一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统及方法
阅读说明：本技术 一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统及方法 (System and method for testing low-cycle repeated load anti-seismic performance of composite wall structure ) 是由 王鹏 刘岩 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统及方法,涉及复合墙结构测试技术领域,包括：测试台；数据采集模块,设置在测试台上,用于采集受试墙体的试验数据；数据处理模块,用于对数据采集模块采集的受试墙体的试验数据进行整合处理并将其输入数据对比模块中；数据预设模块,用于输入墙体的预设参数数据,并将墙体的预设参数数据输入数据对比模块中；数据对比模块,用于将受试墙体的试验数据与墙体的预设参数数据进行对比；数据分析模块,用于分析数据对比模块中输出的数据对比结果,根据两种数据的对比结果判断墙体的抗震性能是否达到要求,本发明可以模拟墙体在风载和重载等不同情况下进行抗震性能测试,测试结果更接近墙体真实工况性能。(The utility model provides a low week of composite wall structure is load anti-seismic performance test system and method repeatedly, relates to composite wall structure test technical field, includes: a test bench; the data acquisition module is arranged on the test board and used for acquiring test data of the tested wall; the data processing module is used for integrating the test data of the tested wall body collected by the data collecting module and inputting the integrated data into the data comparison module; the data presetting module is used for inputting preset parameter data of the wall body and inputting the preset parameter data of the wall body into the data comparison module; the data comparison module is used for comparing the test data of the tested wall body with the preset parameter data of the wall body; the data analysis module is used for analyzing the data comparison result output by the data comparison module and judging whether the anti-seismic performance of the wall body meets the requirement or not according to the comparison result of the two data.)
技术领域
本发明属于复合墙结构测试技术领域，更具体地，涉及一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统及方法。
背景技术
墙板按建筑功能分为内墙板和外墙板，内墙板主要用作承重构件，用单一材料做成，外墙板一般为非承重墙板,兼有保温、隔热、防水等功能，构造较为复杂,有的用多种材料做成复合墙板，为了加强复合强墙板的承重强度，通常会将复合墙板配合装配式轻钢框架使用，在复合墙结构制作后需要对其进行低周反复荷载抗震性能进行测试；
