[发明专利]可消除摩擦影响且可对柱轴力进行控制的加载装置及方法

权利要求书

1.可消除摩擦影响且可对柱轴力进行控制的加载装置，其特征在于：包括反力梁(1)、反力柱(2)、竖向作动器(3)、拉压力传感器Ⅰ(4)、水平作动器(5)、拉压力传感器Ⅱ(6)、拉压力传感器Ⅲ(7)、试件(15)、铰轴(16)、定位座Ⅰ(17)、定位座Ⅱ(18)、连接装置Ⅰ(19)、连接装置Ⅱ(20)和固定装置(21)；

所述试件(15)是一个“十”字型梁柱组合体框架，所述梁柱组合体框架分为上下左右四支，所述试件(15)的四支横截面均为矩形；

所述反力梁(1)与反力柱(2)均为钢结构支架，所述反力梁(1)的两端分别固定在两根反力柱(2)上；

所述固定装置(21)包括钢板Ⅰ(8)、钢板Ⅱ(9)、钢板Ⅲ(10)、螺纹杆Ⅰ(11)、螺纹杆Ⅱ(12)、螺纹杆Ⅲ(13)、螺纹杆Ⅳ(14)；

所述拉压力传感器Ⅲ(7)和试件(15)用固定装置(21)固定，具体固定方式为：所述拉压力传感器Ⅲ(7)的一个端面与钢板Ⅰ(8)相接，拉压力传感器Ⅲ(7)的另一个端面与钢板Ⅱ(9)相接；所述试件(15)的上支与钢板Ⅱ(9)相接，试件(15)的下支与钢板Ⅲ(10)相接；所述螺纹杆Ⅰ(11)、螺纹杆Ⅱ(12)、螺纹杆Ⅲ(13)、螺纹杆Ⅳ(14)从上到下依次穿过钢板Ⅰ(8)、钢板Ⅱ(9)、钢板Ⅲ(10)，并在钢板Ⅰ(8)和钢板Ⅲ(10)的端面上用螺母拧紧；

所述钢板Ⅲ(10)与水平地面通过铰轴(16)相连，所述铰轴(16)包括三片扇形板和连接轴，所述三个扇形板的形状大小一致且叠放在一起，所述扇形板对称轴上设有通孔，所述连接轴依次穿过三个扇形板的通孔将三个扇形板铰接在一起，并用螺母拧紧连接轴尾端，所述中间位置的扇形板固定在钢板Ⅲ(10)上，两侧的扇形板固定在地面上；

所述拉压力传感器Ⅰ(4)一端与钢板Ⅰ(8)通过铰轴相连，所述铰轴与铰轴(16)形状和结构一致，所述拉压力传感器Ⅰ(4)另一端与竖向作动器(3)的一端相连；

所述竖向作动器(3)的另一端与连接装置Ⅰ(19)相连，所述连接装置Ⅰ(19)由铰轴、螺纹杆和钢板组成，所述钢板置于反力梁(1)上下对称的位置上，所述两片钢板被四根螺纹杆从上到下依次穿过，两片钢板被螺母拧紧，所述铰轴连接在反力梁(1)下方的 钢板上，所述铰轴与铰轴(16)形状一致；

所述水平作动器(5)的一端与连接装置Ⅱ(20)相连，所述连接装置Ⅱ(20)与连接装置Ⅰ(19)的构成和形状一致，连接装置Ⅱ(20)的两块钢板固定在反力柱(2)上；

所述水平作动器(5)的另一端与拉压力传感器Ⅱ(6)的一端相连，所述拉压力传感器Ⅱ(6)的另一端与试件(15)的上支相连，连接装置与连接装置Ⅱ(20)一致；

所述定位座Ⅰ(17)和定位座Ⅱ(18)形状和结构一致，且位置相对于试件(15)的下支对称；

所述定位座Ⅰ(17)和定位座Ⅱ(18)包括底座、滚轴球铰装置、支撑杆和连接装置，所述滚轴球铰装置位于底座顶部中心处，所述支撑杆一端与滚轴球铰装置相连，支撑杆另一端与连接装置相连，所述连接装置与连接装置Ⅰ(19)形状和结构一致，定位座Ⅰ(17)的连接装置连接在试件(15)的左支上，所述定位座Ⅱ(18)的连接装置连接在试件(15)的右支上，所述定位座Ⅰ(17)和定位座Ⅱ(18)的连接装置的连接位置相对于试件(15)的上下两支对称。

2.采用权利要求1所述的可消除摩擦影响且可对柱轴力进行控制的加载装置的加载方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将试件(15)的纵向端固定在钢板Ⅱ(9)和钢板Ⅲ(10)之间，横向两端分别固定在定位座Ⅰ(17)和定位座Ⅱ(18)的支撑杆上；

2)采用电子测力扳手将钢板Ⅰ(8)和钢板Ⅲ(10)上的螺栓拧紧，通过这种方式施加试验所需的柱轴力；

3)通过水平作动器(5)，对试件施加试验所需的柱顶水平力，并且竖向作动器(3)不施加作用力；

4)在步骤3)完成后，柱轴向力减小或增大时，通过竖向作动器(3)施加压力或拉力，对柱轴向力进行调整，直到拉压力传感器Ⅲ(7)与初始轴力相等。

3.根据权利要求1所述的可消除摩擦影响且可对柱轴力进行控制的加载装置的加载方法，其特征在于：所述试件(15)对于“十”字形中间层中间节点、“├”形中间层边节点和柱子试验同样适用。

4.根据权利要求1所述的可消除摩擦影响且可对柱轴力进行控制的加载装置的加载方法，其特征在于：所述试件(15)的四支横截面对于圆形和T形同样适用。