大型多功能結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)2000噸

大型多功能結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)2000噸

本系統(tǒng)主要由七部分組件組成： 2000噸多功能反力框架，靜態(tài)電液伺服加載作動(dòng)器；主機(jī)閥臺(tái)及管路；控制系統(tǒng)；回字形加載框架；試驗(yàn)配套設(shè)備；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

一、2000噸多功能反力框架

1.1、主機(jī)采用框架結(jié)構(gòu)，橫梁通過液壓自動(dòng)升降裝置以調(diào)整試驗(yàn)空間，主機(jī)立柱與上下橫梁采用預(yù)應(yīng)力鎖緊，保證主機(jī)框架在拉壓加載時(shí)不會(huì)產(chǎn)生間隙。

1.2、主框架最大垂向壓力不小于：20000kN，最大垂向拉力不小于：6000kN；主框架水平向承載力不小于：6000kN，拉4000kN，

1.3、試驗(yàn)空間不小于：

寬：5000mm（立柱內(nèi)側(cè)間距），深：3900mm，高5000mm(作動(dòng)器底部至底座頂面) ，加長(zhǎng)試驗(yàn)空間內(nèi)側(cè)尺寸（長(zhǎng)*寬）：13500mm*1900mm；

試驗(yàn)空間高度調(diào)節(jié)范圍不窄于：1500~5000mm，分級(jí)調(diào)整（每級(jí)高度500mm）。

主機(jī)須依據(jù)實(shí)驗(yàn)室預(yù)留基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工，不需額外改造。

1.4、最大載荷下（20000kN壓力）主機(jī)框架的最大變形不大于1/1000，提供垂向和左右兩側(cè)水平向同時(shí)加載時(shí)整機(jī)的有限元分析報(bào)告

1.5、主機(jī)框架外前后側(cè)向環(huán)形支撐，整體最大高度不小于4000mm。其中高度≤2500mm時(shí)，滿足最大推力不小于4000kN，高度在2500mm~4000mm時(shí)，滿足最大推力不小于2000kN，前后側(cè)向支撐可沿承力地基移動(dòng)。配備各級(jí)作動(dòng)器連接及安裝固定裝置。

1.6、垂向加載作動(dòng)器安裝在橫梁上，要求具備沿水平力作用方向主動(dòng)伺服跟動(dòng)加載的能力，提供實(shí)施方案掃描件

1.7、水平向電液伺服作動(dòng)器安裝在主機(jī)框架單側(cè)支撐上，配置沿垂直方向主動(dòng)伺服跟動(dòng)加載系統(tǒng)，提供實(shí)施方案掃描件

1.8、主機(jī)試驗(yàn)底座臺(tái)面上應(yīng)合理布置錨孔，間距600mm（與現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室反力臺(tái)座孔距一致）；所配置的連接螺桿數(shù)量不低于20根；應(yīng)可與實(shí)驗(yàn)室已配備的節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)輔具配套使用；配備水平滑移限位裝置。

1.9、側(cè)向環(huán)形加載支撐在豎向平面內(nèi)夾角不窄于0~ ±45°，水平面內(nèi)夾角不窄于0~±30°。主框架及側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)連接方式可靠、易用，標(biāo)明不同加載角度（45°、30°、20°）下的最大荷載及其變形，提供設(shè)計(jì)計(jì)算書掃描件

1.10配備無(wú)需外接電源或電池的，基于射頻能量收集的無(wú)源無(wú)線形變測(cè)量模塊，對(duì)框架變形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提供實(shí)施方案掃描件

1.11、提供整套系統(tǒng)的三維視圖掃描件，原件備查；對(duì)平面外加載提供可行性方案三維視圖掃描件，原件備查；提供平面外加載的詳細(xì)有限元分析報(bào)告掃描件，

1.12、提供滿足設(shè)備指標(biāo)要求的驗(yàn)收試樣輔具及改進(jìn)現(xiàn)有的運(yùn)送小車以滿足該加載設(shè)備運(yùn)輸試件的要求；試驗(yàn)試件就位所需軌道4根（井字排列）、手動(dòng)葫蘆不少于4個(gè)，單個(gè)軌道總承載力不小于16噸。

1.13、配備設(shè)備不同類型試驗(yàn)功能所需的實(shí)驗(yàn)支座、夾具等輔具各一組。需滿足試驗(yàn)類型包括：墻類實(shí)驗(yàn)、十字節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)、K型節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)、空間異型節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)、深梁試驗(yàn)、墻柱偏壓實(shí)驗(yàn)。

二、靜態(tài)電液伺服加載作動(dòng)器

2.1、20000kN垂向電液伺服加載作動(dòng)器，最大推力不小于：20000kN，最大拉力不小于：6000kN；最大行程：600mm (±300mm)；活塞桿頭部直接安裝球鉸支座及法蘭盤以實(shí)現(xiàn)與試件的連接；數(shù)量：1臺(tái)。

