十字主梁结构综合加载系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种十字主梁结构综合加载系统，包括：反力平台、X向反力墙、Y向反力墙、十字主梁、工装附具、四个Z向作动器、两个X向作动器和两个Y向作动器。工装附具中安装试件，每个Z向作动器的顶端与十字主梁的对应端部活动连接，底端与反力平台活动连接，每个X向作动器的一端与十字主梁沿Y向的对应端部活动相连，另一端与Y向反力墙活动连接，每个Y向作动器的一端与十字主梁沿X向的对应端部活动相连，另一端与X向反力墙活动连接。本实用新型专利技术的三个作动器的两端均与其它结构活动连接，因此，能够模拟多种载荷同时作用工况，从而实现多自由度加载。

【技术实现步骤摘要】
十字主梁结构综合加载系统
本技术属于土木工程结构试验加载系统
，涉及一种十字主梁结构综合加载系统。
技术介绍
目前公知的土木工程结构试验加载系统(尤其土木工程压剪试验加载系统)的常规的加载方法为：竖向布置一个竖向作动器，以模拟重力载荷，水平布置一个水平作动器，以模拟剪力，两个作动器同时对试件进行加载。但是，这种加载方式有一定的局限性，无法模拟多种载荷同时作用工况，因此需要一种能够实现多自由度加载的加载系统。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种十字主梁结构综合加载系统，其能够实现多自由度加载，因此，特别适用于土木工程压剪加载试验。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种十字主梁结构综合加载系统，其至少包括：反力平台、X向反力墙、Y向反力墙、十字主梁、工装附具、四个Z向作动器、两个X向作动器和两个Y向作动器等部件。其中，反力平台置于水平面上，反力平台、X向反力墙和Y向反力墙互相垂直，十字主梁则与反力平台平行设置。工装附具包括上部分和下部分，上部分和下部分挟持试件，上部分的上端与十字主梁的交叉点相连，下部分的下端与反力平台相连。在四个Z向作动器中，每个Z向作动器的顶端与十字主梁的对应端部活动连接，底端与反力平台活动连接，Z向作动器垂直于反力平台。在两个X向作动器中，每个X向作动器的一端与十字主梁沿Y向的对应端部活动相连，另一端与Y向反力墙活动连接。在两个Y向作动器中，每个Y向作动器的一端与十字主梁沿X向的对应端部活动相连，另一端与X向反力墙活动连接，Z向作动器、X向作动器和Y向作动器互相垂直。本技术的十字主梁结构综合加载系统的各部件的连接关系表如下表1所示。其中，表1的横向显示了相关部件的连接关系。表1相关部件的连接关系表表1中的标记参考图1中的标记，但是本表中的部件结构并不限于图1中的部件结构。可选地，上部分的上端与交叉点可以通过第一锚杆相连，下部分的下端可以与反力平台固定连接。可选地，每个Z向作动器的顶端可以设有第一万向铰，该第一万向铰与十字主梁的对应端部可以通过第一高强螺栓连接。可选地，每个Z向作动器的底端可以设有用于调节十字主梁与反力平台的间距的调整支座，调整支座的底端可以设有第二万向铰，反力平台上可以设有第一反力槽道或第一锚孔，第二万向铰可以通过第二锚杆与第一反力槽道或第一锚孔相连。可选地，本技术的十字主梁结构综合加载系统可以进一步包括：X向作动器安装座，该X向作动器安装座可以固定在Y向反力墙上。每个X向作动器的一端可以设有第三万向铰，另一端可以设有第四万向铰，第三万向铰可以通过第三高强螺栓与十字主梁沿Y向的对应端部相连，第四万向铰可以通过第四高强螺栓与X向作动器安装座相连。