专利名称：建筑结构自平衡静载试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种建筑结构平衡试验装置，更具体的说是一种建筑结构自平衡静 载试验装置。
背景技术：
根据通常建筑结构构件的试验经验，钢悬臂梁、钢桁架梁、钢筋混凝土梁和柱的加 载与采集试验装置， 一般为大型的试验台座、反力架、反力墙及地下室等相关配套设施 的集成，是为确定工程结构构件在静荷载作用下的强度、刚度或稳定性所必需的装置， 其造价较高，达几十万，甚至上百万，而且，这类试验一般需要各自不同的设施，还需 辅以大型的工业厂房来安放，无形中造成了试验成本的巨额付出，这对于普通的教学、 科研等试验单位来说很难实现。另外，结构实验同理论分析和计算一般是互相验证、互 为补充的，但有时由于结构的复杂性和受力的特殊性而无法进行准确的理论分析和计 算，结构试验就成为确定结构强度、刚度或稳定性的唯一方法，为此，试验项目较多的 单位通常为结构构件的试验任务投入大量的经费去建设反力架、反力墙、工业厂房等设 施，而对于试验项目较少或偶有试验需求的单位和个人则很难完成此类试验项目。
中国专利ZL200720116990.0公开了一种自平衡多功能结构静载试验加载装置，其 组成包括反力架、加强梁、螺旋千斤顶、传感器、分配梁、支座、支墩及垫座，可以完 成钢筋混凝土梁和柱的加载试验。但也存在着这样的缺点(1)功能单一，不能满足悬 臂梁和桁架梁的试验需求；(2)螺旋千斤顶固定于加强梁，不能满足结构构件不同点加 载的需求；(3)测试空间受加载框架尺寸的限定，不能充分利用加载架以外的空间。
目前，尚未公开有能够集钢悬臂梁、钢桁架梁、钢筋混凝土梁和柱的加载与采集的 试验装置，而现有的自平衡静载装置，也主要有以下缺点(1)功能单一， 一般是针对 钢筋混凝土梁的试验，不能满足不同结构构件的试验需求，在一定程度上造成试验成本 的浪费；(2)加载千斤顶固定于上横梁，不能满足结构构件不同点加载的需求；(3)测 试空间受加载架大小的限定，不利于构件受力变形的观察及测试仪表的架设。 发明内容
1.本实用新型的目的
3针对结构构件试验的高昂代价、功能单一以及试验设备过于机械化、大型化的特点， 本实用新型提供了建筑结构自平衡静载试验装置，可以克服现有设备技术的不足，装置 集精巧化、自动化、人性化于一体，为试验人员带来方便，节约经济成本，使结构构件 的科研、教学试验变的轻松可行。同时本实用新型还可以进一步根据各自的需求有选择 性的确定试验对象和决定试验数据采集的自动化程度。
2. 技术方案
本实用新型的技术方案如下-
一种建筑结构自平衡静载试验装置，包括加载系统和数据采集系统，加载系统包括 上横梁、下横梁、侧竖梁、支撑梁和分离式千斤顶，上、下横梁和侧竖梁由螺栓连接而 成，上横梁内缘设槽式导轨，支撑梁由侧面梁和平面梁两部分组成并以螺栓连接于侧竖 梁，侧竖梁中段设置插拔式辊轴。
完整的建筑结构自平衡静载试验装置，包括加载架主体、分配梁、铰支座、分离式 千斤顶、手动或电动油泵和力传感器、位移传感器、应变仪、计算机、打印机。加载架 主体由上、下横梁和侧竖梁由螺栓连接而成；加载机构为手动或电动油泵和千斤顶组成， 而力传感器、位移传感器、应变仪、计算机、打印机完成数据的采集、存储工作。
上述的加载架主体利用自平衡工作原理、主体自身互为反力，分离式千斤顶通过内 置导轨可水平移动，能够完成不同点的加载任务，还可选择手动或电动油泵加载，侧竖 梁为两块并行的钢板，其既传递施加于结构的荷载又具有支撑结构构件的双重功能，两 板之间空间开阔，解决了加载架主体对测试空间的约束问题，满足了试验的不同需求。
以上所有梁的尺寸可调节，上横梁与侧竖梁及支撑梁互为反力，下横梁不承受施加 于结构的荷载，降低了试验对下横梁刚度的要求，保证了下横梁的安全性。
数据采集系统主要由力传感器、位移传感器、应变仪、计算机、打印机组成，可完 成建筑结构构件的受力、变形等强度、刚度的数据采集任务，本系统把构件的受力大小、 变形特点等所有数据集中于应变仪，并在计算机中显示和储存，方便了试验人员的数据 比对和分析，试验人员还可根据要求有选择性的设定数据采集的手动或自动化程度，有 针对性的完成数据采集工作。
3. 有益效果
