0041]所述地梁11通过地锚栓固定于地面，其长度方向与所述试验钢梁70垂直，上表面焊接有4个连接耳板，耳板与所述地梁11长度方向平行；所述三角形刚体13为钢板焊接组合而成的空心刚体，位于两侧的钢板上分别有三个孔洞，顶部两个用于连接斜杆12，底部孔洞用于连接过渡装置20 ;所述斜杆12为钢连杆，下端通过销钉分别铰接于所述地梁11上部的耳板，上端通过销钉铰接于所述三角形刚体13侧板上部圆孔。
[0042]所述过渡装置20包含一槽型金属件和两个滚子轴承，槽型金属件顶部焊接一螺杆，用于连接所述拉力千斤顶30，槽型金属件的两个侧板开圆孔，所述滚子轴承安装于槽型金属件的侧板圆孔内。
[0043]所述拉力千斤顶30用于施加竖向荷载，下部与所述过渡装置20连接，上部与所述加载框40下横梁上的耳板连接。
[0044]所述加载框40为金属制成的矩形框，包括上下横梁与左右立柱，，下横梁上焊接耳板，用于连接所述拉力千斤顶30。
[0045]所述试验钢梁70穿过加载框的中部。
[0046]所述力传感器50位于所述加载框40上横梁与所述加载球铰60之间，通过连接螺杆80与所述加载框40上横梁连接，用于测量施加到所述试验钢梁70上的荷载。
[0047]所述加载球铰60由放置于所述试验钢梁上表面的凹球面和固定于所述加载框40上横梁，位于所述力传感器50下方的凸球面组成:
[0048]所述凹球面为下表面水平，上表面具有球窝的金属圆块；所述凸球面是连接于钢板上具有球头的金属短柱，通过连接螺杆80与所述加载框40上横梁连接。
[0049]工作原理
[0050]参见图2，当梁整体失稳时，加载点处截面要发生侧向移动及扭转，试验的加载装置必须能适应这种变形，同时保证所施加的荷载竖直向下。
[0051 ] 本发明设计了一个四连杆机构1，如图3所示，所述实验钢梁70失稳前，所述加载球铰60、力传感器50、拉力千斤顶30、四连杆机构11的轴线重合，所述斜杆12轴线延长线交点位于所述拉力千斤顶30轴线上，所述拉力千斤顶30竖直向下。当所述实验钢梁70整体失稳发生侧移时，如图4所示，所述实验钢梁70带动所述加载框40和所述拉力千斤顶30侧向位移，所述四连杆机构10的各杆件发生相对转动，以适应所述加载框40的侧移。同时，所述斜杆12轴线线延长线交点依然位于所述拉力千斤顶30轴线上，但位置发生变化，所述拉力千斤顶30轴线发生倾斜，但当所述四连杆机构10各杆件及所述三角形刚体13的几何尺寸选择适当时，所述拉力千斤顶30轴线会发生倾斜角极小，从而保证荷载竖直向下。
[0052]本发明还设计了一个加载球铰60，其工作原理如图6，当所述实验钢梁70整体失稳而发生扭转时，所述加载球铰60的凸球面与凹球面发生相对转动，由于凸球面半径略小于凹球面，接触面积小，且凹球面内涂油脂，使得凸球面与凹球面之间的转动刚度极小，从而释放了对所述试验钢梁70的扭转约束。
【主权项】
