一种结构构件扭转试验方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种结构构件扭转试验方法及装置，本发明将结构构件试件的一端固定在结构构件扭转试验装置上，其另一端插进套筒中，在套筒的另一端连接有螺杆，该螺杆与扭转试验装置上的液压千斤顶固定连接，这样当液压千斤顶使螺杆进行轴向移动的同时，由于螺杆螺纹和套筒螺纹孔螺纹升角的存在，通过螺杆的螺纹与套筒螺纹孔的螺纹相互作用，即可产生一个垂直于套筒径向的分力，该分力对套筒产生一个转动力矩，从而通过套筒对结构构件试件的一端施加扭矩，通过这种方法即可对结构构件试件进行扭转试验。本发明从根本上解决了抗扭结构构件的理论问题和理论与实际应用结合的问题，特别适合于建筑工程大型结构构件的纯扭、弯扭、压扭试验研究使用。
【专利说明】一种结构构件扭转试验方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种结构构件扭转试验方法及装置，属于建筑工程结构构件抗扭性能测试【技术领域】。
【背景技术】
[0002]建筑结构构件抗扭是结构构件的主要性能之一，目前，由于缺乏可行的试验手段，结构构件抗扭的理论大多基于假定，且仅限于自由扭转，建筑规范所提供的抗扭计算方法也基本上没有实证的支持，长期以来这一直是结构理论的短板。因此现有的结构构件扭转试验的方式还是不能满足理论和实际应用的需要。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，提供一种结构简单、使用方便、测试准确、并适用于工程结构专业大型结构构件进行扭转试验的结构构件扭转试验方法及装置，以克服现有技术的不足。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:
本发明的一种结构构件扭转试验方法为，该方法在将结构构件试件进行扭转试验时，先将该结构构件试件的一端固定在结构构件扭转试验装置上，将结构构件试件的另一端通过套筒的一端插进该套筒中，并使插入套筒中的结构构件试件相对套筒只能作轴向移动而不能转动，在套筒的另一端设有螺纹孔，在套筒的螺纹孔中装有螺杆，该螺杆与安装在结构构件扭转试验装置上的液压千斤顶固定连接，这样在进行扭转试验时，当液压千斤顶使螺杆进行轴向移动的同时，由于螺杆螺纹和套筒螺纹孔螺纹升角的存在，通过螺杆的螺纹与套筒螺纹孔的螺纹相互作用，即可在套筒螺纹孔的螺纹上产生一个垂直于套筒径向的分力，该分力对套筒产生一个转动力矩，该转动力矩使套筒相对于螺杆产生转动，从而通过套筒对结构构件试件的一端施加扭矩，因结构构件试件的另一端是固定在结构构件扭转试验装置上的，在该端即可产生一个反向扭矩，通过这种方法即可对结构构件试件进行扭转试验。
[0005]在上述方法中，在将结构构件试件固定在结构构件扭转试验装置上时，在结构构件试件上连接有扭矩测试仪或变形测试仪。
[0006]根据上述方法构建并用于上述方法的本发明的一种结构构件扭转试验装置为，该装置包括试验机架，在试验机架的一端设有插接座，在插接座上设有用于插接和固定结构构件试件的插接座孔，在试验机架的另一端设有液压千斤顶，在液压千斤顶的顶杆上固定有螺杆，在螺杆上连接有套筒，在套筒的一端设有与螺杆连接的螺纹孔，在套筒的另一端设有用于插接结构构件试件的插接套孔。
[0007]在上述试验机架上、在插接座与螺杆之间设有定位座，在定位座上设有用于安装套筒的定位通孔，套筒能在定位通孔中转动或移动，在套筒上设有定位凸台。
[0008]在上述套筒上、在定位凸台与定位座之间装有止推轴承。
[0009]上述定位座固定在调节钢梁上，调节钢梁的两端分别通过调节螺栓与试验机架连接。
[0010]上述插接座的插接座孔和套筒的插接套孔的截面形状为正多边形孔或矩形孔。
[0011]上述的正多边形孔为正十二边形孔、正八边形孔、正六边形孔、正四边形孔或正三边形孔。
[0012]上述安装在试验机架上的液压千斤顶的数量为一个或两个，当液压千斤顶的数量为一个时，螺杆通过螺纹连接或焊接固定在液压千斤顶的顶杆上，且液压千斤顶的顶杆为只能做轴向移动而不能转动；当液压千斤顶的数量为两个时，螺杆通过连动横杆与两个液压千斤顶连接，连动横杆的两端通过螺纹连接或焊接分别与两个液压千斤顶的顶杆连接，螺杆通过螺纹连接或焊接固定在连动横杆上。