本实用新型公开了建筑结构自平衡静载试验装置，相比于已有的建筑结构构件加载 和采集试验装置具有以下明显的效果(1) 多功能自平衡装置的上横梁、侧竖梁及支撑梁互为反力，具有操作简单、 运输方便、兼顾四种不同结构构件试验模式的特点，可完成钢悬臂梁、钢桁架梁、钢筋 混凝土梁和柱的试验任务。
(2) 测试空间开阔装置主体框架内、外互通，增加了测试空间，使梁的尺寸在 一定程度上可以调节。装置造价低廉，占用空间小，具有大型反力架、反力墙、试验台 座的功能。
(3) 人性化千斤顶通过导轨可水平方向移动，可完成不同点的加载任务，还可 选择手动或电动油泵自动加载，采集系统智能化，试验人员可根据需求有选择性的设定 数据采集的手动或自动化程度，满足了试验人员的不同需求。
(4) 安全可靠所有试验构件均有装置主体结构侧竖梁的防护，分配梁设有安全 绳，试验安全可靠。

一
图1为本实用新型建筑结构自平衡静载试验装置结构主体示意图。
图2为本实用新型建筑结构钢筋混凝土梁自平衡静载试验装置结构示意图。
结构示意图中，l是上横梁，2是侧竖梁，3是下横梁，4是分离式千斤顶，5是主 体结构底座，6是支撑梁，7是分配梁，8是钢垫块，9是力传感器，IO是位移传感器， ll是构件(钢筋混凝土梁)。
图3为本实用新型建筑结构钢桁架自平衡静载试验装置示意图，其中，12是构件(钢
桁架)。
图4为本实用新型建筑结构钢悬臂梁自平衡静载试验装置示意图，其中，13是构件 (钢悬臂梁)。
图5为本实用新型建筑结构钢筋混凝土柱自平衡静载试验装置示意图，其中，14 是构件(钢筋混凝土柱)。
图6为本实用新型建筑结构自平衡静载试验装置工作原理框图，15是应变仪，16 是计算机，17是打印机。
具体实施方式
以下通过实例结合附图进一步说明本实用新型。 实施例1:参见图1和图2，建筑结构自平衡静载试验装置，包括结构主体上横梁(1)、侧竖 梁(2)、下横梁(3)，分离式千斤顶(4)，主体结构底座(5)，把结构构件钢筋混凝土 梁(11)安放于支撑梁(6)，上横梁(1)内缘设槽式导轨，支撑梁(6)连接于侧竖梁 (2)，侧竖梁(2)为两块并行的钢板，侧竖梁(2)中段设置插拔式辊轴，在梁(11) 上依次放置分配梁(7)、钢垫块(8)、力传感器(9)和位移传感器(10)，如此，加载 部分安装完毕，把传感器连接至应变仪及计算机，根据需求选定加载、采集条件，然后 就可加载、采集数据直至试验结束，通过打印机17完成结果。
实施例2:
基本原理和主要结构同上，参照图3和图4，把结构构件梁(12)或(13)安放于 侧竖梁(2)，再安放传感器，并连接至应变仪和计算机，设定采集条件进行加载测试， 直至试验结束。
实施例3
基本原理和主要结构同上，参照图5，在主体结构下横梁(3)上放置钢垫块(8)， 在其上依次安置构件钢筋混凝土柱(14)、力传感器(9)、分离式千斤顶(4)，然后设 定加载、采集条件，进行加载试验。
权利要求1、一种建筑结构自平衡静载试验装置，包括加载系统和数据采集系统，加载系统包括上横梁、下横梁、侧竖梁、支撑梁和分离式千斤顶，上、下横梁和侧竖梁由螺栓连接而成，其特征在于上横梁内缘设槽式导轨，支撑梁由侧面梁和平面梁两部分组成并以螺栓连接于侧竖梁，侧竖梁中段设置插拔式辊轴。
2、 如权利要求1所述的建筑结构自平衡静载试验装置，其特征在于，梁的尺寸 可调节，试验时上横梁与侧竖梁及支撑梁互为反力，下横梁不承受施加于结 构的荷载。
3、 如权利要求2所述的建筑结构自平衡静载试验装置，其特征在于侧竖梁为两 块并行钢板。
4、 如权利要求1 ~ 3中任一项所述的建筑结构自平衡静载试验装置，其特征在于 分离式千斤顶通过导轨可在水平方向移动。
专利摘要本实用新型公开了建筑结构自平衡静载试验装置，属于建筑结构构件的测试设备。包括加载系统和数据采集系统，加载系统包括上横梁、下横梁、侧竖梁、支撑梁和分离式千斤顶，上、下横梁和侧竖梁由螺栓连接而成，上横梁内缘设槽式导轨，支撑梁由侧面梁和平面梁两部分组成并以螺栓连接于侧竖梁，侧竖梁中段设置插拔式辊轴。本实用新型实现了自动化、智能化、人性化，具有操作简单，多功能，测试空间开阔，造价低，稳定性强，安全可靠的特点，在一定程度上具有大型反力架、反力墙、试验台座等大型试验设备的功能。
文档编号G01M99/00GK201348570SQ200920037848
公开日2009年11月18日 申请日期2009年2月6日 优先权日2009年2月6日
发明者何培玲, 兰 宗, 徐奋强 申请人:南京工程学院