木质材料连接结构的节点试验装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种木质材料连接结构的节点试验装置，包括：可调节开口钳台、压头、压紧螺栓、下卡头、上卡头顶板、上卡头、固定夹板、可移动夹板和紧固螺栓。压紧螺栓与压头相连用于驱动压头压紧试件；下卡头与可调节开口钳台的底部相连；固定夹板安装在上卡头顶板上且向下延伸；可移动夹板与固定夹板相对地设在上卡头顶板上且相对于固定夹板可移动，用于与固定夹板夹持试件的夹心板；紧固螺栓用于穿过固定夹板和可移动夹板，用于使固定夹板和可移动夹板夹紧夹心板。根据本发明木质材料连接结构的节点试验装置，适应不同木质夹心板厚度、不同规格材尺寸。并且提供了更强的夹持力，能够对钉节点进行单调加载和低周往复加载试验。
【专利说明】木质材料连接结构的节点试验装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种试验装置，具体地涉及配套于力学试验机上的针对轻型木结构夹板木剪力墙的钉连接节点试验的夹具。
【背景技术】
[0002]夹板木剪力墙体系(MIDPLY)的墙体由双层墙骨柱、三层木质板材排列而成(依次为内墙板-墙骨柱-夹心板-墙骨柱-外墙板)。相较于以往的轻型木结构剪力墙，夹板木剪力墙结构的各项性能有很大的提升。
[0003]钉连接节点性能对于轻型木结构非常重要，通过节点的试验，分析其强度大小，不仅能节约材料，并且对墙体的整体强度分析具有十分重要的意义。同时，钉连接节点试验参数也是对墙体进行有限元分析过程中必不可少的数据。相关技术中的钉连接节点试验中，一般都是对轻型木结构的基本钉连接形式进行节点力的试验，而对于夹板木剪力墙结构的钉节点试验很少开展，尤其是没有针对夹板木剪力墙结构的钉节点试验装置。此外，因钉节点的强度很大，若采用一般的钉连接节点试验装置不能较好地夹持试件，在节点破坏前，容易造成夹心板(常用胶合板和定向刨花板)与夹具连接处提前破坏，不能有效测试出钉连接节点的力-位移参数。
【发明内容】
[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种可配套于力学试验机上、用于测试夹板木剪力墙钉连接节点特性参数且能够适用不同规格尺寸试件的试验夹具。
[0005]根据本发明实施例的木质材料连接结构的节点试验装置，包括:可调节开口钳台、压头、压紧螺栓、下卡头、上卡头顶板、上卡头、定夹板、可移动夹板和紧固螺栓。所述可调节开口钳台内具有用于容纳试件的容纳腔；所述压头设在所述容纳腔内；所述压紧螺栓配合在所述容纳腔的顶壁上的螺纹孔内且与所述压头相连，用于驱动所述压头压紧所述试件；所述下卡头与所述可调节开口钳台的底部相连；所述上卡头顶板位于所述可调节开口钳台上方；所述上卡头设在所述上卡头顶板上；固所述固定夹板安装在所述上卡头顶板上且向下延伸；所述可移动夹板与所述固定夹板相对地设在所述上卡头顶板上且相对于所述固定夹板可移动，用于与所述固定夹板夹持所述试件的夹心板；所述紧固螺栓用于穿过所述固定夹板和所述可移动夹板，用于使所述固定夹板和所述可移动夹板夹紧所述夹心板。
[0006]根据本发明木质材料连接结构的节点试验装置，适应不同木质夹心板厚度、不同规格材尺寸。并且提供了更强的夹持力，能够对钉节点进行单调加载和低周往复加载试验。
[0007]根据本发明的一个实施例，木质材料连接结构的节点试验装置还包括下卡头底板，所述可调节开口钳台设在所述下卡头底板上且所述可调节开口钳台在所述下卡头底板上位置可调以改变所述可调节开口钳台的开口大小，所述下卡头与所述下卡头底板相连。
[0008]根据本发明的一个实施例，木质材料连接结构的节点试验装置还包括托板和螺杆，所述螺杆连接所述托板和所述上卡头顶板，所述托板具有用于伸出所述夹心板的凹槽。
[0009]根据本发明的一个实施例，所述下卡头底板上设有底板滑槽，所述可调节开口钳台通过穿过所述底板滑槽的螺栓位置可调地设在所述下卡头底板上。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述上卡头顶板上设有顶板滑槽，所述可移动夹板可滑动地配合在所述顶板滑槽内。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为根据本发明实施例的木质材料连接结构的节点试验装置的示意图。
[0012]图2为图1所示木质材料连接结构的节点试验装置的左视图。
[0013]图3为根据本发明实施例的木质材料连接结构的节点试验装置的上卡头顶板的示意图。
[0014]图4为根据本发明实施例的木质材料连接结构的节点试验装置的可移动夹板的示意图。