[0013]在上述插接座的插接座孔的底部安装有用于与压力测试仪连接的压力传感器；在液压千斤顶上设有压力表。
[0014]由于采用了上述技术方案，本发明能有效解决大型工程结构构件扭转试验的基本问题，从而以实证的方式对已有的扭转理论进行检验，且能进一步用实证的方法推动出更为合理的理论计算模型，从根本上解决抗扭结构构件的理论问题和理论与实际应用结合的问题。本发明特别适合于建筑工程大型结构构件的纯扭、弯扭、压扭试验研究使用，所适用于的大型结构构件包括钢筋混凝土、钢结构、木结构及其它材料制作的结构构件。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明装置采用一个液压千斤顶时的结构示意图；
图2是本发明装置采用两个液压千斤顶时的结构示意图；
图3是图1或图2的A部局部结构放大示意图。
[0016]图中的标记为:1_试验机架,2-插接座，2.1-插接座孔，3-液压千斤顶，4-螺杆，5-套筒，5.1-插接套孔，5.2-螺纹孔，5.3-定位凸台，6-定位座，6.1-定位通孔，7-止推轴承，8-调节钢梁，9-调节螺栓，10-连动横杆，11-压力传感器，12-结构构件试件。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
[0018]本发明的实施例:本发明的一种结构构件扭转试验方法为，可直接采用建筑工程所用的大型结构构件作为结构构件试件12，该大型结构构件包括现有技术中的钢筋混凝土、钢结构、木结构及其它材料制作的结构构件；在将结构构件试件进行扭转试验时，先将该结构构件试件的一端固定在结构构件扭转试验装置上，将结构构件试件的另一端通过套筒的一端插进该套筒中，并使插入套筒中的结构构件试件相对套筒只能作轴向移动而不能转动，在套筒的另一端设有螺纹孔，在套筒的螺纹孔中装有螺杆，该螺杆与安装在结构构件扭转试验装置上的液压千斤顶固定连接，这样在进行扭转试验时，当液压千斤顶使螺杆进行轴向移动的同时，由于螺杆螺纹和套筒螺纹孔螺纹升角的存在，通过螺杆的螺纹与套筒螺纹孔的螺纹相互作用，即可在套筒螺纹孔的螺纹上产生一个垂直于套筒径向的分力，该分力对套筒产生一个转动力矩，该转动力矩使套筒相对于螺杆产生转动，从而通过套筒对结构构件试件的一端施加扭矩，因结构构件试件的另一端是固定在结构构件扭转试验装置上的，在该端即可产生一个反向扭矩，通过这种方法即可对结构构件试件进行扭转试验。为了使用更加方便、及获得更加准确的测试数据，在将结构构件试件固定在结构构件扭转试验装置上时，在结构构件试件上连接上现有的扭矩测试仪或变形测试仪，这样既可直接得到结构构件试件所受的扭矩或变形的测试数据；其结构构件试件所受的扭矩也可根据液压千斤顶的压力表数据和所使用的结构构件试件、螺杆、套筒、螺杆螺纹及套筒螺纹孔螺纹等的几何尺寸数据按传统的计算方法计算出。
[0019]根据上述方法构建并用于上述方法的本发明的一种结构构件扭转试验装置的结构示意图如图1?图3所示，该装置包括采用工字钢或槽钢焊接成的试验机架1，在试验机架I的一端固定有一个插接座2，在插接座2上制作出用于插接和固定结构构件试件12的插接座孔2.1，在试验机架I的另一端固定有液压千斤顶3，在液压千斤顶3的顶杆上固定有螺杆4，在螺杆4上连接有套筒5，在套筒5的一端设有与螺杆4连接的螺纹孔5.2，在套筒5的另一端设有用于插接结构构件试件12的插接套孔5.1 ;制作时，可将插接座2的插接座孔2.1和套筒5的插接套孔5.1的截面形状制作为正多边孔形或矩形孔；当制作成正多边形孔时，该正多边形孔可制作为正十二边形孔、正八边形孔、正六边形孔、正四边形孔或正三边形孔。
[0020]实施时，安装在试验机架I上的液压千斤顶3的数量可为一个或两个，当液压千斤顶3的数量为一个时，将螺杆4通过螺纹连接或焊接的方式固定在液压千斤顶3的顶杆上，并采用现有技术中的液压千斤顶3的顶杆只能做轴向移动而不能转动的液压千斤顶；当液压千斤顶3的数量为两个时，将螺杆4通过连动横杆10与两个液压千斤顶3连接，即将连动横杆10的两端通过螺纹连接或焊接的方式分别与两个液压千斤顶3的顶杆连接，同时将螺杆4通过螺纹连接或焊接的方式固定在连动横杆10上。