进一步地，Y向反力墙表面可以设有第二反力槽道或第二锚孔，X向作动器安装座可以通过第三锚杆与Y向反力墙的第二反力槽道或第二锚孔相连。可选地，本技术的十字主梁结构综合加载系统还可以进一步包括：Y向作动器安装座，该Y向作动器安装座可以固定在X向反力墙上。每个Y向作动器的一端可以设有第五万向铰，另一端可以设有第六万向铰，第五万向铰可以通过第五高强螺栓与十字主梁沿X向的对应端部相连，第六万向铰可以通过第六高强螺栓与Y向作动器安装座相连。进一步地，X向反力墙表面可以设有第三反力槽道或第三锚孔，Y向作动器安装座可以通过第四锚杆与X向反力墙的第三反力槽道或第三锚孔相连。可选地，本技术的十字主梁结构综合加载系统更可以进一步包括：对向设置的两个支撑结构，每个支撑结构分别支撑十字主梁沿X向或沿Y向的梁体。进一步地，每个支撑结构包括两条立柱和一条横梁，横梁可移动地设置在两条立柱之间，横梁支撑对应的梁体。由于采用上述方案，本技术的有益效果是：本技术的十字主梁采用箱式结构焊接而成，在Z方向布置四个竖直作动器，在水平X、Y方向上分别分布两个水平作动器，这些作动器的两端与其它部件活动连接，例如，均采用万向铰与相关的部件连接。由于万向铰的方向可以任意调节，因此，本技术的综合加载系统能够实现对试件的多自由度加载。总之，本技术的十字主梁结构综合加载系统不仅能实现土木工程传统的试验加载，而且可以实现对梁柱框架系统、墙体、桥墩的部分、桥台、塔等其他结构的试验加载。附图说明图1为本技术实施例中的十字主梁结构综合加载系统的整体结构示意图。图2为本技术实施例中的Z向作动器的结构和连接关系示意图。图3为本技术实施例中的支撑结构的结构示意图。附图标记支撑结构1、调整支座2、反力平台3、Z向作动器4、Y向反力墙5、十字主梁6、X向作动器安装座7、X向作动器8、Y向作动器安装座9、Y向作动器10、工装附具的上部分11、试件12、工装附具的下部分13、第二万向铰14、X向反力墙15、第一反力槽道16、第一万向铰17、横梁18、立柱19、锚栓20。具体实施方式本技术提供了一种十字主梁结构综合加载系统，其包括：反力墙、反力平台、十字主梁、竖直作动器、水平作动器、调整支座、支撑结构、工装附具等。其中，十字主梁采用箱式结构焊接而成。十字主梁的底部与顶部均布安装孔，用于固定工装附具，该工装附具用于固定试件。在Z方向布置四个竖直作动器，在水平X、Y方向上分别分布两个水平作动器。四个竖直作动器及四个水平作动器可为同一规格型号作动器，也可为不同规格作动器；可为静态作动器，也可为动态疲劳作动器。竖直作动器和水平作动器的两端均采用万向铰连接。例如，四个竖直作动器顶部的万向铰与十字主梁通过高强度螺栓连接，底部的万向铰通过锚杆与反力平台的反力槽道连接。四个竖直作动器的底部与万向铰的中间安装有一定高度的调整支座，可调节作动器及万向铰整体的长度，进而可调整十字主梁距离地面或反力平台的高度。四个水平作动器一端的万向铰与十字主梁通过高强度螺栓连接，另一端的万向铰通过高强度螺栓与作动器支座连接，而四个水平作动器支座则通过锚杆与反力墙的反力槽道连接。四个竖直作动器和四个水平作动器可在控制上实现协同动作。本技术的万向铰沿X轴、Y轴、Z轴均可旋转，并有较大的旋转角度，使得八个作动器在协同动作时不会相互之间产生干涉，因此，在试验时，可由操作人员对十字主梁进行控制，实现对试件三平移三旋转六自由度加载，并可实现不同载荷形式的组合，从而能够进行多轴准静态循环试验、准静态伪动态测试、以及对大型结构子组件的连续伪动态测试。支撑结构为可方便拆卸结构，在非试验静停状态下有助于设备整体结构的支撑与稳定；在试验过程中，当试件破坏时，能够起到有效控制、保护系统的作用。