章荷载载与加载2.10荷载支承设设备和试验验台座2.10.2荷载支承机机构又称反力架架或荷载架架；试验室试验验♦反力架架（由横梁梁立柱组成成）；♦抗弯大大梁或空间间桁架式台台座（适用用于中小型型构件）、、试验台座座。现场试验♦反力支支架（包括括平衡重、、锚固桩头头、现浇地地梁和箍架架等）。第二章荷载载与加载2.10荷载支承设设备和试验验台座2.10.2荷载支承机机构槽式试验台台座：第二章荷载载与加载2.10荷载支承设设备和试验验台座2.10.2荷载支承机机构竖向反力架架：立柱横梁第二章荷载载与加载2.10荷载支承设设备和试验验台座2.10.2荷载支承机机构水平反力架架第二章荷载载与加载2.10荷载支承设设备和试验验台座2.10.3试验台座抗弯大梁式式台座和空空间桁架式式台座：♦适用于于中小型构构件试验，，跨度短、、荷载小；；♦特点：：自平衡式式，对支座座和支承条条件无要求求。第二二章章荷荷载载与与加加载载2.10荷载载支支承承设设备备和和试试验验台台座座2.10.3试验验台台座座抗弯弯大大梁梁式式台式式支支座座：：第二二章章荷荷载载与与加加载载2.10荷载载支支承承设设备备和和试试验验台台座座2.10.3试验验台台座座板式式试试验验台台座座：：RC板或或PC板（（厚厚板板）），，由由结结构构自自重重和和刚刚度度来来平平衡衡所所施施加加的的荷荷载载。。槽式式试试验验台台座座：：加载载点点可可沿沿台台座座纵纵向向移移动动，，但但由由于于地地脚脚螺螺丝丝较较松松，，不不适适用用于于动动力力荷荷载载试试验验。。地脚脚螺螺丝丝式式试试验验台台座座：：可适适用用于于静静力力试试验验和和动动力力试试验验，，但但试试件件就就位位灵灵活活性性差差，，螺螺丝丝受受损损后后修修复复困困难难。。箱式式试试验验台台座座：：♦特特点点：：承承载载力力高高、、刚刚度度大大、、台台座座空空间间利利用用率率高高，，但但安装装和和移移动动设设备备困困难难。。第二二章章荷荷载载与与加加载载2.10荷载载支支承承设设备备和和试试验验台台座座2.10.3试验验台台座座抗侧侧力力试试验验台台座座♦作作用用：：通通过过拉拉压压千千斤斤顶顶或或电电液液伺伺服服加加载载系系统统对对