(本科)2PPT 加载方法与加载设备1.pptx
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1、课程主讲人:2PPT 加载方法与加载设备1第二章 加载方法与加载装置 沈阳建筑大学土木工程学院Chapter 2 Loading Method and test setup2土木工程结构试验与检测土木工程结构试验与检测Testing and Inspection for Civil Engineering Structure Testing and Inspection for Civil Engineering Structure 2SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY加载方法与加载加载方法与加载装置装置加载方法和试验装置是保证整个试验工作顺利进行的关键。加载方法必须使被试
2、验结构或构件产生预期的内力和变形。加载装置本身应有足够的强度和刚度,且不应参与被试验结构的受力。本章依据混凝土结构试验方法标准(GB/T50152-2012)系统地介绍土木工程结构试验中的加载方法和相应的加载设备、承力支座和承力架、大型试验设备和试验装置。2.1 概述2.2 加载方法 2.2.1 重物加载 2.2.2 气压加载 2.2.3 机械机具加载 2.2.4 液压加载 动力激振加载法2.3 承力支座和承力架 2.3.1 试验台座 2.3.2 水平反力墙或反力架 2.3.3 竖向荷载架 2.3.4 分配梁 2.3.5 支座与支墩32SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY加载
3、方法与加载加载方法与加载装置装置重物加载是利用物体本身的重量作为试验荷载。在试验室内可以采用的重物有专门制作的标准铸铁砝码、混凝土试块和水箱等;在现场试验可以就地取材,如砖、砂、石、袋装水泥等建筑材料等。重物可以直接加在试验对象上,也可以通过杠杆系统间接加在试验对象上。1.重物直接加载重物荷载可直接堆放于结构表面作为均布荷载。2.1 概述2.2 加载方法 2.2.1 重物加载 2.2.2 气压加载 2.2.3 机械机具加载 2.2.4 液压加载 动力激振加载法2.3 承力支座和承力架 2.3.1 试验台座 2.3.2 水平反力墙或反力架 2.3.3 竖向荷载架 2.3.4 分配梁 2.3.5
4、支座与支墩42SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY加载方法与加载装置加载方法与加载装置2. 杠杆加载重物作集中荷载试验时,常采用杠杆原理将荷载值放大,如图 2.4 所示。杠杆应保证有足够的刚度,杠杆比一般不宜大于 5。2.1 概述2.2 加载方法 2.2.1 重物加载 2.2.2 气压加载 2.2.3 机械机具加载 2.2.4 液压加载 动力激振加载法2.3 承力支座和承力架 2.3.1 试验台座 2.3.2 水平反力墙或反力架 2.3.3 竖向荷载架 2.3.4 分配梁 2.3.5 支座与支墩52SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY加载方法与加载装置加载方
5、法与加载装置气压加载分为正压加载和负压加载两种。2.1 概述2.2 加载方法 2.2.1 重物加载 2.2.2 气压加载 2.2.3 机械机具加载 2.2.4 液压加载 动力激振加载法2.3 承力支座和承力架 2.3.1 试验台座 2.3.2 水平反力墙或反力架 2.3.3 竖向荷载架 2.3.4 分配梁 2.3.5 支座与支墩62SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY加载方法与加载加载方法与加载装置装置机械机具加载是利用简单的机械原理对结构构件加载,图 2.7 给出了常用的机械式加载机具的示意图,一般由绞车、卷扬机、倒链葫芦、螺旋千斤顶和弹簧等组成。2.1 概述2.2 加载方
6、法 2.2.1 重物加载 2.2.2 气压加载 2.2.3 机械机具加载 2.2.4 液压加载 动力激振加载法2.3 承力支座和承力架 2.3.1 试验台座 2.3.2 水平反力墙或反力架 2.3.3 竖向荷载架 2.3.4 分配梁 2.3.5 支座与支墩72SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY加载方法与加载装置加载方法与加载装置液压加载是目前最常用的试验加载方法。液压加载系统通常是由油泵、油管系统、千斤顶、加载控制台、加载架和试验台座等组成,如图 2.8 所示。1液压千斤顶液压千斤顶通常为加载而专门设计制造,具有较高的精度,分为手动油泵供油和电动油泵供油两种,如图 2.9