1.一种钢梁整体稳定承载力试验的加载装置，其特征在于:包括四连杆机构(10)、过渡装置(20)、拉力千斤顶(30)、加载框(40)、力传感器(50)、加载球铰(60)、试验钢梁(70)。 所述四连杆机构(10)包括锚固于地面上的地梁(11)、斜杆(12)和三角形刚体(13): 所述地梁(11)通过地锚栓固定于地面，其长度方向与所述试验钢梁(70)垂直，上表面焊接有4个连接耳板，耳板与所述地梁(11)长度方向平行；所述三角形刚体(13)为钢板焊接组合而成的空心刚体，位于两侧的钢板上分别有三个孔洞，顶部两个用于连接斜杆(12)，底部孔洞用于连接过渡装置(20);所述斜杆(12)为钢连杆，下端通过销钉分别铰接于所述地梁(11)上部的耳板，上端通过销钉铰接于所述三角形刚体(13)侧板上部圆孔。 所述过渡装置(20)包含一槽型金属件和两个滚子轴承，槽型金属件顶部焊接一螺杆，用于连接所述拉力千斤顶(30)，槽型金属件的两个侧板开圆孔，所述滚子轴承安装于槽型金属件的侧板圆孔内。 所述拉力千斤顶(30)用于施加竖向荷载，下部与所述过渡装置(20)连接，上部与所述加载框(40)下横梁上的耳板连接。 所述加载框(40)为金属制成的矩形框，包括上下横梁与左右立柱，，下横梁上焊接耳板，用于连接所述拉力千斤顶(30)。 所述试验钢梁(70)穿过加载框的中部。 所述力传感器(50)位于所述加载框(40)上横梁与所述加载球铰￠0)之间，通过连接螺杆(80)与所述加载框(40)上横梁连接，用于测量施加到所述试验钢梁(70)上的荷载。 所述加载球铰￠0)由放置于所述试验钢梁上表面的凹球面和固定于所述加载框(40)上横梁，位于所述力传感器(50)下方的凸球面组成: 所述凹球面为下表面水平，上表面具有球窝的金属圆块；所述凸球面是连接于钢板上具有球头的金属短柱，通过连接螺杆(80)与所述加载框(40)上横梁连接。2.根据权利要求1所述的一种钢梁整体稳定承载力试验的加载装置，其特征在于:所述三角形刚体(13)由两侧侧板与连接钢板焊接而成的空心刚体，两侧板之间的距离略大于所述过渡装置(20)宽度。3.根据权利要求1所述的一种钢梁整体稳定承载力试验的加载装置，其特征在于:所述斜杆(12)与所述地梁(11)耳板、三角形刚体(13)之间的连接采用销轴连接，间隙配合。4.根据权利要求1所述的一种钢梁整体稳定承载力试验的加载装置，其特征在于:所述拉力千斤顶(30)通过所述过渡装置(20)与所述四连杆机构(10)中的三角形刚体(13)上的。5.根据权利要求1所述的一种钢梁整体稳定承载力试验的加载装置，其特征在于:所述拉力千斤顶(30)上端是通过销轴与所述加载框(40)下横梁上的耳板连接。6.根据权利要求1所述的一种钢梁整体稳定承载力试验的加载装置，其特征在于:所述加载球铰￠0)的凸球面直径略小于凹球面直径。
【专利摘要】一种钢梁整体稳定承载力试验的加载装置:包括四连杆机构、过渡装置、千斤顶、加载框、力传感器加载球铰。所述四连杆机构包括地梁、斜杆和三角形刚体；所述过渡装置与所述四连杆机构与千斤顶连接，将千斤顶的荷载传递给四连杆机构。所述加载框为金属制成的矩形框。所述加载球铰由一个凹球面和一个凸球面组成。本发明的有益效果在于能很好的模拟无侧向约束钢梁整体稳定试验中，加载点处钢梁的约束情况，使试验结果更加准确。具体来讲，本发明通过四连杆机构的侧向变形释放对钢梁侧向位移的约束，并保持荷载竖直向下；通过加载球铰中凹球面与凸球面之间的相对转动释放对钢梁扭转约束。
【IPC分类】G01M13/00
【公开号】CN105092222
【申请号】CN201510344326
【发明人】熊刚, 杨波, 周淑容, 聂诗东, 徐国友, 胡鹰, 陈永庆, 游泽政, 孟凡涛, 张筠
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月19日