自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置及方法

1.一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，包括外部框架固定装置，外部框架固定装置内设置有试件加载装置，试件加载装置连接有数据采集系统，试件加载装置下方设置有试件固定装置；
所述外部框架固定装置包括固定在地面上的钢筋混凝土反力墙(1)和反力钢框架(2)；
所述试件加载装置包括加载头(5)，加载头(5)通过水平作动器(4)与钢筋混凝土反力墙(1)相连，水平作动器(4)上设置有水平荷载传感器(14)，加载头(5)下部设置有两台千斤顶(7)，千斤顶(7)上设置有压力传感器(26)，两台千斤顶(7)分别固定在两个滚轮装置(8)上，反力钢框架(2)上固定有加载横梁(3)，滚轮装置(8)的下钢板固定在加载横梁(3)上，千斤顶(7)通过放大器提供所需竖向力；
所述试件固定装置包括固定在地面的底座(6)，底座(6)上固定有压梁(9)；
所述数据采集系统包括通过第一油管(16)连接水平作动器(4)的第一液压油源(15)，以及通过第二油管(24)连接千斤顶(7)的第二液压油源(23)，第一液压油源(15)和第二液压油源(23)均通过导线(17)连接控制器(18)，控制器(18)连接电脑(19)，电脑(19)通过导线(17)连接多通道应变采集仪(21)，多通道应变采集仪(21)通过传感器导线(20)连接水平荷载传感器(14)和压力传感器(26)。
2.根据权利要求1所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述千斤顶(7)采用油压千斤顶(27)，放大器包括油压千斤顶(27)上部的杠杆(28)，杠杆(28)的一端设置有重量块放置吊篮(25)。
3.根据权利要求1所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述水平作动器(4)的一端设置有大球铰(13)，另一端设置有小球铰(12)，大球铰(13)通过高强螺栓(10)固定在钢筋混凝土反力墙(1)上，小球铰(12)通过高强螺栓(10)固定在加载头(5)的侧面上。
4.根据权利要求1所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述反力钢框架(2)通过八个第一地脚螺栓(111)固定在地面上，底座(6)通过若干第二地脚螺栓(112)固定在地面上。
5.根据权利要求1所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，法兰节点试件(22)顶部通过高强螺栓(10)固定在加载头(5)的中间，底部通过高强螺栓(10)固定底座(6)上。
6.根据权利要求1所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述导线(17)为四芯导线。
7.根据权利要求1所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述加载横梁(3)通过高强螺栓(10)固定在反力钢框架(2)上。
8.权利要求1所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将钢筋混凝土反力墙(1)通过预埋地基与地面形成一个整体，再将反力钢框架(2)固定在地面上；
步骤二，将底座(6)固定在地面上，并将法兰节点试件(22)通过高强螺栓(10)固定在底座上(6)，同时将法兰节点试件(22)的顶部通过高强螺栓(10)与加载头(5)连接；
步骤三，将水平作动器(4)的一端通过大球铰(13)和高强螺栓(10)与钢筋混凝土反力墙(1)连接，通过电脑(19)和控制器(18)调节水平作动器的行程到合适的位置，然后将水平作动器(4)的另一端通过另一小球铰(12)和高强螺栓(10)连接于加载头(5)的中间，同时将加载头(5)的另一端通过高强螺栓(10)与法兰节点试件(22)的顶部连接，把水平作动器(4)通过作动器第一油管(16)与第一液压油源(15)连接，并将第一液压油源(15)、控制器(18)、多通道应变采集仪(21)、电脑(19)通过导线(17)连接，再将水平荷载传感器(14)和压力传感器(26)通过传感器导线(20)连接到多通道应变采集仪(21)上；
步骤四，当需要测试时，通过放大器给千斤顶(7)施加相应的竖向力，通过电脑(19)和控制器(18)按照水平荷载加载制度控制水平作动器(4)施加水平力，直至试件破坏，并通过电脑(19)和多通道应变采集仪(21)采集试验过程中的水平P(t)和位移S(t)；
步骤五，根据试验过程中所记录的水平力P(t)与水平力作用点处的水平位移S(t)，绘出法兰节点试件(22)的荷载-位移曲线，即完成自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试。
9.根据权利要求8所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置的方法，其特征在于，所述反力钢框架(2)通过八个第一地脚螺栓(111)固定在地面上，底座(6)通过压梁(9)和第二地脚螺栓(112)固定在地面上。
10.根据权利要求8所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置的方法，其特征在于，所述步骤四中，放大器给千斤顶(7)施加相应的竖向力时，通过压力传感器(26)观察千斤顶的压力，根据千斤顶所需的竖向力通过换算关系得知在重量块吊篮的所加重量块数量和油压千斤顶及其固定装置在杠杆下的支撑位置。

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