本實(shí)用新型涉及土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種模塊化電液伺服垂向載荷加載裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的土木工程結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)系統(tǒng)，從公開(kāi)報(bào)道的看，垂向載荷的加載方法一般有兩種，一種是穿心千斤頂法，一種是直接加載法。直接加載一般是借助承載框架進(jìn)行的，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其在結(jié)構(gòu)外形尺寸較大的時(shí)候，會(huì)大大增加試驗(yàn)成本。所謂穿心千斤頂法，是在試件上端面放置一根或幾根載荷分配梁，梁兩端放置穿心軸壓千斤頂，拉桿的一端穿過(guò)千斤頂后固定在活塞上，另外一端通過(guò)底部鉸接固定在反力地基或加載底座上，穿心軸壓千斤頂活塞升起時(shí)，由于拉桿的拉緊作用，千斤頂頂升的反作用力通過(guò)分配梁施加在試樣的頂面，用于模擬重力載荷對(duì)試樣的作用。

現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是：穿心千斤頂采用的是手動(dòng)液壓加載，只能手動(dòng)控制千斤頂?shù)挠蛪簛?lái)控制施加的載荷，由于試樣在臨界失穩(wěn)時(shí)加載力與變形不再線性或單調(diào)相關(guān)，此時(shí)無(wú)法再通過(guò)控制加載力來(lái)控制試樣的變形，容易導(dǎo)致試件突然破壞，甚至發(fā)生失控傾覆的危險(xiǎn)。

穿心千斤頂與分配梁、拉桿等試驗(yàn)附件之間沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，安裝、調(diào)整、使用都不方便，不僅會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果變動(dòng)度較大，影響數(shù)據(jù)測(cè)量與分析，而且會(huì)造成因?yàn)榘惭b調(diào)整的不規(guī)范導(dǎo)致的安全問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種控制精確、零部件標(biāo)準(zhǔn)化、安裝調(diào)試方便、安全可靠的模塊化電液伺服垂向載荷加載裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下方案：

本實(shí)用新型提供一種模塊化電液伺服垂向載荷加載裝置，包括設(shè)置于試件頂部的承載梁，所述承載梁的平面幾何中心與所述試件的軸心位于同一垂線上，所述承載梁的端部均勻設(shè)有兩個(gè)以上通孔，所述通孔內(nèi)穿設(shè)有拉桿，所述拉桿底端固設(shè)有底座，頂端連接有穿心伺服作動(dòng)器。

可選的，所述拉桿為端部具有螺紋的直桿或所述拉桿為螺桿或?yàn)榫哂新菁y的直桿與螺桿連接而成。

可選的，所述拉桿為多段端部具有螺紋的直桿或/和多段螺桿連接而成。

可選的，所述底座底部設(shè)置有螺母，用于緊固所述拉桿。

可選的，還包括第一穿心球鉸和第二穿心球鉸；所述第一穿心球鉸設(shè)置于所述穿心伺服作動(dòng)器與所述承載梁之間，所述拉桿穿過(guò)所述第一穿心球鉸后與所述穿心伺服作動(dòng)器連接，所述第二穿心球鉸設(shè)置于所述底座與所述螺母之間，所述拉桿穿過(guò)所述第二穿心球鉸后與所述螺母連接。

可選的，所述穿心伺服作動(dòng)器上還設(shè)置有傾角傳感器和位移傳感器。

可選的，還包括液壓分油器，所述液壓分油器設(shè)置于所述承載梁的中部，且與所述穿心伺服作動(dòng)器通過(guò)油管相連接。

可選的，還包括控制系統(tǒng)，所述液壓分油器、所述傾角傳感器和所述位移傳感器均與所述控制系統(tǒng)電連接。

可選的，所述承載梁為“一”字梁或“十”字梁或所述承載梁的水平橫截面為正多邊形。

可選的，所述液壓分油器通過(guò)分油器控制線與所述控制系統(tǒng)相連接，所述傾角傳感器和所述位移傳感器通過(guò)傳感器信號(hào)線與所述控制系統(tǒng)相連接；所述分油器控制線與所述傳感器信號(hào)線集成線束。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

本實(shí)用新型中的模塊化電液伺服垂向載荷加載裝置主要包括穿心伺服作動(dòng)器、承載梁、拉桿和底座組成的加載模塊；承載梁設(shè)置于試件的頂部，承載梁兩端分別設(shè)置一個(gè)穿心伺服作動(dòng)器，穿心伺服作動(dòng)器通過(guò)拉桿與固定于地面的底座相連接，在控制系統(tǒng)的控制下，通過(guò)伺服作動(dòng)器提供的載荷對(duì)試件施加壓力，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)穿心伺服作動(dòng)器的平行加載，不僅提高了結(jié)構(gòu)壓剪試驗(yàn)垂向加載的載荷測(cè)量和精度控制，還能多個(gè)加載模塊組合使用，滿足多軸力同步、階梯同步等復(fù)雜的加載試驗(yàn)要求。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型模塊化電液伺服垂向載荷加載裝置的主視示意圖；