以下结合附图所示实施例对本技术作进一步的说明。实施例1如图1所示，本实施例的十字主梁结构综合加载系统，其包括：反力平台3、X向反力墙15、Y向反力墙5、十字主梁6、工装附具、四个Z向作动器4、两个X向作动器8、两个Y向作动器10、X向作动器安装座7、Y向作动器安装座9、支撑结构1等。其中，反力平台3置于水平面上。反力平台3、X向反力墙15和Y向反力墙5互相垂直设置。本实施例对反力墙和反力平台的结构并没有特别的限制。例如，两种反力墙5、15既可为土建结构，也可为钢框架结构。反力平台3既可以为土建结构，也可为钢框架结构。十字主梁6采用箱式结构焊接而成十字结构形状。十字主梁6与反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种十字主梁结构综合加载系统，其特征在于：包括：反力平台；X向反力墙；Y向反力墙，所述反力平台、所述X向反力墙和所述Y向反力墙互相垂直；十字主梁，与所述反力平台平行设置；工装附具，包括上部分和下部分，所述上部分和所述下部分挟持试件，所述上部分的上端与所述十字主梁的交叉点相连，所述下部分的下端与所述反力平台相连；四个Z向作动器，每个所述Z向作动器的顶端与所述十字主梁的对应端部活动连接，底端与所述反力平台活动连接，所述Z向作动器垂直于所述反力平台；两个X向作动器，每个所述X向作动器的一端与所述十字主梁沿Y向的对应端部活动相连，另一端与所述Y向反力墙活动连接；两个Y向作动器，每个所述Y向作动器的一端与所述十字主梁沿X向的对应端部活动相连，另一端与所述X向反力墙活动连接，所述Z向作动器、所述X向作动器和所述Y向作动器互相垂直。

【技术特征摘要】
1.一种十字主梁结构综合加载系统，其特征在于：包括：反力平台；X向反力墙；Y向反力墙，所述反力平台、所述X向反力墙和所述Y向反力墙互相垂直；十字主梁，与所述反力平台平行设置；工装附具，包括上部分和下部分，所述上部分和所述下部分挟持试件，所述上部分的上端与所述十字主梁的交叉点相连，所述下部分的下端与所述反力平台相连；四个Z向作动器，每个所述Z向作动器的顶端与所述十字主梁的对应端部活动连接，底端与所述反力平台活动连接，所述Z向作动器垂直于所述反力平台；两个X向作动器，每个所述X向作动器的一端与所述十字主梁沿Y向的对应端部活动相连，另一端与所述Y向反力墙活动连接；两个Y向作动器，每个所述Y向作动器的一端与所述十字主梁沿X向的对应端部活动相连，另一端与所述X向反力墙活动连接，所述Z向作动器、所述X向作动器和所述Y向作动器互相垂直。2.根据权利要求1所述的十字主梁结构综合加载系统，其特征在于：所述上部分的上端与所述交叉点通过第一锚杆相连；和/或，所述下部分的下端与所述反力平台固定连接。3.根据权利要求1所述的十字主梁结构综合加载系统，其特征在于：每个所述Z向作动器的顶端设有第一万向铰，该第一万向铰与所述十字主梁的对应端部通过第一高强螺栓连接；和/或，每个所述Z向作动器的底端设有用于调节所述十字主梁与所述反力平台的间距的调整支座，所述调整支座的底端设有第二万向铰，所述反力平台上设有第一反力槽道或第一锚孔，所述第二万向铰通过第二锚杆与所述第一反力槽道或所述第一锚孔相连。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈锐，胡敬礼，胡电锋，曾庆民，
申请(专利权)人：上海筑邦测控科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31