然而现有的测试方法多数将具有装配式轻钢框架的复合墙结构放置在测试台上进行测试，并检测和记录具有装配式轻钢框架的复合墙结构在震动时的抗震性能，但这样的测试方式功能单一，测试范围单一，并且难以反映复合墙结构在实际应用过程中的真实性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统及方法，从多方面模拟复合墙结构在实际应用过程中的情况进行测试，测试结果更加接近真实情况。
为了实现上述目的，本发明提供一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统，该系统包括：
测试台；
数据采集模块，设置在测试台上，用于采集受试墙体的试验数据；
数据处理模块，用于对数据采集模块采集的受试墙体的试验数据进行整合处理并将其输入数据对比模块中；
数据预设模块，用于输入墙体的预设参数数据，并将墙体的预设参数数据输入数据对比模块中；
数据对比模块，用于将受试墙体的试验数据与墙体的预设参数数据进行对比；
数据分析模块，用于分析数据对比模块中输出的数据对比结果，根据两种数据的对比结果判断墙体的抗震性能是否达到要求。
可选地，所述测试台的顶部开设有固定槽，所述固定槽内安装有移动板，所述移动板的顶部连接有安装板，所述移动板两侧均设置有弹簧，所述固定槽一侧设置有电机槽所述电机槽内部设置有电机，所述电机输出轴上安装有凸轮，所述凸轮与安装板相接触，所述测试台上方一侧设置有风机，所述测试台上方一侧设置有多个挂载块。
可选地，所述安装板上方安装墙体，所述弹簧一端与固定槽内壁固定连接，所述移动板与固定槽滑动配合，所述凸轮形状与安装板接触处形状相适配。
可选地，所述数据采集模块包括加速度采集单元和应变值采集单元，分别用于采集受试墙体的加速度数据和应变值数据。
可选地，所述加速度采集单元包括加速度传感器，多个加速度传感器安装在所述墙体上，所述应变值采集单元包括应变片，多个应变片安装在墙体上。
可选地，所述数据预设模块包括加速度预设单元和应变值预设单元，分别用于输入墙体的加速度预设数据和应变值预设数据。
可选地，所述数据对比模块包括加速度对比单元和应变值对比单元，分别用于将受试墙体的加速度数据和应变值数据与墙体的加速度预设数据和应变值预设数据进行对比。
可选地，所述数据处理模块、数据预设模块、数据对比模块和数据分析模块可以是单独的模块，也可以软件的形式通过计算机实现，所述计算机设置在测试台上方一侧。
可选地，所述加速度传感器和应变片均电性连接在数据采集模块上，所述数据采集模块与数据处理模块电性连接，所述数据处理模块和数据预设模块均与数据对比模块电性连接，所述数据对比模块与数据分析模块电性连接。
本发明还提供一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试方法，包括：
步骤1、安装：将墙体安装到安装板上，将多个加速度传感器和多个应变片安装到墙体预设的多个安装点上，启动计算机、加速度传感器和应变片；
步骤2、测试：启动电机，电机带动凸轮转动，凸轮反复顶动安装板，安装板带动移动板和墙体在固定槽内往复运动，多个加速度传感器和多个应变片将墙体上对应多个检测点的检测数据传输给计算机；
步骤3、分析：计算机将比对后的数据进行分析，判断墙体的抗震性能测试是否达到要求；
步骤4、添加风载分析：开启风机对墙体进行吹风，重复步骤2，在墙体受到风力影响时，再次对墙体的加速度和应变值进行测试，然后重复步骤3，将测试结果再次进行对比和分析，判断墙体在受到风力影响时的抗震性能测试是否达到要求；
步骤5、添加重载分析：将多个挂载块安装到墙体上，重复步骤2，在墙体受到载体重力影响时，再次对墙体的加速度和应变值进行测试，然后重复步骤3，将测试结果再次进行对比和分析，判断墙体在受到载体重力影响时的抗震性能测试是否达到要求。
本发明提供的复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统及方法，其有益效果在于：通过电机和凸轮带动移动板在弹簧的作用下往复运动，进而带动安装板和墙体震动，通过墙体上的多个加速度传感器和多个应变片采集墙体上不同位置的加速度数据和应变值数据并将其输入计算机进行对比和分析，在测试过程中还可以开启风机模拟墙体在收到风载时的情况进行测试、对比和分析，进一步判断墙体的抗震性能，还可以在墙体上增加载块模拟墙体收到重载时的情况进行测试、对比和分析，进一步判断墙体的抗震性能，通过多方面不同情况下抗震性能测试，客观、量化的得到墙体在预设地震条件下的抗震性能，更能反映墙体在实际应用过程中的真实抗震性能。
本发明的其它特征和优点将在随后
具体实施方式
