伺服加載系統靜力實驗的多向靜態加載裝置及其加載方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種伺服加載系統靜力實驗的多向靜態加載裝置及其加載方法。
【背景技術】
[0002]近幾年地震活動相當頻繁，地震給人類帶來了巨大的經濟損失和人員傷亡，進行結構靜力試驗或擬靜力試驗的主要目的，首先是建立結構在地震作用下的恢復力特性，確定結構構件恢復力的計算模型，通過試驗所得的滯回曲線和曲線所包圍的面積求得結構的等效阻尼比，衡量結構的耗能能力，同時還可得到骨架曲線，結構的初始剛度及剛度退化等參數。由此可以進一步從強度、變形和能量等三個方面判斷和鑒定結構的抗震性能。最后可以通過試驗研究結構構件的破壞機制，為改進現行結構抗震設計方法及改進結構設計的構造措施提供依據。然而，現有的實驗裝置大多停留在單向重復加載，還不能對結構的抗震性能做出全面深入研究。因此試件的多向靜力實驗就顯得尤為重要。
[0003]然而，國內外現有的技術標準、規范及實驗設施都沒有對試件多向靜力試驗的裝置及其方法提出明確規定，僅僅對單向試驗裝置提出了一定范圍。
【發明內容】
[0004]鑒于現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種結構設計合理、高效便捷的伺服加載系統靜力實驗的多向靜態加載裝置及其加載方法。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是:一種伺服加載系統靜力實驗的多向靜態加載裝置，包括反力塊，所述反力塊下方設置有用以對擬實驗試件進行縱向加載的加載端，所述反力塊與加載端之間設置有滾動組件，所述滾動組件經彈性組件與反力塊相連接，所述擬實驗試件與加載端在外加橫向推動力作用下可相對反力塊進行平面多向移動。
[0006]優選的，所述滾動組件包含活動塊，所述活動塊上開設有若干通孔，所述通孔內鑲嵌有滾珠，且所述滾珠的直徑大于通孔的深度，所述滾珠同時與反力塊下端面、加載端上端面相接觸。
[0007]優選的，所述反力塊兩旁側固定設置有凹部，所述加載端上固定設置有與凹部相配合的凸部，所述凸部可沿著凹部內側壁平面多向移動。
[0008]優選的，所述反力塊兩旁側固定設置有凸部，所述加載端上固定設置有與凸部相配合的凹部，所述凸部可沿著凹部內側壁平面多向移動。
[0009]優選的，所述彈性組件包含均勻布置在活動塊周側的若干彈簧。
[0010]優選的，所述反力塊、滾動組件、加載端之間設置有適量潤滑油。
[0011]—種伺服加載系統靜力實驗的多向靜態加載裝置的加載方法，包括如上述的任一種伺服加載系統靜力實驗的多向靜態加載裝置，包含以下步驟:
(1)將所述擬實驗試件豎直放置在混凝土承臺上，在所述混凝土承臺的周側搭建反力支撐架與兩反力墻，在所述反力墻與承臺之間設置橫向推動裝置，兩所述反力墻呈90°布置；
(2)將所述加載端安裝在擬實驗試件頂部，將所述滾動組件通過彈性組件與反力塊相連接，然后將所述反力塊置于加載端上方，接著所述反力塊與加載端經凹部與凸部相互連接，再接著將所述反力塊通過螺栓固定在反力支撐架上，最后在所述反力塊、滾動組件、加載端之間涂適量潤滑油，整個裝置安裝完成；
(3)利用所述加載端對擬實驗試件進行縱向加載，所述縱向加載力的大小可以通過預設的壓力傳感器進行測量，輔之以油壓表進行對比，獲得測量結果，兩所述橫向推動裝置相互作用，推動所述擬實驗試件與加載端相對反力塊進行平面多向移動。
[0012]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:(1)本發明可以在保持縱向加載力不變的情況下，在外加橫向推動力作用下，擬實驗試件與加載端可相對反力塊進行平面多向移動，不是簡單的單向重復加載，而是擬實驗試件的多個方向進行加載，傳力路徑明確，應力分布均勻，結構簡單，施工方便，結果精準，實用性廣的特點，使得實驗過程和實驗數據達到理想的效果，從而使得對結構的抗震性能研究得到滿意的效果。(2)本發明在實驗前通過估計擬實驗試件的最大位移，相應改變反力塊的尺寸，而本發明其他構件不需要改變，實用性、經濟性及通用性強、大大的提高了實驗效率。
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明實施例構造的主視示意圖。
[0015]圖2為本發明實施例構造的仰視示意圖。
[0016]圖3為本發明實施例使用狀態的主視示意圖。
[0017]圖4為本發明實施例使用狀態的的俯視示意圖。
[0018]圖中:丨-反力塊，2-擬實驗試件，3-加載端，4-活動塊，5-滾珠，6-凹部，7-凸部，8-彈簧，9-混凝土承臺，10-反力支撐架，11-反力墻，12-推動裝置。
【具體實施方式】
[0019]為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
[0020]如圖1~4所示，一種伺服加載系統靜力實驗的多向靜態加載裝置，包括反力塊1，所述反力塊1下方設置有用以對擬實驗試件2進行縱向加載的加載端3，所述反力塊1與加載端3之間設置有滾動組件，所述滾動組件經彈性組件與反力塊1相連接，所述擬實驗試件2與加載端3在外加橫向推動力作用下可相對反力塊1進行平面多向移動；所述加載端3采用現有的加載器，所述縱向加載力的大小可以通過預設的壓力傳感器進行測量，輔之以油壓表進行對比，測量結果準確。
[0021]在本發明實施例中，所述滾動組件包含可在平面上多向移動的活動塊4，所述活動塊4上開設有若干通孔，所述通孔內鑲嵌有滾珠5，且所述滾珠5的直徑大于通孔的深度，所述滾珠5同時與反力塊1下端面、加載端3上端面相接觸，所述反力塊1下端面、加載端3上端面平整且與水平面相平行，其表面精度高，保證滾珠5可以自由地旋轉滾動；優選的，所述滾動組件設置在反力塊1的內腔，所述活動塊4的尺寸小于反力塊1的尺寸，所述活動塊4的尺寸大于擬實驗試件2的絕對位移，且所述活動塊4到反力塊1的邊緣距離大于大于擬實驗試件2的絕對位移，不但保證實驗正常進行，而且保證實驗的效率最大化；另外在實驗開始時，所述滾動組件位于反力塊