2018年一级结构工程师基础结构试验考点：结构试验的加载设备

　　结构试验的加载设备

　　荷载设计和适合试验目的需要的加载设备是试验顺利的关键。试验荷载还取决于实验室设备和现场条件。结构试验分为静力加载和动力加载，试验设备分为静力加载设备和动力加载设备。

　　1.静力加载设备

　　(1).重力加载法(利用物体本身的重量施加于结构上作为荷载)

　　①.将重物荷载直接堆放在结构表面形成均布荷载或者置于荷载盘通过吊杆挂于结构上形成集中荷载(多用于现场屋架试验，注意避免重物形成拱而使均布荷载假定误差偏大)

　　②.水盛在水桶内用吊杆作用在结构上，作集中荷载可采用特殊盛水装置，作均布直接施加在结构表面。

　　③.当利用重物作为集中荷载受荷载量的限制时利用杠杆原理将荷重放大作用在结构上，杠杆加载的装置根据试验室或现场试验条件不同分为：利用试验台座、利用平衡重、利用墙身、利用桩(杠杆支点、力点、重物加载点位置必须明确，确定杠杆比例或放大率)

　　(2).液压加载法(利用液压加载装置进行加载)

　　①.最普通液压加载装置：液压千斤顶

　　工作原理：高压油泵将有压力的液压油压入液压加载器的工作油缸，使其推动活塞，对结构施加荷载。

　　②.根据帕卡斯原理，荷载值由油压表示值和加载器活塞受压面积求得或者液压加载器与荷载承力架直接的测力传感器直接测读和记录。

　　③.液压加载系统+试验机架=试验机----液压操纵台、大吨位液压加载器(2000吨以上)、机架(3m左右)三部分组成(比较典型的是结构长柱试验机，对柱墙板气体借点和梁受压受弯进行试验)

　　④.电液伺服装置+液压加载系统=电液伺服加载系统(模拟控制装置和计算机控制试验的加载全过程)

　　电液伺服系统目前采用闭环控制。电液伺服加载器+控制系统+液压源=电液伺服系统。

　　指定发生器发出的指令信号和反馈信号比较的差值为误差信号，放大后可用来控制伺服阀操纵液加载活塞的工作，完成全系统闭环控制。

　　(3).机械力加载法

　　常用机具：吊链、卷扬机、绞车、花篮螺丝、螺旋千斤顶、弹簧

　　前3个主要配合钢丝或绳索对结构施加拉力，与滑轮组合改变作用力大小和方向(拉力大小用拉力测力计测定)

　　螺旋千斤顶利用齿轮和螺杆式涡轮蜗杆机构传动原理，手摇手柄带动螺旋杆上升对结构施加顶推压力。

　　弹簧加载法用于持久荷载试验。

　　(4).气压加载法

　　试件上制作一密封容器或在试件和加载装置之间放一气囊，充气后借住容器或气囊压力对试件表面施加均布荷载。

　　2.动力加载设备

　　(1).惯性力加载法

　　特点：①.荷载作用时间短促②.荷载作用下使被加载结构产生有阻尼自由衰减运动③.用于进行结构动力特性试验。

　　(2).离心力加载法

　　偏心激振器是最常见离心力加载设备(不能对结构进行破坏性试验)。机械式水平振动台：激振器按水平激振要求与刚性平台连接。

　　(3).电磁加载法

　　(4).人激振动加载法(用于结构舒适度方面的试验)

　　(5).环境随机振动激振法(脉动法：永远不规则微小振动-地面脉动)：分析测定结构动力特性，不需要激振设备，不受结构形式和大小限制。

　　(6).模拟地震振动台

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