结构试验第三章BYLWS(ok)

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1、第三章结构试验荷载设备13.1概述∑结构的荷载试验是结构试验的基本方法∑选择试验荷载和加载方法，应满足以下要求23.2重力加载法345673.2重力加载法∑利用物体本身的重量加于结构上作为荷载∑试验室试验荷载—专门浇铸的标准砝码、混凝土立方试块、水箱∑现场试验荷载—砂、石、砖块等建筑材料或钢锭、铸铁、废试件等∑分为：1）重力直接加载方法2）杠杆加载方法83.2.1重力直接加载方法∑荷重直接堆放于试件上1）松散材料要注意起拱作用引起对结构的卸载，最好用无底的筐装或箱装2）成堆叠放要注意堆间间隙3）砂石等建材要注意环境湿度和温

2、度影响4）用水加载是比较理想的加载方法5）施加集中荷载时利用吊篮作用于荷载点，但常受荷载量限制6）金属材料制成的荷载砝码不宜大于20公斤910上海体育场ò1/40ò钢结构模型ò重力模拟加载113.2.2杠杆加载方法∑利用杠杆原理，将荷重放大作用于试件1）要求杠杆比例明确，杠杆比例不宜过大，注意杠杆本身刚度2）自重不宜大于分级加载的第一级荷载值3）杠杆支承点必须可靠123.3液压加载法利用液压原理，由高压油泵将一定压力的液压油输入加载器的工作油缸，推动活塞对试件施加荷载。133.3.1液压加载器(千斤顶)∑液压加载的主要部件

3、，由上述原理产生施加于试件的荷载。荷载示值＝油压×活塞面积∑荷载值由压力表、测力计或荷载传感器测读1415未加固砼砌块砌体的对比试验163.3.2液压加载系统∑利用液压加载器配合荷载承力架和静力试验台座组成的加载系统特点：1）满足同步加载卸载和恒载保持稳压的要求2）适用于大跨度结构多点均布和非均布，对称和非对称加载要求1718193.3.3大型结构试验机∑专用于大型构件试验的液压加载设备，典型的长柱试验机可进行压杆、柱、墙板、砌体、节点与梁的受压和受弯试验。大吨位的结构试验机还可进行构件的受拉试验。∑试验机通过与计算机相连

4、，由程序控制自动操作。进行数据采集和数据处理。2021223.3.4电液伺服液压加载系统∑电液伺服加载系统的构成：采用闭环控制，由液压源、液压加载器(促动器)和控制系统等组成∑电液伺服加载系统的功能：可以正确地模拟结构构件所受的实际荷载，产生模拟真实的试验状态—地震、海浪等随机作用23日本鹭宫会社24明尼苏达州立大学253.3.4电液伺服液压加载系统∑电液伺服系统的工作原理1）闭环系统，可采用荷载、位移和应变等物理量作为控制参数，实现整个系统的自动控制2）测得的信号经过调节放大器放大后输出，与指令信号在伺服控制器中进行比较

5、，其差值即为误差信号，经过放大后予以反馈来控制伺服阀，进一步操纵液压加载器活塞的工作，完成系统的闭环控制。26电液伺服试验系统的性能特点∑负荷范围大：目前最大可达3000吨∑频率范围宽：0.001～3000Hz可任意调整∑控制波形多：正弦波、方波、三角波、随机波以及任意函数的波形∑响应快、精度高∑功能全：复杂程序控制及数据处理∑联机功能∑设备消耗功率大，费用大，维护要求高27电液伺服液压加载系统28电液伺服阀的工作原理∑伺服阀是电液伺服加载系统的心脏部份1）按照指令发生器发出的电信号经放大后输入伺服阀的前置级再经过功率级转

6、换成大功率的液压信号2）将液压油输入加载器，使加载器活塞按输入信号的规律对结构施加载或位移3）通过反馈控制提高系统的灵敏度293.4惯性加载法3.4.1冲击力加载法∑作用时间短促，使被加载结构在平衡位置附近作自由振动1)、初位移加载法—张拉突卸法使结构产生初始位移2)、初速度加载法—突加荷载法使结构产生初始速度和承受冲击荷载3)、反冲激振法—火箭激振利用火药燃烧反冲力对结构激振303.4惯性加载法23.4.2离心力加载法—偏心激振器P=m⋅ω⋅r∑旋转质量产生的离心力对结构施加简谐振动荷载∑作用力大小和频率按一定规律变化使

7、结构产生强迫振动∑调整激振力和激振频率（两者相关）：1）提高工作频率2）增加激振质量3）增大偏心距4）使用多台激振器313.4惯性加载法3.4.3直线位移惯性力加载法∑由电液伺服系统闭环控制，操纵双作用的液压加载器推动质量块作直线往复运动。由质量块的惯性力激起结构振动∑低频性能好，适用于1Hz以下低频激振。∑调整激振力和激振频率（两者不相关）：1）可调整激振频率2）改变质量32同济大学离心试验机amax=300g注：过山车：~3g航天员：~8g333.5机械力加载法∑利用绞车、绳索、滑轮组等机具对结构施加拉力，可改变作用力

8、的大小和方向∑利用螺旋千斤顶的蜗轮蜗杆传动原理，由螺杆顶升对结构加载∑利用弹簧对试件施加持久荷载34353.10荷载支承设备与台座∑3.10.1支座∑3.10.2荷载支承机构∑3.10.3结构试验台座∑3.10.4现场试验的荷载装置36∑3.10.1支座∑3.10.2荷载支承机构∑3.10.3结构试验台