圖2為本實(shí)用新型模塊化電液伺服垂向載荷加載裝置的側(cè)視示意圖；

圖3為本實(shí)用新型模塊化電液伺服垂向載荷加載裝置的俯視示意圖；

圖4為本實(shí)用新型模塊化電液伺服垂向載荷加載裝置的立體示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、穿心伺服作動(dòng)器；2、第一穿心球鉸；3、承載梁；4、拉桿；5、底座；6、液壓分油器；7、傾角傳感器；8、試件；9、第二穿心球鉸。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型的目的是提供一種模塊化電液伺服垂向載荷加載裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的土木工程結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)系統(tǒng)，只能手動(dòng)控制千斤頂?shù)挠蛪簛?lái)控制施加的載荷，由于試樣在臨界失穩(wěn)時(shí)加載力與變形不再線性或單調(diào)相關(guān)，此時(shí)無(wú)法再通過(guò)控制加載力來(lái)控制試樣的變形，容易導(dǎo)致試件突然破壞，甚至發(fā)生失控傾覆的危險(xiǎn)，穿心千斤頂與分配梁、拉桿等試驗(yàn)附件之間沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，安裝、調(diào)整、使用都不方便，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果變動(dòng)度大，影響數(shù)據(jù)測(cè)量與分析，造成因?yàn)榘惭b調(diào)整的不規(guī)范導(dǎo)致的安全問(wèn)題的問(wèn)題，從而可以便捷地對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震試驗(yàn)。

基于此，本實(shí)用新型提供的模塊化電液伺服垂向載荷加載裝置，其包括設(shè)置于試件頂部的承載梁，所述承載梁的平面幾何中心與所述試件的軸心位于同一垂線上，所述承載梁的端部均勻設(shè)有兩個(gè)以上通孔，所述通孔內(nèi)穿設(shè)有拉桿，所述拉桿底端固設(shè)有底座，頂端連接有穿心伺服作動(dòng)器。

本實(shí)用新型采用穿心伺服作動(dòng)器作為負(fù)荷加載裝置，將負(fù)荷加載到承載梁上，通過(guò)承載梁傳遞到試件上，既可以對(duì)試件施加壓力，又不會(huì)破壞試件的結(jié)構(gòu)。穿心伺服作動(dòng)器、拉桿和承載梁均經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，安裝、調(diào)整、使用方便，試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確。

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例一：

如圖1-4所示，本實(shí)施例提供一種模塊化電液伺服垂向載荷加載裝置，包括設(shè)置于試件頂部的承載梁3，所述承載梁3為“一”字形橫梁，所述承載梁3的平面幾何中心與所述試件8的軸心位于同一垂線上，所述承載梁3的端部均勻設(shè)有兩個(gè)通孔，所述通孔內(nèi)穿設(shè)有拉桿4，所述拉桿4底端固設(shè)有底座5，頂端連接有穿心伺服作動(dòng)器1。所述穿心伺服作動(dòng)器1與所述承載梁3之間設(shè)置有所述第一穿心球鉸2，所述底座5與所述螺母之間設(shè)置有所述第二穿心球鉸9。所述穿心伺服作動(dòng)器1上還設(shè)置有傾角傳感器7和位移傳感器。

本實(shí)施例中的模塊化電液伺服垂向載荷加載裝置還包括液壓分油器6，所述液壓分油器6設(shè)置于所述承載梁3的中部，且與所述穿心伺服作動(dòng)器1通過(guò)油管相連接；還包括控制系統(tǒng)，所述液壓分油器6、所述傾角傳感器7和所述位移傳感器均與所述控制系統(tǒng)電連接。

進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)時(shí)，將本實(shí)用新型中的模塊化電液伺服垂向載荷加載裝置布設(shè)完畢，啟動(dòng)控制系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)的控制下，所述液壓分油器6為兩個(gè)所述穿心伺服作動(dòng)器1提供相等的壓力，使兩個(gè)所述穿心伺服作動(dòng)器1能夠輸出大小相同的載荷；在所述第一穿心球鉸2和所述第二穿心球鉸9的作用下，兩個(gè)所述穿心伺服作動(dòng)器1保持平行加載；所述傾角傳感器7能夠檢測(cè)出所述穿心伺服作動(dòng)器1的傾角，控制系統(tǒng)能夠由此計(jì)算出真實(shí)的軸力并對(duì)加載力進(jìn)行校正，不僅提高了試驗(yàn)中垂向加載的載荷測(cè)量與控制精度，還解決了普通穿心千斤頂在臨界失穩(wěn)時(shí)無(wú)法控制加載力導(dǎo)致試樣突然破壞的問(wèn)題，提高了試驗(yàn)的安全性。

進(jìn)一步的，當(dāng)試件8的高度與一根拉桿4的長(zhǎng)度相差較多，即使用一根拉桿4不能完成試驗(yàn)時(shí)，可以選用端部具有螺紋的直桿與螺桿的配合使用，端部具有螺紋的直桿與螺桿通過(guò)螺母連接，組成任意長(zhǎng)度的拉桿4。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型中的承載梁結(jié)構(gòu)不以以上實(shí)施例為限，只要能夠使得承載梁的平面幾何中心與試件的軸心位于同一垂線上即可，穿心伺服作動(dòng)器的個(gè)數(shù)設(shè)置也不以以上實(shí)施例為限，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)試件均衡施壓即可，如承載梁也可為“十”字梁，當(dāng)承載梁為為“十”字梁時(shí)，承載梁的四個(gè)端部跟別設(shè)置穿心伺服作動(dòng)器，相應(yīng)的，拉桿、底座、第一穿心球鉸和第一穿心球鉸也是四個(gè)。又如當(dāng)試件為圓形柱時(shí)，承載梁也設(shè)置為圓形，且承載梁的直徑大于試件的直徑，穿心伺服作動(dòng)器可以沿承載梁的周?chē)鶆蛟O(shè)置多個(gè)，相應(yīng)的，拉桿、底座、第一穿心球鉸和第一穿心球鉸的數(shù)量與穿心伺服作動(dòng)器的數(shù)量相等。

本說(shuō)明書(shū)中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。