2.2、主框架單側(cè)水平向電液伺服加載作動(dòng)器，最大推力不小于6000kN、拉力不小于4000kN；最大行程不小于±400mm?；钊麠U頭部直接安裝球鉸支座及法蘭盤以實(shí)現(xiàn)與試件的連接；數(shù)量：1臺(tái)；另一側(cè)提供4000kN作動(dòng)器安裝底座，滿足現(xiàn)有4000kN作動(dòng)器要求。

2.3、1000kN水平向跟動(dòng)作動(dòng)器，最大推拉力不小于：±1000kN；最大行程±400mm；作動(dòng)器與20000kN垂向加載作動(dòng)器連接，實(shí)現(xiàn)該作動(dòng)器的水平向伺服跟動(dòng)；數(shù)量：1臺(tái)

2.4、1000kN垂向跟動(dòng)作動(dòng)器，最大推拉力不小于：±1000kN；最大行程：1800mm；作動(dòng)器與6000kN水平向加載作動(dòng)器連接，實(shí)現(xiàn)該作動(dòng)器的垂向主動(dòng)伺服跟動(dòng)；數(shù)量：1臺(tái)

2.5、20000kN垂向電液伺服加載作動(dòng)器、6000kN水平向電液伺服加載作動(dòng)器須滿足如下要求：

力測(cè)量精度不低于:±1%（4%--100%量程范圍內(nèi)）；20000kN力分辨率優(yōu)于1kN,6000kN力分辨率優(yōu)于0.5kN,

位移精度：≤0.05%FS，位移分辨率：0.01mm。

提供由中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)認(rèn)可的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)出具的作動(dòng)器所用力傳感器的校準(zhǔn)證書掃描件，原件備查。

2.6 伺服閥指標(biāo)：控制電壓：0~±10V；額定流量誤差（?PN=7Mpa）：≤10%；供油壓力最大：31.5MPa；階躍響應(yīng)時(shí)間：≤12ms，分辨率：≤0.1%，滯環(huán)：≤0.2%，閥流量保證活塞最大移動(dòng)速度≥150mm/min。

提供伺服閥的產(chǎn)品彩頁(yè)資料掃描件，原件備查。

三、主機(jī)閥臺(tái)及管路

3.1、本系統(tǒng)采用實(shí)驗(yàn)室已有的800L/min電液伺服油源系統(tǒng)，加載控制系統(tǒng)與該油源系統(tǒng)的PLC之間可以通過網(wǎng)線或RS232C串行口線連接，在控制器的計(jì)算機(jī)界面上監(jiān)控伺服油源的運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控操作。

3.2、油源至主機(jī)系統(tǒng)的管路以及主機(jī)上固定部分的管路采用無(wú)縫鋼管連接，主機(jī)移動(dòng)橫梁、主加載作動(dòng)器等采用高壓軟管連接；管道耐壓不低于32MPa.

提供管路系統(tǒng)的三維布置圖掃描件，原件備查。

四、控制系統(tǒng)

4.1、控制器采用工控計(jì)算機(jī)直接插卡式控制器，不得采用上下位微機(jī)控制器，防止因通訊連接不可靠引起的作動(dòng)器失控?fù)p壞試樣而導(dǎo)致危險(xiǎn)。

4.2、至少具備6個(gè)前向控制通道和12個(gè)反饋通道，應(yīng)可實(shí)現(xiàn)試樣的6通道同步、異步加載控制和垂向主作動(dòng)器和水平作動(dòng)器的主動(dòng)跟動(dòng)控制；12個(gè)通道的模擬輸出。控制系統(tǒng)的主要參數(shù)（荷載、位移等）能通過模擬輸出及數(shù)字輸出等形式將系統(tǒng)信號(hào)傳輸給外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)與外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行同步采集的功能要求。

4.3、控制器應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)垂向與水平向加載的主動(dòng)伺服跟動(dòng)控制，保證在加載的過程中，垂向加載作動(dòng)器可以水平向的主動(dòng)伺服跟動(dòng)，水平向加載作動(dòng)器可以完成垂向的主動(dòng)伺服跟動(dòng)，提供設(shè)計(jì)方案圖掃描件，原件備查。

4.4、配備試驗(yàn)力、位移兩個(gè)閉環(huán)控制回路，兩種控制模式之間可在任何情況下平滑切換。具備可編程試驗(yàn)功能。

4.5、控制軟件在Windows 10系統(tǒng)環(huán)境下應(yīng)具有良好的兼容性和人機(jī)交互界面。

4.6、此系統(tǒng)可適配采購(gòu)人已采購(gòu)的組合式雙1000噸多功能多通道電液伺服加載試驗(yàn)系統(tǒng)所配備的作動(dòng)器，所配備的控制系統(tǒng)可以與本項(xiàng)目的控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)加載試驗(yàn)功能，并可進(jìn)行多個(gè)子結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程擬動(dòng)力協(xié)同試驗(yàn)，提供設(shè)計(jì)圖掃描件原件備查。

