FLJ—300KN 結(jié)構(gòu)工程梁柱教學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng) 一、簡(jiǎn)介: 300kN構(gòu)工程梁柱教學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)主要用于力學(xué)加載試驗(yàn)和土木工程相關(guān)專業(yè)科研試驗(yàn),可方便對(duì)墻體、混凝土梁,鋼結(jié)構(gòu)桁架等構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn),也可進(jìn)行柱類、梁類、桁架類、框架類、節(jié)點(diǎn)類試驗(yàn)。普遍應(yīng)用于構(gòu)件的靜態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn),包括拉伸、壓縮、彎曲、低周疲勞等試驗(yàn)。采用自平衡設(shè)計(jì)理念,安裝時(shí)無需反力地槽。 可檢測(cè)試驗(yàn)內(nèi)容: u 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力試驗(yàn) u 混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力試驗(yàn) u 混凝土軸壓構(gòu)件承載力試驗(yàn) u 混凝土偏壓構(gòu)件承載力試驗(yàn) u 磚砌體軸壓承載力試驗(yàn) u 磚砌體受剪承載力試驗(yàn) u 鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件整體失穩(wěn)試驗(yàn) u 鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件局部失穩(wěn)試驗(yàn) u 鋼結(jié)構(gòu)偏壓構(gòu)件平面內(nèi)及平面外失穩(wěn)試驗(yàn) u 桁架承載力試驗(yàn) u 純彎梁試驗(yàn) 二、 方案描述 300kN結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)裝置主要由自平衡門式反力架、手動(dòng)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(guān)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(gòu)形式,材料選用Q345結(jié)構(gòu)鋼。 2. 采用自平衡設(shè)計(jì)理念,無需反力地槽??伸`活安裝于普通混凝土地面, 3. 龍門架縱橫梁上布置有對(duì)稱吊耳;升降調(diào)整采用起重機(jī)吊裝方式調(diào)整; 4. 活動(dòng)梁采用鉸制螺栓固定式結(jié)構(gòu)(立柱孔配鉸),保證縱橫梁的水平精度及試驗(yàn)過程中橫梁保持鎖止不動(dòng);龍門框架安裝在地面,采用膨脹螺栓固定。 5. 負(fù)荷傳感器安裝在油缸下端面,用于測(cè)量試驗(yàn)負(fù)荷。負(fù)荷傳感器采用高精度柱式拉壓力傳感器。 6. 設(shè)計(jì)推力300kN,過載能力130%; 7. 各連接面進(jìn)行精密機(jī)械加工,反力架整體進(jìn)行退火處理,消除殘余應(yīng)力; 8. 主要安裝面預(yù)留安裝接口及功能擴(kuò)展接口。 9. 主跨大梁采用箱型截面設(shè)計(jì),跨中承載力300kN,撓度<l/1500; 10. 所有鋼構(gòu)件均采用Q345B 結(jié)構(gòu)鋼,符合國(guó)標(biāo)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),各連接面均進(jìn)行機(jī)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(gòu)件外表面進(jìn)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(shè)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(biāo)配短柱承臺(tái)2個(gè),承臺(tái)高度500mm,承臺(tái)下端板預(yù)留與基座連接接口,承臺(tái)上端板預(yù)留與關(guān)節(jié)支座類試驗(yàn)裝置標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)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(yù)留兩排安裝孔;鋼構(gòu)表面涂刷防銹漆; 17. 設(shè)備總重量約3噸。 18. 為保證試驗(yàn)加載的穩(wěn)定性,特對(duì)橫梁進(jìn)行了有限分析,模擬承載300KN的承載力。 19.如果后期試驗(yàn)室建設(shè)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(jié)構(gòu),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(qiáng)度,在跨度較大時(shí)可比實(shí)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(jiǎn)支跨度2000mm,跨中施加集中荷載時(shí)設(shè)計(jì)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(yù)留與簡(jiǎn)支梁鉸支座的連接; 5、鋼構(gòu)表面涂刷防銹漆。 