FLJ—300KN  

結構工程梁柱教學試驗系統(tǒng)

一、簡介：

300kN構工程梁柱教學試驗系統(tǒng)主要用于力學加載試驗和土木工程相關專業(yè)科研試驗，可方便對墻體、混凝土梁，鋼結構桁架等構件進行力學性能試驗，也可進行柱類、梁類、桁架類、框架類、節(jié)點類試驗。普遍應用于構件的靜態(tài)力學性能試驗，包括拉伸、壓縮、彎曲、低周疲勞等試驗。采用自平衡設計理念，安裝時無需反力地槽。

可檢測試驗內(nèi)容：

u 混凝土受彎構件正截面承載力試驗

u 混凝土受彎構件斜截面承載力試驗

u 混凝土軸壓構件承載力試驗

u 混凝土偏壓構件承載力試驗

u 磚砌體軸壓承載力試驗

u 磚砌體受剪承載力試驗

u 鋼結構受彎構件整體失穩(wěn)試驗

u 鋼結構受彎構件局部失穩(wěn)試驗

u 鋼結構偏壓構件平面內(nèi)及平面外失穩(wěn)試驗

u 桁架承載力試驗

u 純彎梁試驗

二、 方案描述

300kN結構力學教學裝置主要由自平衡門式反力架、手動加壓泵站、分離式千斤頂、壓力傳感器、位移傳感器、角鋼焊接鋼桁架、分載粱、關節(jié)支座、萬向球鉸、力值顯示器、高壓油管、20通道數(shù)據(jù)采集儀等其它必要的附件等組成。

（一）自平衡反力架

1. 反力架主體采用裝配鋼構形式，材料選用Q345結構鋼。

2. 采用自平衡設計理念，無需反力地槽。可靈活安裝于普通混凝土地面，

3. 龍門架縱橫梁上布置有對稱吊耳；升降調(diào)整采用起重機吊裝方式調(diào)整；

4. 活動梁采用鉸制螺栓固定式結構（立柱孔配鉸），保證縱橫梁的水平精度及試驗過程中橫梁保持鎖止不動；龍門框架安裝在地面，采用膨脹螺栓固定。

5. 負荷傳感器安裝在油缸下端面，用于測量試驗負荷。負荷傳感器采用高精度柱式拉壓力傳感器。

6. 設計推力300kN，過載能力130%；

7. 各連接面進行精密機械加工，反力架整體進行退火處理，消除殘余應力；

8. 主要安裝面預留安裝接口及功能擴展接口。

9. 主跨大梁采用箱型截面設計，跨中承載力300kN，撓度<l/1500；

10. 所有鋼構件均采用Q345B 結構鋼，符合國標檢測標準，各連接面均進行機加工。

11. 采用E5003～E5016 系列焊條焊接。

12. 立柱，大梁焊接角度尺寸公差±35′，焊接件線度尺寸公差±4.5mm(L<4m)，±8.0mm(L>4m)。

13. 各鋼構件外表面進行噴砂除銹處理后，并立即噴涂環(huán)氧富鋅底漆二遍，面漆二遍。

14. 立柱及所有梁上按模數(shù)設置的孔均采用模鉆或數(shù)控加工的方式，孔間距誤差不大于0.2mm。

15. 標配短柱承臺2個，承臺高度500mm，承臺下端板預留與基座連接接口，承臺上端板預留與關節(jié)支座類試驗裝置標準接口。

16. 反力架凈高度2.4m，立柱凈間距2m；加載橫梁與基座設計承載力大于300kN；橫梁截面高度不小于300mm，均布豎肋；基座頂部預留兩排安裝孔；鋼構表面涂刷防銹漆；

17. 設備總重量約3噸。

18. 為保證試驗加載的穩(wěn)定性，特對橫梁進行了有限分析，模擬承載300KN的承載力。

19.如果后期試驗室建設了反力地槽，可將底部橫梁拆除，與反力地槽連接，將獲得更大的加載范圍.