4.7、提供虛擬仿真系統(tǒng)，功能包括：虛擬場(chǎng)景、試驗(yàn)原理、設(shè)備高度調(diào)整、試驗(yàn)加載操作介紹。

4.8、軟件具有保護(hù)功能，當(dāng)因意外情況導(dǎo)致試驗(yàn)中斷時(shí)，自動(dòng)保護(hù)，用戶可以在中斷點(diǎn)重啟繼續(xù)試驗(yàn)。當(dāng)試驗(yàn)力超過每檔最大試驗(yàn)力時(shí)過載保護(hù)，系統(tǒng)卸荷；當(dāng)活塞位移達(dá)到上下極限位置時(shí)行程保護(hù)，油泵電機(jī)停機(jī)。

4.9、試驗(yàn)軟件能進(jìn)行單層和多高層建筑結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)和子結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)，試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)可以取單個(gè)柱構(gòu)件，也可以取單個(gè)樓層或多個(gè)連續(xù)樓層。

4.10、結(jié)構(gòu)建?；诖?lián)多自由度模型，每個(gè)樓層可包含多個(gè)柱構(gòu)件。柱構(gòu)件的模擬包含多種非線性滯回模型，如：理想彈塑性模型、旗形模型、二折線模型、三折線模型和四折線模型，可以實(shí)現(xiàn)剛度和強(qiáng)度退化、捏攏效應(yīng)等非線性特征的模擬。

4.11、軟件具有結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)時(shí)程分析功能和柱構(gòu)件擬靜力加載模擬功能，便于用戶在擬動(dòng)力試驗(yàn)前對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件模型進(jìn)行檢查。

4.12、軟件具有試驗(yàn)數(shù)據(jù)可視化顯示功能，試驗(yàn)過程中能夠?qū)崟r(shí)時(shí)程曲線、滯回曲線、數(shù)值顯示及結(jié)構(gòu)振動(dòng)動(dòng)畫。

4.13、提供本招標(biāo)要求中列出的控制系統(tǒng)和擬動(dòng)力軟件連接進(jìn)行子結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)方案掃描件，原件備查。

4.14、提供靜態(tài)控制系統(tǒng)和擬動(dòng)力軟件連接進(jìn)行子結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)。

4.15、試驗(yàn)控制應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作系統(tǒng)，并應(yīng)具備以下功能：具有完整、可靠的安全保護(hù)裝置；當(dāng)試驗(yàn)力超過每檔最大試驗(yàn)力時(shí)過載保護(hù)，系統(tǒng)卸荷；當(dāng)活塞位移達(dá)到上下極限位置時(shí)行程保護(hù)，油泵電機(jī)停機(jī)。

五、回字形加載框架

5.1、利用實(shí)驗(yàn)室原有承載力2000噸的主橫梁，擴(kuò)展為回字型框架的上下橫梁使用；上下橫梁組合可作為2000噸橫梁承載使用，配備相應(yīng)的連接件；

框架外形尺寸不小于：長(zhǎng)7000mm，高5200mm，厚度和現(xiàn)有主梁一致；框架柱腳需加寬以保證側(cè)向穩(wěn)定性。框架變形豎向及水平向受力時(shí)，撓度變形不大于0.1%。提供設(shè)計(jì)方案圖掃描件，原件備查。

5.2、框架垂向承載力不小于：3000kN，水平向承載力不小于： 600kN；提供在不改變現(xiàn)有橫梁尺寸情況下，擴(kuò)展到5000kN的實(shí)施方案及相應(yīng)輔具。

5.3、配備行程為±300mm的水平滑動(dòng)板或直線導(dǎo)軌，1個(gè)，最大磨阻不大于所受法向力的1%。

5.4、配備防護(hù)欄和鋼梯，保證試驗(yàn)安全和操作。

5.5、提供十字形、k字型，T字型節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)框架連接及支撐輔具，該加載框架的連接尺寸圖及三維視圖。

5.6、最大荷載下，加載框架整體有限元分析報(bào)告；

5.7、框架四周（立柱、頂梁及底梁）翼緣預(yù)留螺栓孔，為后續(xù)輔具、試件安裝提供條件。

5.8、根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有特點(diǎn)提供平面外抗傾覆設(shè)施，并提供計(jì)算書。

5.9、用于千斤頂連接反力架的鋼梁的傾斜支座，水平支座各2個(gè)，滿足梁、柱、十字型節(jié)點(diǎn)、K型節(jié)點(diǎn)、T字型節(jié)點(diǎn)等結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。

