專利名稱：建筑結構自平衡靜載試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種建筑結構平衡試驗裝置，更具體的說是一種建筑結構自平衡靜 載試驗裝置。
背景技術：
根據通常建筑結構構件的試驗經驗，鋼懸臂梁、鋼桁架梁、鋼筋混凝土梁和柱的加 載與采集試驗裝置， 一般為大型的試驗臺座、反力架、反力墻及地下室等相關配套設施 的集成，是為確定工程結構構件在靜荷載作用下的強度、剛度或穩定性所必需的裝置， 其造價較高，達幾十萬，甚至上百萬，而且，這類試驗一般需要各自不同的設施，還需 輔以大型的工業廠房來安放，無形中造成了試驗成本的巨額付出，這對于普通的教學、 科研等試驗單位來說很難實現。另外，結構實驗同理論分析和計算一般是互相驗證、互 為補充的，但有時由于結構的復雜性和受力的特殊性而無法進行準確的理論分析和計 算，結構試驗就成為確定結構強度、剛度或穩定性的唯一方法，為此，試驗項目較多的 單位通常為結構構件的試驗任務投入大量的經費去建設反力架、反力墻、工業廠房等設 施，而對于試驗項目較少或偶有試驗需求的單位和個人則很難完成此類試驗項目。
中國專利ZL200720116990.0公開了一種自平衡多功能結構靜載試驗加載裝置，其 組成包括反力架、加強梁、螺旋千斤頂、傳感器、分配梁、支座、支墩及墊座，可以完 成鋼筋混凝土梁和柱的加載試驗。但也存在著這樣的缺點(1)功能單一，不能滿足懸 臂梁和桁架梁的試驗需求；(2)螺旋千斤頂固定于加強梁，不能滿足結構構件不同點加 載的需求；(3)測試空間受加載框架尺寸的限定，不能充分利用加載架以外的空間。
目前，尚未公開有能夠集鋼懸臂梁、鋼桁架梁、鋼筋混凝土梁和柱的加載與采集的 試驗裝置，而現有的自平衡靜載裝置，也主要有以下缺點(1)功能單一， 一般是針對 鋼筋混凝土梁的試驗，不能滿足不同結構構件的試驗需求，在一定程度上造成試驗成本 的浪費；(2)加載千斤頂固定于上橫梁，不能滿足結構構件不同點加載的需求；(3)測 試空間受加載架大小的限定，不利于構件受力變形的觀察及測試儀表的架設。 發明內容
1.本實用新型的目的
3針對結構構件試驗的高昂代價、功能單一以及試驗設備過于機械化、大型化的特點， 本實用新型提供了建筑結構自平衡靜載試驗裝置，可以克服現有設備技術的不足，裝置 集精巧化、自動化、人性化于一體，為試驗人員帶來方便，節約經濟成本，使結構構件 的科研、教學試驗變的輕松可行。同時本實用新型還可以進一步根據各自的需求有選擇 性的確定試驗對象和決定試驗數據采集的自動化程度。
2. 技術方案
本實用新型的技術方案如下-
一種建筑結構自平衡靜載試驗裝置，包括加載系統和數據采集系統，加載系統包括 上橫梁、下橫梁、側豎梁、支撐梁和分離式千斤頂，上、下橫梁和側豎梁由螺栓連接而 成，上橫梁內緣設槽式導軌，支撐梁由側面梁和平面梁兩部分組成并以螺栓連接于側豎 梁，側豎梁中段設置插拔式輥軸。
完整的建筑結構自平衡靜載試驗裝置，包括加載架主體、分配梁、鉸支座、分離式 千斤頂、手動或電動油泵和力傳感器、位移傳感器、應變儀、計算機、打印機。加載架 主體由上、下橫梁和側豎梁由螺栓連接而成；加載機構為手動或電動油泵和千斤頂組成， 而力傳感器、位移傳感器、應變儀、計算機、打印機完成數據的采集、存儲工作。
上述的加載架主體利用自平衡工作原理、主體自身互為反力，分離式千斤頂通過內 置導軌可水平移動，能夠完成不同點的加載任務，還可選擇手動或電動油泵加載，側豎 梁為兩塊并行的鋼板，其既傳遞施加于結構的荷載又具有支撐結構構件的雙重功能，兩 板之間空間開闊，解決了加載架主體對測試空間的約束問題，滿足了試驗的不同需求。
以上所有梁的尺寸可調節，上橫梁與側豎梁及支撐梁互為反力，下橫梁不承受施加 于結構的荷載，降低了試驗對下橫梁剛度的要求，保證了下橫梁的安全性。
數據采集系統主要由力傳感器、位移傳感器、應變儀、計算機、打印機組成，可完 成建筑結構構件的受力、變形等強度、剛度的數據采集任務，本系統把構件的受力大小、 變形特點等所有數據集中于應變儀，并在計算機中顯示和儲存，方便了試驗人員的數據 比對和分析，試驗人員還可根據要求有選擇性的設定數據采集的手動或自動化程度，有 針對性的完成數據采集工作。
3. 有益效果