6、嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和制造,滿足科研院校的教學(xué)使用。 (三)分載粱 ? 分載梁可將承載力分布在不同的作用點(diǎn)上,可分布兩點(diǎn)加載或多點(diǎn)加載。兩點(diǎn)加載時(shí),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(qiáng)肋板。承載力300kN,分配梁兩端含專用固定關(guān)節(jié)支座和滾動(dòng)關(guān)節(jié)支座; (四)關(guān)節(jié)支座 關(guān)節(jié)支座是將構(gòu)件連接在支承座上的裝置,對(duì)構(gòu)件形成一種約束,可沿一定的方向運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)中不會(huì)背離構(gòu)件,使構(gòu)件按預(yù)計(jì)的方向運(yùn)動(dòng)。 n 300kN簡(jiǎn)支梁梁端關(guān)節(jié)支座 1、標(biāo)配固定端關(guān)節(jié)支座1個(gè),滑動(dòng)端關(guān)節(jié)支座1個(gè); 2、關(guān)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(dòng)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(jìn)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(dòng)關(guān)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(yù)留與力傳感器連接的接口; 3、標(biāo)配千斤頂與反力架的連接裝置; n 手動(dòng)液壓泵站 手動(dòng)液壓泵站,是將手動(dòng)的機(jī)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(jìn)行各類動(dòng)力作業(yè),可對(duì)試樣施加試驗(yàn)力。 1、最大供油壓力70MPa; 2、雙級(jí)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(shí)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(qiáng)度,保證管路的密封要求 1、70Mpa,長(zhǎng)度9m; 2、長(zhǎng)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(yīng)變片和集體材料組成。電阻應(yīng)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(yīng)變電阻隨機(jī)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(yù)留與千斤頂活塞桿、球鉸和關(guān)節(jié)支座的連接。 (七)位移計(jì) 位移計(jì)又稱為位移傳感器,是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件,傳感器的作用是把各種被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電量,通過顯示儀表告知人們被測(cè)物體的變形量。 1、量程50mm,分辨率0.001mm; 2、與靜態(tài)、動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)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(gè)部件組成,球與球殼。該鉸允許兩部件繞公共的球心相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),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(yàn)加載使用。 300kN萬向受壓球鉸 1、承載力300kN; 2、預(yù)留與壓力傳感器、被加載試件連接端口。 三、20通道數(shù)據(jù)采集儀 1、 概述 20通道數(shù)據(jù)采集儀是特地為學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng),每臺(tái)包括20個(gè)測(cè)量通道,每個(gè)測(cè)量通道都可以測(cè)力、位移或應(yīng)變。測(cè)量時(shí),通過安卓手機(jī)或電腦與設(shè)備進(jìn)行通訊,實(shí)現(xiàn)采樣控制和數(shù)據(jù)的分析等功能。 1.1 20通道數(shù)據(jù)采集儀: 1.2采樣頻率2Hz/通道。 1.3測(cè)量應(yīng)變范圍:±30000με,分辨率:0.5με。 