[0015]图5为根据本发明实施例的木质材料连接结构的节点试验装置的托板的示意图。
[0016]图6是图5所示托板的俯视图。
[0017]图7为根据本发明实施例的木质材料连接结构的节点试验装置的下卡头底板的示意图。
[0018]附图标记:夹具100，上卡头1，上卡头顶板2，紧固螺栓3，可移动夹板4，固定夹板5，压紧螺栓6，压头7，可调节开口钳台8，螺杆9，托板10，下卡头底板11，可拆卸式螺栓12，下卡头13，夹心板14，试件15，底板滑槽1101，顶板滑槽201。
【具体实施方式】
[0019]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0020]下面参照附图详细描述本发明实施例的木质材料连接结构的节点试验装置100。
[0021]如图1和图2所示，根据本发明木质材料连接结构的节点试验装置100，包括:可调节开口钳台8、压头7、压紧螺栓6、下卡头13、上卡头顶板2、上卡头1、固定夹板5、可移动夹板4和紧固螺栓3。
[0022]具体而言，可调节开口钳台8内具有用于容纳试件的容纳腔。压头7设在容纳腔内，可以通过压头7与可调节开口钳台8配合压紧试件。压紧螺栓6配合在容纳腔的顶壁上的螺纹孔内且与压头7相连，用于驱动压头7压紧试件，通过压紧螺栓6可以驱动压头7移动，从而实现通过压头压紧或松开试件的目的。下卡头13与可调节开口钳台8的底部相连。上卡头顶板2位于可调节开口钳台8上方。上卡头I设在上卡头顶板2上。固定夹板5安装在上卡头顶板2上，且固定夹板5向下延伸。可移动夹板4与固定夹板5相对地设在上卡头顶板2上，且可移动夹板4相对于固定夹板5可移动，用于与固定夹板5夹持试件的夹心板14。紧固螺栓3用于穿过固定夹板5和可移动夹板4，用于使固定夹板5和可移动夹板4夹紧夹心板14。
[0023]根据本发明木质材料连接结构的节点试验装置100，适应不同木质夹心板厚度、不同规格材尺寸。并且提供了更强的夹持力，能够对钉节点进行单调加载和低周往复加载试验。
[0024]如图1和图2所示，在本发明的一些实施例中，木质材料连接结构的节点试验装置100还包括下卡头底板11，可调节开口钳台8设在下卡头底板11上且可调节开口钳台8在下卡头底板11上位置可调以改变可调节开口钳台8的开口大小，下卡头13与下卡头底板11相连。
[0025]进一步的，如图1和图2所示，木质材料连接结构的节点试验装置100还包括托板10和螺杆9，螺杆9连接托板10和上卡头顶板2，托板10具有用于伸出夹心板14的凹槽。
[0026]如图7所示，下卡头底板11上设有底板滑槽1101，可调节开口钳台8通过穿过底板滑槽1101的螺栓位置可调地设在下卡头底板11上。
[0027]如图3所示，上卡头顶板2上设有顶板滑槽201，可移动夹板4可滑动地配合在顶板滑槽201内。
[0028]本发明目的在于设计一种可配套于力学试验机上，用于测试轻型木结构夹板木剪力墙钉连接节点特性参数的，能够适用不同规格尺寸试件的试验夹具。
[0029]本发明装置包括上卡头，与上卡头固定连接的夹板，与该夹板对应的可拆卸滑动式夹板，该两夹板通过可拆卸式螺栓相连接，通过两根通长螺杆与上顶板相连的底部托板；下方夹具为可调整开口大小的钳台，通过四个螺栓固定于底板上，可以自由调整两个钳台之间的间距，底板下方是下加载头。
[0030]当采用不同厚度OSB板或者胶合板与规格材依据规格材-夹心板-规格材的顺序钉接时，用四组螺栓穿过夹心板与两个夹板，使三者固定，规格材采用两组钳台夹持住，通过调整两个钳台之间的间距，来适应不同厚度的夹心板。并用托板抵住夹心板下沿，通过两根通长螺杆，托板与上顶板连接，夹具的上下卡头与力学试验机的上下夹头固定。通过拉伸试验，测出钉连接节点处的参数。
[0031]当试件采用的是不同尺寸的规格材时，通过调整钳台开口大小能够适应此类变化，用四组螺栓穿过夹心板与两个夹板，使三者固定，并用托板抵住夹心板下沿，通过两根通长螺杆，托板与上顶板连接，夹具的上下卡头与力学试验机的上下夹头固定。通过拉伸试验，测出钉连接节点处的参数。
[0032]为了增强夹具对板的夹持力，特设计了托板，将夹心板底部包裹，使得夹心板整体受力，以防止夹心板的提前破坏。
[0033]本发明既能适用标准木结构剪力墙钉节点试验，也适用于一种特殊构造的夹心木结构剪力墙(MIDPLY)的钉节点试验。包括上卡头，及与上卡头固定连接的夹板，与该夹板对应的可拆卸滑动式夹板，该两夹板通过可拆卸式螺栓相连接，通过两根通长螺杆与上顶板相连的底部托板；下方夹具为可调整开口大小的钳台，通过四组螺栓固定于底板上，可以自由调整两个钳台之间的间距，底板下方是下卡头。本发明设计能够方便进行夹板木剪力墙钉节点试验，适应不同木质夹心板厚度、不同规格材尺寸。并且提供了更强的夹持力，能够对钉节点进行单调加载和低周往复加载试验。
