CN218823080U - 一种结构实验室的竖向加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种结构实验室的竖向加载装置，包括门形反力支架，门形反力支架包括底部用于固定于结构实验室的静力台座上的左立柱和右立柱，门形反力支架还包括固定于左立柱和右立柱上端的横梁，横梁底部设置有水平布置的承载平面，竖向加载装置还包括固定于装配式墙体的左层板和右层板上端的层板支架，层板支架上固定有竖向布置的加载缸，加载缸的上端设置有加载板，加载板上装配有与承载平面滚动接触配合的传力滚动体，层板支架前端设置有用于与水平作动器相连的作动器连接结构。本实用新型提供了一种能够在抗震试验中对装配式墙体施加竖向载荷的竖向加载装置。

Description

一种结构实验室的竖向加载装置

技术领域

本实用新型涉及剪力墙抗震试验中的结构实验室实验设备，尤其涉及一种结构实验室的竖向加载装置。

背景技术

相比现浇混凝土结构施工噪音大、污染严重、人工劳动量大、施工周期长等劣势，预制装配式混凝土结构具有较大的优势。

为保证建筑体的安全性，需要在结构实验室，对预制装配式混凝土结构的装配式墙体的抗震性能进行试验，装配式墙体包括墙体和固定于墙体顶部的层板。现有的结构试验室如中国专利CN2018222595111公开的“一种装配式墙体水平抗震性能试验装置”，该抗震性能试验装置包括用于向相应层板输出前后方向水平作用力的水平往复作动器，水平往复作动器固定于结构实验室的反力墙上，还包括用于固定于相应静力台座上的层板限位支架，层板限位支架上设置有位于层板左右两侧的左侧限位结构和右侧限位结构，左侧限位结构、右侧限位结构均包括分别位于层板上下两侧的上直线导轨和下直线导轨，上直线导轨、下直线导轨均包括严前后方向延伸的导轨和于导轨导向移动配合的用于与层板的对应侧板面摩擦传动配合的滑块。

使用式，水平往复作动器对层板输出水平载荷，以模拟地震时层板所受到的水平作用力，层板在水平往复作动器的带动作用下可以实现2cm内的往复动作，如此来实现墙体的抗震试验。现有的这种结构实验室存在的问题在于，水平往复作动器近视对装配式墙体提供了水平作用力，而装配式墙体在真实的受力环境中，由于建筑结构的层高问题，装配式墙体还会受到其上侧建筑结构的重量载荷，比如说对于一个五层的建筑结构，一层的装配式墙体还会受到二层以上的建筑结构的重力作用，现有技术中仅对装配式墙体进行水平加载的方式，不能模拟装配式墙体在地震环境中真实的受力情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够在抗震试验中对装配式墙体施加竖向载荷的结构实验室的竖向加载装置。

为解决上述技术问题，本实用新型中一种结构实验室的竖向加载装置的技术方案如下：

一种结构实验室的竖向加载装置，包括门形反力支架，门形反力支架包括底部用于固定于结构实验室的静力台座上的左立柱和右立柱，门形反力支架还包括固定于左立柱和右立柱上端的横梁，横梁底部设置有水平布置的承载平面，竖向加载装置还包括固定于装配式墙体的左层板和右层板上端的层板支架，层板支架上固定有竖向布置的加载缸，加载缸的上端设置有加载板，加载板上装配有与承载平面滚动接触配合的传力滚动体，层板支架前端设置有用于与水平作动器相连的作动器连接结构。

进一步的，横梁包括左端固定于左立柱顶部、右端固定于右立柱顶部的横梁本体，横梁本体的下端通过螺栓可拆连接有受力板，受力板的下板面构成所述承载平面。

进一步的，受力板的前后方向长度大于横梁本体的前后方向宽度，受力板的硬度大于横梁本体的硬度。

进一步的，横梁本体的底部设置有沿前后方向贯穿横梁本体的安装槽，安装槽的左右宽度与受力板的左右宽度适配，受力板安装于安装槽中。

进一步的，层板支架包括前后间隔布置的前侧支架横梁和后侧支架横梁，前侧支架横梁、后侧支架横梁的左右两端分别固定于左层板和右层板上端，加载缸固定于前侧支架横梁和后侧支架横梁之间。

进一步的，作动器连接结构包括固定于前侧支架横梁前端的连接板，连接板上固定有水平布置的连接耳，连接耳上设置有沿上下方向贯穿连接耳的销轴孔，销轴孔供水平作动器动作输出端的连接销穿装，连接耳的厚度小于连接销的高度。

进一步的，左立柱的右端设置有左侧导轮支座，左侧导轮支座上装配有位于左层板上下两侧的第一导轮和第二导轮，第一导轮、第二导轮的转动轴线沿左右方向延伸设置，第一导轮、第二导轮分别与左层板的上下板面滚动接触配合，左侧导轮支座与第一导轮、第二导轮之间分别设置有供对应导轮在上下方向上浮动的左层浮动弹簧。