（二）、桁架

n 單榀角鋼焊接鋼桁架

n 桁架由角鋼焊接組成的具有三角形單元的立體空間結構，桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度。

1、材料選用Q235B，手工焊接采用E43系列焊條;

2、簡支跨度2000mm，跨中施加集中荷載時設計最大承載力為4噸；

3、鋼桁架所有桿件均采用雙40*40角鋼焊接

4、預留與簡支梁鉸支座的連接；

5、鋼構表面涂刷防銹漆。

6、嚴格按照國家相關標準設計和制造，滿足科研院校的教學使用。

（三）分載粱

? 分載梁可將承載力分布在不同的作用點上，可分布兩點加載或多點加載。兩點加載時，與試樣之間連接鉸支座，確保載荷的均布施加。該件主要承受彎矩和剪力。

? 1.5m梁  截面尺寸不小于200mm*200mm，采用H型鋼焊接，并焊接加強肋板。承載力300kN,分配梁兩端含專用固定關節(jié)支座和滾動關節(jié)支座；

（四）關節(jié)支座

關節(jié)支座是將構件連接在支承座上的裝置，對構件形成一種約束，可沿一定的方向運動或轉(zhuǎn)動或滑動。在實驗中不會背離構件，使構件按預計的方向運動。

n 300kN簡支梁梁端關節(jié)支座

1、標配固定端關節(jié)支座1個，滑動端關節(jié)支座1個；

2、關節(jié)支座受壓承載力300kN;

（五）千斤頂

n 300kN分離式液壓千斤頂

是動力裝置和支撐裝置分離的千斤頂，采用液壓方式，用于起重、支撐等工作。300kN加載油缸使用進口密封件，可水平使用，也可以垂直使用。油缸尾部法蘭，活塞桿端配活動關節(jié)連接形式，拉壓力萬向加載，拉壓力無間隙；

1、壓力300kN，行程200mm；

2、活塞桿端預留與力傳感器連接的接口；

3、標配千斤頂與反力架的連接裝置；

n 手動液壓泵站

手動液壓泵站，是將手動的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能的一種小型液壓泵站。 在配套的油缸使用下，可以進行各類動力作業(yè)，可對試樣施加試驗力。

1、較大供油壓力70MPa；

2、雙級泵雙作用；

3、與分離式液壓千斤頂配合使用；

4、泵站配超高壓快速插拔接頭，可實現(xiàn)與千斤頂之間的快速分離與連接；

n 超高壓油管

超高壓油管是高壓油路的組成部分，要求油管需要承受一定的油壓而且有一定的疲勞強度，保證管路的密封要求

1、70Mpa，長度9m；

2、長度可定制，帶快速插拔接頭；

3、為泵站和千斤頂之間提供超高壓液壓油的傳輸通道。

（六）、壓力傳感器

壓力傳感器由電阻應變片和集體材料組成。電阻應變片是壓力傳感器的主要組成部分之一。其工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，然后通過阻值的變化轉(zhuǎn)換成力值KN的變化。

1、額定承載力300kN；

2、安全過載：150% F.S

3、預留與千斤頂活塞桿、球鉸和關節(jié)支座的連接。

（七）位移計

位移計又稱為位移傳感器，是一種屬于金屬感應的線性器件，傳感器的作用是把各種被測物理量轉(zhuǎn)換為電量，通過顯示儀表告知人們被測物體的變形量。

1、量程50mm，分辨率0.001mm；

2、與靜態(tài)、動態(tài)電阻應變數(shù)據(jù)采集儀匹配良好。

（八）萬向球鉸

球鉸是一種的空間連接鉸，它有兩個部件組成，球與球殼。該鉸允許兩部件繞公共的球心相對轉(zhuǎn)動，為試件提供端部多向位移約束，釋放旋轉(zhuǎn)約束。球鉸常用于千斤頂加載端，也可以用于提供梁、柱等試驗加載使用。

300kN萬向受壓球鉸

1、承載力300kN；

2、預留與壓力傳感器、被加載試件連接端口。

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