部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统的结构示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统的原理框图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统的数据采集模块的原理框图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统的数据对比模块的原理框图。
图5示出了根据本发明的一个实施例的一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统的数据预设模块的原理框图。
附图标记说明：
1、测试台；2、安装板；3、电机；4、凸轮；5、计算机；6、墙体；7、加速度传感器；8、应变片；9、风机；10、挂载块；11、固定槽；12、移动板；13、弹簧；14、电机槽。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明提供一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统，该系统包括：
测试台；
数据采集模块，设置在测试台上，用于采集受试墙体的试验数据；
数据处理模块，用于对数据采集模块采集的受试墙体的试验数据进行整合处理并将其输入数据对比模块中；
数据预设模块，用于输入墙体的预设参数数据，并将墙体的预设参数数据输入数据对比模块中；
数据对比模块，用于将受试墙体的试验数据与墙体的预设参数数据进行对比；
数据分析模块，用于分析数据对比模块中输出的数据对比结果，根据两种数据的对比结果判断墙体的抗震性能是否达到要求。
可选地，所述测试台的顶部开设有固定槽，所述固定槽内安装有移动板，所述移动板的顶部连接有安装板，所述移动板两侧均设置有弹簧，所述固定槽一侧设置有电机槽所述电机槽内部设置有电机，所述电机输出轴上安装有凸轮，所述凸轮与安装板相接触，所述测试台上方一侧设置有风机，所述测试台上方一侧设置有多个挂载块。
电机带动凸轮转动，通过凸轮与移动板的配合带动移动板在固定槽内往复运动，弹簧的设置可增加震动频率，风机可以提供风载，挂载块可以为受试墙体提供重载。
可选地，所述安装板上方安装墙体，所述弹簧一端与固定槽内壁固定连接，所述移动板与固定槽滑动配合，所述凸轮形状与安装板接触处形状相适配。
墙体安装在安装板上可以随移动板一起移动，模拟震动环境。
可选地，所述数据采集模块包括加速度采集单元和应变值采集单元，分别用于采集受试墙体的加速度数据和应变值数据。
可选地，所述加速度采集单元包括加速度传感器，多个加速度传感器安装在所述墙体上，所述应变值采集单元包括应变片，多个应变片安装在墙体上。
通过多个加速度传感器的设置可以测出墙体上不同位置的加速度数据，通过多个应变片的设置可以测出墙体上不同位置在震动过程中的应变值数据。
可选地，所述数据预设模块包括加速度预设单元和应变值预设单元，分别用于输入墙体的加速度预设数据和应变值预设数据。
数据预设单元内的加速度预设单元和应变值预设单元可以分别输入加速度预设数据和应变值预设数据，以便于测得的加速度数据和应变值数据对比。
可选地，所述数据对比模块包括加速度对比单元和应变值对比单元，分别用于将受试墙体的加速度数据和应变值数据与墙体的加速度预设数据和应变值预设数据进行对比。
受试墙体的加速度数据和应变值数据与墙体的加速度预设数据和应变值预设数据的对比可以便于数据的分析，并且提高数据分析的准确性。
可选地，所述数据处理模块、数据预设模块、数据对比模块和数据分析模块可以是单独的模块，也可以软件的形式通过计算机实现，所述计算机设置在测试台上方一侧。
计算机设置在测试台上，形成一体式结构，可以节省空间，方便观察试验过程，操作方便。
可选地，所述加速度传感器和应变片均电性连接在数据采集模块上，所述数据采集模块与数据处理模块电性连接，所述数据处理模块和数据预设模块均与数据对比模块电性连接，所述数据对比模块与数据分析模块电性连接。
本发明还提供一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试方法，包括：
步骤1、安装：将墙体安装到安装板上，将多个加速度传感器和多个应变片安装到墙体预设的多个安装点上，启动计算机、加速度传感器和应变片；
步骤2、测试：启动电机，电机带动凸轮转动，凸轮反复顶动安装板，安装板带动移动板和墙体在固定槽内往复运动，多个加速度传感器和多个应变片将墙体上对应多个检测点的检测数据传输给计算机；
步骤3、分析：计算机将比对后的数据进行分析，判断墙体的抗震性能测试是否达到要求；
步骤4、添加风载分析：开启风机对墙体进行吹风，重复步骤2，在墙体受到风力影响时，再次对墙体的加速度和应变值进行测试，然后重复步骤3，将测试结果再次进行对比和分析，判断墙体在受到风力影响时的抗震性能测试是否达到要求；