本實用新型公開了建筑結構自平衡靜載試驗裝置，相比于已有的建筑結構構件加載 和采集試驗裝置具有以下明顯的效果(1) 多功能自平衡裝置的上橫梁、側豎梁及支撐梁互為反力，具有操作簡單、 運輸方便、兼顧四種不同結構構件試驗模式的特點，可完成鋼懸臂梁、鋼桁架梁、鋼筋 混凝土梁和柱的試驗任務。
(2) 測試空間開闊裝置主體框架內、外互通，增加了測試空間，使梁的尺寸在 一定程度上可以調節。裝置造價低廉，占用空間小，具有大型反力架、反力墻、試驗臺 座的功能。
(3) 人性化千斤頂通過導軌可水平方向移動，可完成不同點的加載任務，還可 選擇手動或電動油泵自動加載，采集系統智能化，試驗人員可根據需求有選擇性的設定 數據采集的手動或自動化程度，滿足了試驗人員的不同需求。
(4) 安全可靠所有試驗構件均有裝置主體結構側豎梁的防護，分配梁設有安全 繩，試驗安全可靠。
一
圖1為本實用新型建筑結構自平衡靜載試驗裝置結構主體示意圖。
圖2為本實用新型建筑結構鋼筋混凝土梁自平衡靜載試驗裝置結構示意圖。
結構示意圖中，l是上橫梁，2是側豎梁，3是下橫梁，4是分離式千斤頂，5是主 體結構底座，6是支撐梁，7是分配梁，8是鋼墊塊，9是力傳感器，IO是位移傳感器， ll是構件(鋼筋混凝土梁)。
圖3為本實用新型建筑結構鋼桁架自平衡靜載試驗裝置示意圖，其中，12是構件(鋼
桁架)。
圖4為本實用新型建筑結構鋼懸臂梁自平衡靜載試驗裝置示意圖，其中，13是構件 (鋼懸臂梁)。
圖5為本實用新型建筑結構鋼筋混凝土柱自平衡靜載試驗裝置示意圖，其中，14 是構件(鋼筋混凝土柱)。
圖6為本實用新型建筑結構自平衡靜載試驗裝置工作原理框圖，15是應變儀，16 是計算機，17是打印機。
具體實施方式
以下通過實例結合附圖進一步說明本實用新型。 實施例1:參見圖1和圖2，建筑結構自平衡靜載試驗裝置，包括結構主體上橫梁(1)、側豎 梁(2)、下橫梁(3)，分離式千斤頂(4)，主體結構底座(5)，把結構構件鋼筋混凝土 梁(11)安放于支撐梁(6)，上橫梁(1)內緣設槽式導軌，支撐梁(6)連接于側豎梁 (2)，側豎梁(2)為兩塊并行的鋼板，側豎梁(2)中段設置插拔式輥軸，在梁(11) 上依次放置分配梁(7)、鋼墊塊(8)、力傳感器(9)和位移傳感器(10)，如此，加載 部分安裝完畢，把傳感器連接至應變儀及計算機，根據需求選定加載、采集條件，然后 就可加載、采集數據直至試驗結束，通過打印機17完成結果。
實施例2:
基本原理和主要結構同上，參照圖3和圖4，把結構構件梁(12)或(13)安放于 側豎梁(2)，再安放傳感器，并連接至應變儀和計算機，設定采集條件進行加載測試， 直至試驗結束。
實施例3
基本原理和主要結構同上，參照圖5，在主體結構下橫梁(3)上放置鋼墊塊(8)， 在其上依次安置構件鋼筋混凝土柱(14)、力傳感器(9)、分離式千斤頂(4)，然后設 定加載、采集條件，進行加載試驗。
權利要求1、一種建筑結構自平衡靜載試驗裝置，包括加載系統和數據采集系統，加載系統包括上橫梁、下橫梁、側豎梁、支撐梁和分離式千斤頂，上、下橫梁和側豎梁由螺栓連接而成，其特征在于上橫梁內緣設槽式導軌，支撐梁由側面梁和平面梁兩部分組成并以螺栓連接于側豎梁，側豎梁中段設置插拔式輥軸。
2、 如權利要求1所述的建筑結構自平衡靜載試驗裝置，其特征在于，梁的尺寸 可調節，試驗時上橫梁與側豎梁及支撐梁互為反力，下橫梁不承受施加于結 構的荷載。
3、 如權利要求2所述的建筑結構自平衡靜載試驗裝置，其特征在于側豎梁為兩 塊并行鋼板。
4、 如權利要求1 ~ 3中任一項所述的建筑結構自平衡靜載試驗裝置，其特征在于 分離式千斤頂通過導軌可在水平方向移動。
專利摘要本實用新型公開了建筑結構自平衡靜載試驗裝置，屬于建筑結構構件的測試設備。包括加載系統和數據采集系統，加載系統包括上橫梁、下橫梁、側豎梁、支撐梁和分離式千斤頂，上、下橫梁和側豎梁由螺栓連接而成，上橫梁內緣設槽式導軌，支撐梁由側面梁和平面梁兩部分組成并以螺栓連接于側豎梁，側豎梁中段設置插拔式輥軸。本實用新型實現了自動化、智能化、人性化，具有操作簡單，多功能，測試空間開闊，造價低，穩定性強，安全可靠的特點，在一定程度上具有大型反力架、反力墻、試驗臺座等大型試驗設備的功能。
文檔編號G01M99/00GK201348570SQ200920037848
公開日2009年11月18日 申請日期2009年2月6日 優先權日2009年2月6日
發明者何培玲, 蘭 宗, 徐奮強 申請人:南京工程學院