[0034]如图1、2所示，主要由上卡头1、卡头顶板2、紧固螺栓3、可移动夹板4、固定夹板5、压紧螺栓6、压头7、可调节开口钳台8、两组通长螺杆9、托板10、下卡头底板11、两组可拆卸式螺栓12、下卡头13组成。
[0035]上卡头I和下卡头13均有横向连接孔，孔尺寸与力学试验机连接相契合。
[0036]可移动夹板4的上部与上卡头顶板2卡住，在上卡头顶板2处有卡槽，可移动夹板4能够依据中间夹心板14的厚度，左右滑动进行调节。固定夹板5焊接于上卡头顶板2，在夹心板14与夹板开孔相应位置钻孔，将紧固螺栓3依次穿过可移动夹板4、夹心板14以及固定夹板5，并拧紧。
[0037]如图3、4所示，上卡头顶板2有L型凹槽(即顶板滑槽201)，可滑动夹板4穿过该凹槽，卡住上卡头顶板2。
[0038]将试件置于钳台卡头中间，旋转压紧螺栓6推动压头7移动，将试件15卡紧。
[0039]可调节开口钳台8通过可拆卸螺栓12与下卡头底板11相连接，下卡头底板11有通长的凹槽，可调节开口钳台8可以相应的移动，以适应不同厚度的夹心板14。
[0040]通长螺杆9其中一端穿过上卡头顶板2，另外一端穿过托板10，并使用螺帽拧紧。其中托板10托住夹心板14。
[0041]如图5、6所示，托板10中间构造有凹槽，以适应夹心板14，使其保持垂直状态。
[0042]下卡头底板11与下卡头13通过焊接固定在一起。
[0043]如图7所示，下卡头底板11构造有底板滑槽1101，可调节开口钳台8可以依此调整位置，再用螺栓固定，以适应不同厚度的夹心板14。
[0044]测试时，下卡头13连接于力学试验机底部，可调节开口钳台8固定住试件保持不动，通过拉伸与上卡头I相连的夹心板14，使得夹心板14与试件15的钉连接破坏，获得相应的夹板木剪力墙钉连接节点的参数。
[0045]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0046]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0047]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0048]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0049]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0050]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种木质材料连接结构的节点试验装置，其特征在于，包括: 可调节开口钳台，所述可调节开口钳台内具有用于容纳试件的容纳腔； 压头，所述压头设在所述容纳腔内； 压紧螺栓，所述压紧螺栓配合在所述容纳腔的顶壁上的螺纹孔内且与所述压头相连，用于驱动所述压头压紧所述试件； 下卡头，所述下卡头与所述可调节开口钳台的底部相连； 上卡头顶板，所述上卡头顶板位于所述可调节开口钳台上方； 上卡头，所述上卡头设在所述上卡头顶板上； 固定夹板，所述固定夹板安装在所述上卡头顶板上且向下延伸； 可移动夹板，所述可移动夹板与所述固定夹板相对地设在所述上卡头顶板上且相对于所述固定夹板可移动，用于与所述固定夹板夹持所述试件的夹心板； 紧固螺栓，所述紧固螺栓用于穿过所述固定夹板和所述可移动夹板，用于使所述固定夹板和所述可移动夹板夹紧所述夹心板。
2.根据权利要求1所述的木质材料连接结构的节点试验装置，其特征在于，还包括下卡头底板，所述可调节开口钳台设在所述下卡头底板上且所述可调节开口钳台在所述下卡头底板上位置可调以改变所述可调节开口钳台的开口大小，所述下卡头与所述下卡头底板相连。
3.根据权利要求2所述的木质材料连接结构的节点试验装置，其特征在于，还包括托板和螺杆，所述螺杆连接所述托板和所述上卡头顶板，所述托板具有用于伸出所述夹心板的凹槽。
4.根据权利要求2所述的木质材料连接结构的节点试验装置，其特征在于，所述下卡头底板上设有底板滑槽，所述可调节开口钳台通过穿过所述底板滑槽的螺栓位置可调地设在所述下卡头底板上。
5.根据权利要求1所述的木质材料连接结构的节点试验装置，其特征在于，所述上卡头顶板上设有顶板滑槽，所述可移动夹板可滑动地配合在所述顶板滑槽内。
【文档编号】G01N3/04GK104390843SQ201410635449
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】董伟博, 高颖, 朱婉容, 朱旭东, 吴玉璇, 郭兆霞, 袁廷阁, 许若 申请人:北京林业大学