进一步的，右立柱的左端设置有右侧导轮支座，右侧导轮支座上装配有位于右层板上下两侧的第三导轮和第四导轮，第三导轮、第四导轮的转动轴线沿左右方向延伸设置，第三导轮、第四导轮分别与右层板的上下板面滚动接触配合，右侧导轮支座与第三导轮、第四导轮之间分别设置有供对应导轮在上下方向上浮动的右层浮动弹簧。

本实用新型的有益效果为：使用时，水平作动器通过作动器连接结构与层板支架相连，从而向装配式墙体施加水平载荷，加载缸通过加载板向横梁底部的承载平面加载，在门形反力支架的反向作用力下，实现对装配式墙体的竖向加载，以模拟实际使用时装配式墙体所受其上侧建筑结构的重力作用，加载板与承载平面之间的传力滚动体的使用，可以避免水平加载和竖向加载的相互影响，从而真实的模拟处地震时，装配式墙体的受力环境。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应地标号表示相同或对应地部分，其中：

图1是本实用新型中竖向加载装置的一个实施例的使用状态图；

图2是图1中的A处放大图；

图3是图1中的B处放大图；

图4是本实施例中水平作动器与层板支架的配合示意图；

图5是图4中的C处放大图；

附图标记说明：1、静力台座；2、左立柱；3、墙体；4、左层板；5、左侧导轮支座；6、横梁本体；7、横梁；8、受力板；9、加载板；10、加载缸；11、层板支架；12、右层板；13、右侧导轮支座；14、右立柱；15、左侧浮动弹簧；16、第一导轮；17、第二导轮；18、螺栓；19、传力滚动体；20、反力墙；21、水平作动器；22、后侧支架横梁；23、前侧支架横梁；24、连接板；25、连接销；26、连接耳。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。

本实用新型中一种结构实验室的竖向加载装置的实施例如图1~5所示：在对竖向加载装置的结构介绍前，先对结构实验室进行简单介绍，结构实验室包括静力台座1和与静力台座垂直设置的反力墙20。被试验的装配式墙体包括竖向布置的墙体3和一体设置于墙体上端的左层板4、右层板12，左层板4、右层板12左右间隔布置，墙体的厚度方向即为前后方向。

本实用新型中的竖向加载装置包括门形反力支架，门形反力支架包括底部用于固定于静力台座上的左立柱2和右立柱14，门形反力支架还包括固定于左立柱和右立柱上端的横梁7，横梁包括左端固定于左立柱顶部、右端固定于右立柱顶部的横梁本体6，横梁本体的下端通过螺栓18可拆连接有受力板8，受力板8的下板面构成了水平布置的承载平面。

受力板8的前后方向长度大于横梁本体的前后方向宽度，受力板的硬度大于横梁本体的硬度。横梁本体6的底部设置有沿前后方向贯穿横梁本体的安装槽，安装槽的左右宽度与受力板的左右宽度适配，受力板安装于安装槽内。

竖向加载装置还包括固定于装配式墙体的左层板和右层板上端的层板支架，层板支架包括前后间隔布置的前侧支架横梁23和后侧支架横梁22，前侧支架横梁、后侧支架横梁均由槽钢制成。

前侧支架横梁23、后侧支架横梁22之间固定有竖向布置的加载缸10，加载缸10的缸体前侧与前侧支架横梁23固定连接，加载缸的缸体后侧与后侧支架横梁22固定连接，加载缸的活塞杆上端固定有水平布置的加载板9，加载板上装配有多个与承载平面滚动接触配合的传力滚动体19，本实施例中，传力滚动体19由钢球构成。受力板8与传力滚动体19发生接触摩擦，因此对受力板自身的硬度和光滑度都要求较高，使用螺栓实现受力板和横梁本体的可拆连接，方便受力板的加工和更换。

层板支架前端设置有用于与水平作动器21相连的作动器连接结构，具体的，作动器连接结构包括固定于前侧支架横梁前端的连接板24，连接板24上固定有水平布置的连接耳26，连接耳26上设置有沿上下方向贯穿连接耳的销轴孔。使用时，水平作动器的动作输出端连接有竖向设置的连接销25，销轴孔供连接销沿上下方向穿装，连接耳26的厚度小于连接销25的高度，这样连接耳26在连接销25上具有一定的上下方向活动量，加载缸在对装配式墙体进行竖向加载时，竖向力不会作用到水平作动器上。

左立柱的右端设置有左侧导轮支座5，左侧导轮支座5上装配有位于左层板上下两侧的第一导轮16和第二导轮17，第一导轮16、第二导轮17分别转动装配于对应的导轮座上，第一导轮、第二导轮的转动轴线沿左右方向延伸设置，第一导轮、第二导轮分别与左层板的上下板面滚动接触配合，左侧导轮支座与第一导轮、第二导轮之间分别设置有供对应导轮在上下方向浮动的左侧浮动弹簧15。第一导轮、第二导轮可以对装配式墙体上端的移动形成导向，当加载缸对装配式墙体施加竖向载荷时，通过对应导轮的浮动，来避免导轮损坏。