7、所示。2.1 概述2.2 加载方法 2.2.1 重物加载 2.2.2 气压加载 2.2.3 机械机具加载 2.2.4 液压加载 动力激振加载法2.3 承力支座和承力架 2.3.1 试验台座 2.3.2 水平反力墙或反力架 2.3.3 竖向荷载架 2.3.4 分配梁 2.3.5 支座与支墩82SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY加载方法与加载装置加载方法与加载装置2. 电液伺服加载系统电液伺服技术可以较为精确地模拟试件所受的实际外力,产生真实的试验状态,在结构试验加载系统及地震模拟振动台上用以模拟振动荷载,特别是模拟地震、海浪荷载。2.1 概述2.2 加载方法 2.2.1 重物
8、加载 2.2.2 气压加载 2.2.3 机械机具加载 2.2.4 液压加载 动力激振加载法2.3 承力支座和承力架 2.3.1 试验台座 2.3.2 水平反力墙或反力架 2.3.3 竖向荷载架 2.3.4 分配梁 2.3.5 支座与支墩92SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY加载方法与加载装置加载方法与加载装置3大型结构试验机大型结构试验机的构造和加载原理与一般材料试验机相同。由于大型结构试验的需要,机架高度最大可达 20m 以上;最大加载值可达 100000kN 以上。试验机也可以与计算机连接,实施程序控制操作和数据采集,试验机操作和数据处理能同时进行,通常可用于进行混凝土
9、梁、板、柱和砌体结构构件的受压和受弯试验。2.1 概述2.2 加载方法 2.2.1 重物加载 2.2.2 气压加载 2.2.3 机械机具加载 2.2.4 液压加载 动力激振加载法2.3 承力支座和承力架 2.3.1 试验台座 2.3.2 水平反力墙或反力架 2.3.3 竖向荷载架 2.3.4 分配梁 2.3.5 支座与支墩102SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY加载方法与加载装置加载方法与加载装置1.惯性力加载惯性力加载法是在结构动力试验中,利用物体质量在运动时产生的惯性力对结构施加动荷载,激发结构产生动力反应。1)冲击力加载冲击力加载的特点是荷载作用时间极为短促,在它的作
10、用下被加载结构产生自由振动,适用于进行结构动力特性的试验。(1)初位移加载法:也称为张拉突卸法2.1 概述2.2 加载方法 2.2.1 重物加载 2.2.2 气压加载 2.2.3 机械机具加载 2.2.4 液压加载 动力激振加载法2.3 承力支座和承力架 2.3.1 试验台座 2.3.2 水平反力墙或反力架 2.3.3 竖向荷载架 2.3.4 分配梁 2.3.5 支座与支墩112SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY加载方法与加载装置加载方法与加载装置(2)初速度加载法初速度加载法也称突加荷载法,如图 2.13 所示。2.1 概述2.2 加载方法 2.2.1 重物加载 2.2.
11、2 气压加载 2.2.3 机械机具加载 2.2.4 液压加载 动力激振加载法2.3 承力支座和承力架 2.3.1 试验台座 2.3.2 水平反力墙或反力架 2.3.3 竖向荷载架 2.3.4 分配梁 2.3.5 支座与支墩122SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY加载方法与加载装置加载方法与加载装置2)离心力加载离心力加载是根据旋转质量产生的离心力对结构施加简谐振动荷载。其特点是运动具有周期性,作用力的大小和频率按一定规律变化,使结构产生强迫振动。2.1 概述2.2 加载方法 2.2.1 重物加载 2.2.2 气压加载 2.2.3 机械机具加载 2.2.4 液压加载 动力激振
12、加载法2.3 承力支座和承力架 2.3.1 试验台座 2.3.2 水平反力墙或反力架 2.3.3 竖向荷载架 2.3.4 分配梁 2.3.5 支座与支墩132SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY加载方法与加载装置加载方法与加载装置3)直线位移惯性力加载直线位移惯性力加载系统,它的主要动力部分就是电液伺服系统,通过电液伺服阀控制固定在结构上的液压加载器带动质量块作水平直线往复运动,如图 2.15 所示。2.1 概述2.2 加载方法 2.2.1 重物加载 2.2.2 气压加载 2.2.3 机械机具加载 2.2.4 液压加载 动力激振加载法2.3 承力支座和承力架 2.3.1 试验
13、台座 2.3.2 水平反力墙或反力架 2.3.3 竖向荷载架 2.3.4 分配梁 2.3.5 支座与支墩142SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY加载方法与加载装置加载方法与加载装置2电磁加载在磁场中通电的导体将受到与磁场方向垂直的作用力,电磁加载就是根据这个原理工作的,在磁场(永久磁铁或激磁线圈中)放入动圈,通入交变电流即可产生交变激振力,促使台面(振动台)或固定于动圈上的顶杆(激振器)作往复运动,推动试件作强迫振动。若在动圈上通一定方向的直流电,则可产生静荷载。2.1 概述2.2 加载方法 2.2.1 重物加载 2.2.2 气压加载 2.2.3 机械机具加载 2.2.4
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