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为了使工程类结构受力情况的研究分析能够做到既有理论又有实践,引起高等院校、科研单位、施工研发企业对创新工作的重视,从而提高认识水平,这些试验除了理论基础外,需要模拟试验,经过计算分析,后续需要结构件进行加载试验等,必不可少的需要用到反力加载装置。
近年来国内的反力架加载装置不断有新的设施进行安装,但多数加荷的量总体偏小,包括横向和竖向的加载,使项目的进一步研究受到了制约。联泷公司为了解决这些加载小,加载稳定时间短,不能全过程对结构件进行有效的模拟和试验的问题,设计和安装了本反力架液压系统及配套设备等。
随着国家提倡装配式建筑,在对一些新的体系,尤其是结构体系,如果牵涉到结构的受力问题,也势必要进行相关的理论研究和检测。联泷公司在对装配式剪力墙结构的探索和改进的过程中,想联合一些高校和科研单位进行一系列的研究工作,故自行设计和安装了一套反力架液压系统。
通过对加载系统的设备各部件的调研分析,最后安装形成了具有独特的可以竖向加载1000T横向加载350~500T的反力架装置。能够连续10小时以上的荷载施加,并且能够满足多个构件装配的试验,是目前华东地区竖向及横向同时可施加的较大荷载的反力架液压系统。
结合联泷公司模块化装配式自保温结构体系的形式,研究了这套体系(详见下图)。这套体系的特点是:保温内置化,灌浆可视化,连接高效化。虽然体系构思和设计是完整的,但需要相关的试验数据来验证,我们在此反力架系统做了系列的力学加载试验,包括墙板之间的剪切试验,墙板自身的推拉试验等。

基本构成:反力架液压系统包括油压系统、加载系统、油缸系统、数据采集系统。

油压系统主要包括油路,为油缸系统提供恒定的压力,并且这些压力需要保证速度、密封、连接的控制。也要考虑稳压的控制,以保证我们在试件反复试验过程中竖向荷载保持设定的数值不变。

当油压系统开始加载,在无力值时可以全速下行,有力值时可以按设定运行,到设定值时要稳压保持直到试验结束。

油缸系统分竖向油缸、横向油缸,竖向油缸采用液压伺服控制,竖向油缸的水平方向滑移推拉油缸,采用液压伺服控制,在反力架横梁下部增加一条单出杆双作用伺服油缸,行程为500mm,最大荷载50吨,采用1只内置SSI数字输出磁致伸缩线性位移传感器测量位移,采用1只50吨轮辐式压力传感器(双向)测量荷载。横向油缸在加载试验过程中,应保持反复加载的连续性和均匀性,加载和卸载的速度要一致,加载时每分钟加多少荷载和位移可自由设定。(横向油缸的最大推力速度为80mm/min)横向油缸采用液压伺服控制,参照现有的横向油缸的构造,需按三维进行工程设计,杆端连接处增加内孔带润滑的导向铜套和外部定位钢套。定位钢套取消其径向定位止口,铜套内部要增加用合成锂基润滑脂润滑的自动加注润滑装置等。

反力架构件试验信号采集硬件和软件采用压力和位移二种控制方法,可在两套控制系统中自由切换、互不干扰。数据信号采集系统适时对油压、油缸、加载、数据输入集中采集,经与电脑连接处理,提供所需信号,当加载时会根据加载方案,自动操作加荷等级需要的加停荷载设计,最终形成系统数据。

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