CN1540307A - 一种适用于空间结构竖向承载力试验的加载*** - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种适用于空间结构竖向承载力试验的加载***，特别涉及了该加载***的拉力损失机理及减少拉力损失的方法，其特征是：加载***连接在分配梁加载体的上弦节点上。所述的加载***是滑轮组；分配梁加载体是网架结构。所述的滑轮组分别固定在分配梁加载体的上弦节点上和地面上，固定在上弦节点上的滑轮与固定在地面上的滑轮通过绳索传动连接，两个上弦节点上固定的滑轮与固定在地面上的滑轮构成一组，绳索两端连接有加载体。这种适用于空间结构竖向承载力试验的加载***，它不受加载节点限制，实用性强。
Description
技术领域：本发明属于一种适用于空间结构竖向承载力试验的加载***，特别涉及了该加载***的拉力损失机理及减少拉力损失的方法。
背景技术：传统的分配梁加载体系在空间结构特别是在网架中的应用，是分配梁加载体系进行上弦节点加载，既如图1所示，传统加载体系是用一个或几个千斤顶施加竖向力，通过杠杆原理一分为二，二分为四，四分为八，八分为十六，……。它存在着一个严重缺陷，加载节点必须为2m×2n个。如有(2m+1)*2n个或(2m+1)(2n+1)个加载节点，则无法利用该加载***。如图2所示，这是一个预应力网架模型，网格数是6*6的四角维网架，按传统的网架上弦加载点是5×5个，因此，传统的加载方法无法实现对上弦节点加载。作为一种变通方案[1]，对下弦节点加载。如图3所示，可以反映该结构模型的钢度。但是，实际载荷一般作用于网架上弦节点，图3的加载实验结果，不能真实反映该结构的承载能力。
发明内容：本发明的目的是：提供一种适用于空间结构竖向承载力试验的加载***，它不受加载节点限制，实用性强。
本发明的目的是这样实现的：设计一种适用于空间结构竖向承载力试验的加载***，其特征是：在分配梁加载体中采用滑轮加载***对上弦节点进行加载。
所述的加载***是在分配梁加载体中的上弦节点与地面上分别固定连接有滑轮，上弦节点与地面上的滑轮通过绳索连接，两个上弦节点上固定的滑轮与地面上一滑轮体构成一组，绳索两端有加载体。
所述地面上的滑轮体可以是1-2个滑轮。
所述滑轮是滚动轴承式滑轮，用以减少滑轮的摩擦系数。
在绳索上连接有力传感器，用于检测绳索上力的大小。
分配梁加载体系是网架结构。
本发明的特点是：本发明是根据张紧的绳索拉力近似处处相等和定滑轮可改变力的方向，但不改变力大小的原理设计的。它与已知技术相比具有如下特点：
1、已知技术：加载节点必须为2m×2n个，某些情况下，不能对上弦节点加载。而本发明不受加载节点限制，保证实现上弦节点加载。
2、传统式加载分配梁分层设置，加载点较多时，对下部净空有相当高要求。而本发明对下部净空要求不高，以能放置滑轮和绳索为宜。
3、传统式加载模型：“量身定做”缺乏通用性。本发明加载滑轮，绳索可多次重复性使用，(在保证加载要求的前提下)。
4、传统是钢梁组成造价高。而本发明滑轮和绳索组成，成本低。
5、传统式荷载级差很小时，难以控制。本发明不受荷载级差影响，准确控制。
6、传统式加载体系受节点挠度大小不均的影响，虽可人工干预，但操作麻烦且仅限于小模型。而本发明不受影响。
附图说明：下面结合实施例附图对发明做进一步说明。
图1是已知传统的分配加载体系。
图2是试验网架模型。
图3是传统的对下弦节点加载的分配体系。
图4是本发明实施例1结构示意图。
图5是本发明实施例2结构示意图。
具体实施方式：
图中：1、分配梁；2、千斤顶；3、滑轮；4、绳索。
图4是本发明实施例1结构示意图，它的分配梁加载体系是网架结构。网架结构两端有支撑立柱，加载***是在分配梁加载体中的五个上弦节点上连接有五个滑轮，它们分别与地面上对应的四个固定滑轮通过绳索连接，两个上弦节点上固定的滑轮与地面上一固定滑轮体构成一组，绳索两端可连接加载体。
图5是本发明实施例2结构示意图，它的结构与实施例1基本相同，只是与上接点对应地面上的滑轮体是两个滑轮。既上弦节点上连接的五个滑轮，它们分别与地面上对应的八个固定滑轮通过绳索连接。
实施例1和实施例2在承载力试验时，均是在绳索的两端同时加载配重，绳索的拉力更多地以竖向力形式作用于上弦节点，减少了拉力损失。
图5的实施例2地面上是8个定滑轮，绳索与水平地面垂直，可以使绳索的拉力更多地以竖向力给上弦节点加载。
图4的实施例1地面上是4个定滑轮，绳索与水平地面不垂直，但对加载***的拉力损失机理更为有利。如果不考虑拉力损失机理，两个方案都能够实现每个加载点受力相同。
本发明的加载***所存在着拉力损失问题，绳索绕过滑轮运动时，要克服两种阻力：一种是绳索内的僵性阻力；另一种是滑轮轴承的磨擦阻力，(对无轴承滑轮而言，是滑轮内壁与销轴的摩擦阻力)。这两种阻力导致绳索拉力不能100％地被滑轮传递。根据张紧的绳索拉力近似处处相等和定滑轮可改变力的方向，但不改变力大小的原理，如果用滚动轴承式滑轮和选择自身僵性不强的软绳索，如钢索、麻绳等组合而成的新型加载***拉力损失可以忽略不计。
Claims (6)
1、一种适用于空间结构竖向承载力试验的加载***，其特征是：加载***连接在分配梁加载体的上弦节点上。
2、根据权利要求1所述的一种适用于空间结构竖向承载力试验的加载***，其特征是：所述的加载***是滑轮组；分配梁加载体是网架结构。
3、根据权利要求1所述的一种适用于空间结构竖向承载力试验的加载***，其特征是：所述的滑轮组分别固定在分配梁加载体的上弦节点上和地面上，固定在上弦节点上的滑轮与固定在地面上的滑轮通过绳索传动连接，两个上弦节点上固定的滑轮与固定在地面上的滑轮构成一组，绳索两端连接有加载体。
4、根据权利要求1所述的一种适用于空间结构竖向承载力试验的加载***，其特征是：所述的固定在地面上的滑轮是滑轮组，滑轮组有2个滑轮。
5、根据权利要求1所述的一种适用于空间结构竖向承载力试验的加载***，其特征是：所述的滑轮是滚动轴承式滑轮，用以减少滑轮的摩擦系数。
6、根据权利要求1所述的一种适用于空间结构竖向承载力试验的加载***，其特征是：所述的加载***滑轮组的绳索上连接有力传感器，用于检测绳索上力的大小。
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