CN101290268A - 大型结构试验加载框架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大型结构试验加载框架，包括底座、横梁和若干立柱，所述的底座上设有液压油缸，液压油缸的活塞与横梁端部固定连接，液压油缸连接液压控制系统，所述的立柱与底座之间设有预应力拉杆。本发明提供了一种高刚度、零间隙、预应力、可自动调整试验空间的封闭承载框架，可以实现垂向、横向的任意组合加载，极大地提高了结构试验的效率，减小了低刚度、带间隙、组合式加载框架对结构试验结果的不良影响。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种大型结构实验用的加载框架。
(二)背景技术
大型结构试验系统是一种用于测试结构力学性能的大型仪器，它的研制和发展，对国家现代化建设过程中必须建设的基础设施比如：超高建筑、地铁、机场、楼堂馆所、大跨度桥梁、大型客机、航天飞机、巨型船舶、海洋平台、原子能电站等的设计检验、优化、验证具有里程碑式的意义。
在国民经济粗放型发展时期，上述各类结构的设计以类比法为主，无论是设计的精准还是合理性都不是考虑的重点。这样的设计方法在主要是用常规材料和常规结构的设计中，经验类比法尽管会有较大的设计误差，但因为有前人的经验和比较发达的计算机模拟计算技术，最终的结果还是可以接受的。
进入二十一世纪，国家现代化建设的飞速发展，各种新结构、新材料层出不穷，产品和工程大型化、整体化和复杂化的发展方向以及资源短缺引发的各类矛盾，类比设计遇到了越来越大的挑战，新结构和新材料的应用导致没有类似的可以借鉴的成功经验，超大规模的工程设计的风险性和节约资源减少成本的总体要求也对大型工程在设计阶段的试验验证变得更为重要和必不可少。而在设计和使用过程中必须考虑的结构在复杂外界条件下(负荷、振动、高低温、腐蚀、风化)的变形和断裂强度等技术指标以及各种结构整体工作性能、钢筋混凝土结构非线性性能等问题的研究需要也日益突出。
由于应用标准试样或小尺寸模型推定很难获得整体结构性能的完整可靠的数据，为了满足客观存在的上述要求，现代结构试验必须完成由过去的单个构件试验向整体结构试验和足尺寸试验的转化。而对于复合材料组成的结构，甚至用计算机进行多参数分析也很难推定，为确保安全必须进行接近实际结构或全尺寸试验。同时，科学技术的发展特别是计算机技术、电子技术、自动控制技术和液压伺服技术的飞速发展为结构试验和监测技术的发展提供了坚实的基础，为各种复杂结构的设计、试验和监测提供了有力的保障，促进了结构设计理论的发展。因此，世界上各国都在致力于大型结构试验仪器的开发研究。
现有的大型结构试验加载框架通常包括底座、横梁和若干立柱，立柱与底座固定连接，框架整体受力较大(达到1000吨时以上)时容易产生变形；再者，现有的框架中横梁与立柱之间具有间隙，从而会对结构试验结果造成影响。
(三)发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高刚度、不易变形的大型结构试验加载框架。
本发明所要解决的技术问题还在于提供一种零间隙的大型结构试验加载框架。
所述的大型结构试验加载框架，包括底座、横梁和若干立柱，所述的底座上设有液压油缸，液压油缸的活塞与横梁端部固定连接，液压油缸连接液压控制系统，所述的立柱与底座之间设有预应力拉杆。
由于拉杆被施加了预应力N，假设立柱为四根，则四根立柱的预应力为4N，从而保证框架整体受力达到4N时不会产生任何变形。
进一步，所述横梁上设有垂向加载油缸，垂向加载油缸连接液压控制系统。
进一步，所述横梁端部设有锥形孔，立柱上设有垂向均匀分布的锥形孔，承载锥销穿过横梁和立柱上的锥形孔将横梁和立柱紧密连接。锥销连接既保证了自锁，又消除了横梁与立柱之间的连接间隙。
进一步，所述横梁连接横梁位置检测系统，横梁位置检测系统连接液压控制系统。横梁位置检测系统的作用是保证在空间调整时，横梁能够精确地停留在指定的位置。
进一步，所述承载锥销连接锥销位置检测系统，锥销位置检测系统连接液压控制系统。锥销位置检测系统的作用是保证锥销在空间调整时的每次插拔都能准确到位，防止误插拔。
进一步，所述立柱数目为四根。
本发明提供了一种高刚度、零间隙、预应力、可自动调整试验空间的封闭承载框架，可以实现垂向、横向的任意组合加载，极大地提高了结构试验的效率，减小了低刚度、带间隙、组合式加载框架对结构试验结果的不良影响。
(四)附图说明
图1为实施例所述大型结构试验加载框架的结构示意图。
图2为实施例所述大型结构试验加载框架的侧视图。
(五)具体实施方式
下面通过实施例对本发明作优选地具体的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
参照图1、图2，一种大型结构试验加载框架，包括底座1、横梁2和四根立柱3，所述的底座1上设有液压油缸4，液压油缸4的活塞与横梁2端部固定连接，液压油缸4连接液压控制系统5，所述的立柱3与底座1之间设有预应力拉杆6。
所述横梁2上设有垂向加载油缸7，垂向加载油缸7连接液压控制系统5。
所述横梁2端部设有锥形孔，立柱3上设有垂向均匀分布的锥形孔，承载锥销8穿过横梁2和立柱3上的锥形孔将横梁和立柱紧密连接。
所述横梁2连接横梁位置检测系统9，横梁位置检测系统9连接液压控制系统5。
所述承载锥销8连接锥销位置检测系统10，锥销位置检测系统10连接液压控制系统5。
Claims (6)
1、一种大型结构试验加载框架，包括底座、横梁和若干立柱，所述的底座上设有液压油缸，液压油缸的活塞与横梁端部固定连接，液压油缸连接液压控制系统，其特征在于：所述的立柱与底座之间设有预应力拉杆。
2、如权利要求1所述的大型结构试验加载框架，其特征在于：所述横梁上设有垂向加载油缸，垂向加载油缸连接液压控制系统。
3、如权利要求1或2所述的大型结构试验加载框架，其特征在于：所述横梁端部设有锥形孔，立柱上设有垂向均匀分布的锥形孔，承载锥销穿过横梁和立柱上的锥形孔将横梁和立柱紧密连接。
4、如权利要求1所述的大型结构试验加载框架，其特征在于：所述横梁连接横梁位置检测系统，横梁位置检测系统连接液压控制系统。
5、如权利要求1所述的大型结构试验加载框架，其特征在于：所述承载锥销连接锥销位置检测系统，锥销位置检测系统连接液压控制系统。
6、如权利要求1所述的大型结构试验加载框架，其特征在于：所述立柱数目为四根。
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| CNA2008100621406A CN101290268A (zh) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | 大型结构试验加载框架 |
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