步骤5、添加重载分析：将多个挂载块安装到墙体上，重复步骤2，在墙体受到载体重力影响时，再次对墙体的加速度和应变值进行测试，然后重复步骤3，将测试结果再次进行对比和分析，判断墙体在受到载体重力影响时的抗震性能测试是否达到要求。
实施例
如图1至图5所示，本发明提供一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试系统，该系统包括：
测试台1；
数据采集模块，设置在测试台1上，用于采集受试墙体的试验数据；
数据处理模块，用于对数据采集模块采集的受试墙体的试验数据进行整合处理并将其输入数据对比模块中；
数据预设模块，用于输入墙体的预设参数数据，并将墙体的预设参数数据输入数据对比模块中；
数据对比模块，用于将受试墙体的试验数据与墙体的预设参数数据进行对比；
数据分析模块，用于分析数据对比模块中输出的数据对比结果，根据两种数据的对比结果判断墙体的抗震性能是否达到要求。
在本实施例中，所述测试台1的顶部开设有固定槽11，所述固定槽11内安装有移动板12，所述移动板12的顶部连接有安装板2，所述移动板12两侧均设置有弹簧13，所述固定槽11一侧设置有电机槽14所述电机槽14内部设置有电机3，所述电机3输出轴上安装有凸轮4，所述凸轮4与安装板2相接触，所述测试台1上方一侧设置有风机9，所述测试台1上方一侧设置有多个挂载块10。
在本实施例中，所述安装板2上方安装墙体6，所述弹簧13一端与固定槽11内壁固定连接，所述移动板12与固定槽11滑动配合，所述凸轮4形状与安装板2接触处形状相适配。
在本实施例中，所述数据采集模块包括加速度采集单元和应变值采集单元，分别用于采集受试墙体的加速度数据和应变值数据。
在本实施例中，所述加速度采集单元包括加速度传感器7，多个加速度传感器7安装在所述墙体6上，所述应变值采集单元包括应变片8，多个应变片8安装在墙体6上。
在本实施例中，所述数据预设模块包括加速度预设单元和应变值预设单元，分别用于输入墙体的加速度预设数据和应变值预设数据。
在本实施例中，所述数据对比模块包括加速度对比单元和应变值对比单元，分别用于将受试墙体的加速度数据和应变值数据与墙体的加速度预设数据和应变值预设数据进行对比。
在本实施例中，所述数据处理模块、数据预设模块、数据对比模块和数据分析模块可以是单独的模块，也可以软件的形式通过计算机5实现，所述计算机5设置在测试台1上方一侧。
在本实施例中，所述加速度传感器7和应变片8均电性连接在数据采集模块上，所述数据采集模块与数据处理模块电性连接，所述数据处理模块和数据预设模块均与数据对比模块电性连接，所述数据对比模块与数据分析模块电性连接。
本实施例还提供一种复合墙结构低周反复荷载抗震性能测试方法，包括：
步骤1、安装：将墙体6安装到安装板2上，将多个加速度传感器7和多个应变片8安装到墙体6预设的多个安装点上，以便对墙体不同位置的加速度数据和应变值数据进行测量，通过多个不同位置的测量，使得测试结果更加准确，启动计算机5、加速度传感器7和应变片8，准备进行测试；
步骤2、测试：启动电机3，电机3带动凸轮4转动，凸轮4反复顶动安装板2，安装板2带动移动板12和墙体6在固定槽11内往复运动，移动板两侧的弹簧13的设置可以增加震动频率，多个加速度传感器7和多个应变片8对墙体6上对应多个检测点进行检测并将检测数据传输给数据采集模块；
步骤3、分析：数据采集模块将采集到的测试数据输入数据处理模块内，测试数据在数据处理模块内整合后输入数据对比模块，并且与数据预设模块内预设的预设数据进行对比，提高数据的准确性，数据分析模块将比对后的数据进行分析，判断墙体6的抗震性能测试是否达到要求，若墙体6上加速度的最大值和应变值的最大值均小于预设值，则墙体6的抗震性能达到要求；
步骤4、添加风载分析：开启风机9对墙体6进行吹风，重复步骤2，在墙体6受到风力影响时，再次对墙体6的加速度和应变值进行测试，然后重复步骤3，将测试结果再次进行对比和分析，判断墙体6在受到风力影响时的抗震性能测试是否达到要求，若此时墙体6上加速度的最大值和应变值的最大值均小于预设值，则墙体6在受风载时的抗震性能达到要求；
步骤5、添加重载分析：将多个挂载块10安装到墙体6上，重复步骤2，在墙体6受到载体重力影响时，再次对墙体6的加速度和应变值进行测试，然后重复步骤3，将测试结果再次进行对比和分析，判断墙体6在受到载体重力影响时的抗震性能测试是否达到要求，若此时墙体6上加速度的最大值和应变值的最大值均小于预设值，则墙体6在受重载时的抗震性能达到要求。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。