1.4儀器可直接顯示數(shù)據(jù),也可通過網(wǎng)線連接電腦,通過wifi連接電腦或安卓手機(jī)客戶端,所有參數(shù)設(shè)置、平衡、采樣和存儲(chǔ)均可在手機(jī)上完成,同時(shí)顯示所有測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)至手機(jī)中,也可與電腦相連,將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至控制電腦內(nèi) 。 2 、應(yīng)用范圍 2.1可完成全橋、半橋、1/4橋(120Ω三線制)和1/4橋(兩線制公共補(bǔ)償)狀態(tài)的應(yīng)力應(yīng)變的測(cè)試和分析; 2.2 配合各種橋式傳感器,實(shí)現(xiàn)力、荷重、位移等物理量的測(cè)量; 3 、特點(diǎn) 3.1 實(shí)現(xiàn)多通道并行高速長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)采樣; 3.2 高度集成:模塊化設(shè)計(jì)的硬件,每個(gè)模塊20通道機(jī)箱形式; 3.3 每臺(tái)計(jì)算機(jī)可控制多臺(tái)采集儀進(jìn)行采樣,滿足多通道、高精度的測(cè)量需求; 3.4 運(yùn)行于Win2000/XP/7/8操作系統(tǒng),用戶界面友好、操作簡(jiǎn)便靈活; 3.5 計(jì)算機(jī)通過WiFi或以太網(wǎng)與儀器通訊,對(duì)采集器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置(量程、傳感器靈敏度等)、清零、采樣、停止等操作,并實(shí)時(shí)傳送采樣數(shù)據(jù)。 5、技術(shù)指標(biāo) 5.1 測(cè)量點(diǎn)數(shù):10或20測(cè)點(diǎn)(可測(cè)力或應(yīng)變); 5.2 采樣速率(連續(xù)采樣):2Hz/通道; 5.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器:24位Σ-ΔA/D轉(zhuǎn)換器; 5.4支持橋路連接方式:全橋、半橋、1/4橋(120Ω三線制)和1/4橋(兩線制公共補(bǔ)償); 5.5適用應(yīng)變片電阻值: ⑴1/4橋(三線制自補(bǔ)償)電阻范圍:120Ω或350Ω(訂貨時(shí)確定一種); ⑵1/4橋(兩線制公共補(bǔ)償)、半橋、全橋電阻范圍:60Ω~20000Ω任意設(shè)定; 5.6 應(yīng)變片靈敏度系數(shù):1.0~3.0自動(dòng)修正; 5.7 供橋電壓: ⑴輸出電壓范圍(DC):2V; ⑵精度:不大于0.1%; ⑶穩(wěn)定度:不大于0.05%/小時(shí); ⑷最大輸出電流:30mA/CH; 5.8 測(cè)量應(yīng)變范圍:±30000με; 5.9 最高分辨率:0.5με; 5.10 系統(tǒng)示值誤差:不大于0.5%±3με; 5.11 零漂:不大于2με/4h; 5.12長(zhǎng)導(dǎo)線電阻修正范圍:0.0~100Ω; 5.13 自動(dòng)平衡范圍:±15000με(應(yīng)變計(jì)阻值的±1.5%); 5.14 配置安卓手機(jī),所有參數(shù)設(shè)置、平衡、采樣和存儲(chǔ)均可在手機(jī)上完成,同時(shí)顯示所有測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù); 5.15 數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)至手機(jī)中,也可與電腦相連,將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至控制電腦內(nèi); 5.16 通訊方式:與手機(jī)和平板通訊采用WiFi接口,與計(jì)算機(jī)通訊采用以太網(wǎng)接口或WiFi接口;配電腦端軟件和安卓手機(jī)端軟件 5.17 電源:交流供電(交流220V±10% 50Hz±2%); 5.18 外形尺寸:353mm×291mm×105mm(長(zhǎng)×寬×高)便攜機(jī)箱。 四、產(chǎn)品配置清單 序號(hào) | 名稱 | 規(guī)格 | 數(shù)量 | 1 | 反力架 | 自平衡反力架 | 300kN | 1套 | 短柱承臺(tái) | 高度500mm | 1對(duì) | 標(biāo)配連接錨桿 | 固定設(shè)備 | 8根 | 2 | 桁架 | 單榀角鋼焊接鋼桁架 | 承載力40KN | 1套 | 3 | 分載粱 | 長(zhǎng)度1.5m | 承載力300kN | 1根 | 4 | 關(guān)節(jié)支座 | 梁端關(guān)節(jié)支座 | 300kN | 1付 | 5 | 千斤頂 | 分離式液壓千斤頂 | 300KN | 1臺(tái) | 手動(dòng)液壓泵站 | 70MPa | 1臺(tái) | 超高壓油管 | 70Mpa,長(zhǎng)度9m | 2根 | 6 | 壓力傳感器 | 壓力傳感器 | 承載力300kN | 1臺(tái) | 7 | 位移計(jì) | 位移傳感器 | 量程50mm | 2只 | 8 | 萬向球鉸 | 萬向受壓球鉸 | 承載力300kN | 1只 | 9 | 應(yīng)變儀 | 20通道數(shù)據(jù)采集儀 | 支持安卓手機(jī)端查看數(shù)據(jù) | 1套 |
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