5.10、配置試件安裝就位所需葫蘆，不少于4個(gè)。

六、試驗(yàn)配套設(shè)備

6.1、液壓千斤頂：300t液壓?jiǎn)蜗蚯Ы镯斝谐?00mm，帶力傳感器，1只，用于豎向加載。

6.2、60噸拉壓千斤頂、30噸拉壓千斤頂各2只，行程均為±250mm，均帶力傳感器和內(nèi)置位移傳感器；

6.3、500噸壓力傳感器1只，提供由中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)認(rèn)可的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)出具的校準(zhǔn)證書掃描件，原件備查。

6.4、4通道高精度自動(dòng)液壓控制臺(tái)1套。

6.5、平面鉸支座1個(gè)，額定承載力≥250噸；允許偏轉(zhuǎn)角度：≤15°；轉(zhuǎn)動(dòng)方式：?jiǎn)蜗蜚q連接轉(zhuǎn)動(dòng)；可調(diào)節(jié)內(nèi)槽最大尺寸：400x400mm。

6.6、機(jī)械千斤頂：50噸4只、30噸2只, 10噸2只

6.7、拉線式位移計(jì)：量程：500mm 精度：1%FS, 12個(gè)；

拉線式位移計(jì)：量程：700mm 精度：1%FS, 4個(gè)；

拉線式位移計(jì)：量程：1000cm 精度：1%FS, 4個(gè)；

導(dǎo)桿位移計(jì)：量程：250各8只。

6.8 激光位移計(jì)：量程：300mm精度：優(yōu)于0.1%，各2只.

激光位移計(jì)：量程：500mm精度：優(yōu)于0.1%，各2只。

6.9 機(jī)械式磁力表座：量程：500mm, 40個(gè)；量程：1000mm, 40個(gè)。

七、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

7.用途：用于采集應(yīng)變、位移、力等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

7.1數(shù)采通道：總通道數(shù)不小于180通道，單臺(tái)不少于60通道，可進(jìn)行更多通道擴(kuò)展，滿足2000通道以上系統(tǒng)集成測(cè)試，同步精度200ns。

7.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器：24位A/D轉(zhuǎn)換器。

7.3每個(gè)通道均可以采集：1/4橋、半橋、全橋及應(yīng)變式位移傳感器、各種橋式力傳感器、電阻式傳感器。支持電壓信號(hào)輸入。

7.4支持應(yīng)變片電阻60~20000Ω；靈敏度系數(shù)1.0~3.0 自動(dòng)修正。

7.5導(dǎo)線電阻自動(dòng)修正功能，長(zhǎng)導(dǎo)線電阻修正范圍：0～100Ω。

7.6量程±60000με，分辨率0.1με

7.7精度：0.2%FS；應(yīng)變示值：≤0.5%±3με；非線性：≤0.1%FS。

7.8可以動(dòng)靜態(tài)采集，靜態(tài)每通道采樣頻率不小于1Hz，動(dòng)態(tài)最高200Hz。

7.9軟件要求：計(jì)算機(jī)完成自動(dòng)平衡、試采樣、單次采樣、定時(shí)采樣的控制，以及將任選兩測(cè)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)定義為 x 軸和 y 軸，邊采樣邊繪制成曲線，完成 x-y 記錄儀（滯回曲線）的功能。

7.10軟件中輸入橋路方式、應(yīng)變計(jì)電阻、導(dǎo)線電阻、應(yīng)變計(jì)靈敏度系數(shù)，軟件完成對(duì)測(cè)量結(jié)果的自動(dòng)修正；軟件中輸入被測(cè)試件材料的彈性模量和泊松比，軟件將完成應(yīng)力及兩片直角、三片 45°直角、60°等邊三角形、傘形、扇形等應(yīng)變花主應(yīng)力及方向的計(jì)算。

7.11零漂：不大于2με/4h。

7.12具有同步并行測(cè)試和分析功能，滿足1000通道以上系統(tǒng)集成測(cè)試，配套處理軟件通過對(duì)數(shù)據(jù)監(jiān)控與管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種結(jié)構(gòu)的性能測(cè)試和分析。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程多平臺(tái)匯編系統(tǒng)DFD，控制系統(tǒng)等外部設(shè)備接入系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制管理，滿足系統(tǒng)集成測(cè)試需求。

7.13支持網(wǎng)絡(luò)攝像頭視頻信號(hào)接入，視頻信號(hào)能夠和所有數(shù)據(jù)采集通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同屏顯示。在數(shù)據(jù)分析時(shí)，能夠協(xié)同采集數(shù)據(jù)查看當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)視頻圖像，便于多維度分析。

7.14自動(dòng)平衡范圍：±20000με（應(yīng)變計(jì)阻值的±2%）。