右立柱的左端设置有右侧导轮支座13，右侧导轮支座13上装配有位于右层板上下两侧的第三导轮和第四导轮，第三导轮、第四导轮分别转动装配于对应的导轮座上，第三导轮、第四导轮的转动轴线沿左右方向延伸设置，第三导轮、第四导轮分别与右层板的上下板面滚动接触配合，右侧导轮支座与第三导轮、第四导轮之间分别设置有供对应导轮在上下方向浮动的右侧浮动弹簧。第三导轮、第四导轮可以对装配式墙体上端的移动形成导向，当加载缸对装配式墙体施加竖向载荷时，通过对应导轮的浮动，来避免导轮损坏。左侧导轮支座、右侧导轮支座采用左右对称结构。

使用时，墙体的底部固定于静力台座上，左立柱、右立柱的底部固定于静力台座上，水平作动器固定于反力墙上，水平作动器通过连接销、连接耳、连接板和前侧支架横梁向左层板、右层板传递水平作用力，水平作动器的动作幅度范围在2cm以内，从而模拟地震环境中，装配式墙体所受到的水平载荷；加载缸的活塞杆伸出，加载板上的传力滚动体与受力板的下板面接触滚动配合，通过横梁的反作用力从而实现对装配式墙体的竖向加载，以模拟真实受震环境中，装配式墙体所受到的建筑结构重量压力，加载缸随装配式墙体进行前后动作，传力滚动体的设置，即保证了横向加载和竖向加载可以同时存在，又保证了加载板和承载平面之间前后方向摩擦力较小，有利于装配式墙体所受水平力的精准控制。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种结构实验室的竖向加载装置，其特征在于：包括门形反力支架，门形反力支架包括底部用于固定于结构实验室的静力台座上的左立柱和右立柱，门形反力支架还包括固定于左立柱和右立柱上端的横梁，横梁底部设置有水平布置的承载平面，竖向加载装置还包括固定于装配式墙体的左层板和右层板上端的层板支架，层板支架上固定有竖向布置的加载缸，加载缸的上端设置有加载板，加载板上装配有与承载平面滚动接触配合的传力滚动体，层板支架前端设置有用于与水平作动器相连的作动器连接结构。

2.根据权利要求1所述的竖向加载装置，其特征在于：横梁包括左端固定于左立柱顶部、右端固定于右立柱顶部的横梁本体，横梁本体的下端通过螺栓可拆连接有受力板，受力板的下板面构成所述承载平面。

3.根据权利要求2所述的竖向加载装置，其特征在于：受力板的前后方向长度大于横梁本体的前后方向宽度，受力板的硬度大于横梁本体的硬度。

4.根据权利要求2所述的竖向加载装置，其特征在于：横梁本体的底部设置有沿前后方向贯穿横梁本体的安装槽，安装槽的左右宽度与受力板的左右宽度适配，受力板安装于安装槽中。

5.根据权利要求1所述的竖向加载装置，其特征在于：层板支架包括前后间隔布置的前侧支架横梁和后侧支架横梁，前侧支架横梁、后侧支架横梁的左右两端分别固定于左层板和右层板上端，加载缸固定于前侧支架横梁和后侧支架横梁之间。

6.根据权利要求5所述的竖向加载装置，其特征在于：作动器连接结构包括固定于前侧支架横梁前端的连接板，连接板上固定有水平布置的连接耳，连接耳上设置有沿上下方向贯穿连接耳的销轴孔，销轴孔供水平作动器动作输出端的连接销穿装，连接耳的厚度小于连接销的高度。

7.根据权利要求1~6任意一项所述的竖向加载装置，其特征在于：左立柱的右端设置有左侧导轮支座，左侧导轮支座上装配有位于左层板上下两侧的第一导轮和第二导轮，第一导轮、第二导轮的转动轴线沿左右方向延伸设置，第一导轮、第二导轮分别与左层板的上下板面滚动接触配合，左侧导轮支座与第一导轮、第二导轮之间分别设置有供对应导轮在上下方向上浮动的左层浮动弹簧。

8.根据权利要求7所述的竖向加载装置，其特征在于：右立柱的左端设置有右侧导轮支座，右侧导轮支座上装配有位于右层板上下两侧的第三导轮和第四导轮，第三导轮、第四导轮的转动轴线沿左右方向延伸设置，第三导轮、第四导轮分别与右层板的上下板面滚动接触配合，右侧导轮支座与第三导轮、第四导轮之间分别设置有供对应导轮在上下方向上浮动的右层浮动弹簧。

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