[0021]为了测试方便，可在插接座2的插接座孔2.1的底部安装上用于与压力测试仪连接的压力传感器11 ;同时在液压千斤顶3上也安装上压力表。
[0022]为了使本发明不仅能作为扭转试验用、而且还能作为抗压试验使用，可在试验机架I上、在插接座2与螺杆4之间安装一个定位座6，并在定位座6上制作出一个用于安装套筒5的定位通孔6.1，使套筒5能在定位通孔6.1中转动或移动，同时在套筒5上制作出定位凸台5.3 ;为了减轻或消除在工作时套筒5与定位座6之间的摩擦阻力，可在套筒5上、在定位凸台5.3与定位座6之间安装一个现有的止推轴承7 ;为了便于调节，可将定位座6固定在一个调节钢梁8上，将调节钢梁8的两端分别通过调节螺栓9与试验机架I连接。当进行扭转试验时，可通过调节螺栓9将调节钢梁8往液压千斤顶3方向的位置移动到适当的位置处再固定，使在工作的时候，套筒5的定位凸台5.3与定位座6接触时，在套筒5内的结构构件试件12端面与插接套孔5.1孔底之间还留有10?50毫米的间隙即可，这样即可对结构构件试件12进行纯扭试验；当进行抗压试验时，可松开调节螺栓9，使调节钢梁8能作水平移动，这样在工作的时候，套筒5的插接套孔5.1孔底将直接顶在结构构件试件12的端面上，这样即可对结构构件试件12进行抗压试验。
【权利要求】
1.一种结构构件扭转试验方法，其特征在于:在将结构构件试件进行扭转试验时，先将该结构构件试件的一端固定在结构构件扭转试验装置上，将结构构件试件的另一端通过套筒的一端插进该套筒中，并使插入套筒中的结构构件试件相对套筒只能作轴向移动而不能转动，在套筒的另一端设有螺纹孔，在套筒的螺纹孔中装有螺杆，该螺杆与安装在结构构件扭转试验装置上的液压千斤顶固定连接，这样在进行扭转试验时，当液压千斤顶使螺杆进行轴向移动的同时，由于螺杆螺纹和套筒螺纹孔螺纹升角的存在，通过螺杆的螺纹与套筒螺纹孔的螺纹相互作用，即可在套筒螺纹孔的螺纹上产生一个垂直于套筒径向的分力，该分力对套筒产生一个转动力矩，该转动力矩使套筒相对于螺杆产生转动，从而通过套筒对结构构件试件的一端施加扭矩，因结构构件试件的另一端是固定在结构构件扭转试验装置上的，在该端即可产生一个反向扭矩，通过这种方法即可对结构构件试件进行扭转试验。
2.根据权利要求1所述的结构构件扭转试验方法，其特征在于:在将结构构件试件固定在结构构件扭转试验装置上时，在结构构件试件上连接有扭矩测试仪或变形测试仪。
3.一种用于权利要求1或2所述方法的结构构件扭转试验装置，包括试验机架(I)，其特征在于:在试验机架(I)的一端设有插接座(2)，在插接座(2)上设有用于插接和固定结构构件试件(12)的插接座孔(2.1)，在试验机架(I)的另一端设有液压千斤顶(3)，在液压千斤顶(3)的顶杆上固定有螺杆(4)，在螺杆(4)上连接有套筒(5)，在套筒(5)的一端设有与螺杆(4)连接的螺纹孔(5.2)，在套筒(5)的另一端设有用于插接结构构件试件(12)的插接套孔(5.1)。
4.根据权利要求3所述的结构构件扭转试验装置，其特征在于:在试验机架(I)上、在插接座(2)与螺杆(4)之间设有定位座(6)，在定位座(6)上设有用于安装套筒(5)的定位通孔(6.1)，套筒(5 )能在定位通孔(6.1)中转动或移动，在套筒(5 )上设有定位凸台(5.3 )。
5.根据权利要求4所述的结构构件扭转试验装置，其特征在于:在套筒(5)上、在定位凸台(5.3)与定位座(6)之间装有止推轴承(7)。
6.根据权利要求4所述的结构构件扭转试验装置，其特征在于:定位座(6)固定在调节钢梁(8)上，调节钢梁(8)的两端分别通过调节螺栓(9)与试验机架(I)连接。
7.根据权利要求3所述的结构构件扭转试验装置，其特征在于:所述的插接座(2)的插接座孔(2.1)和套筒(5)的插接套孔(5.1)的截面形状为正多边孔形或矩形孔。
8.根据权利要求4所述的结构构件扭转试验装置，其特征在于:所述的正多边形孔为正十二边形孔、正八边形孔、正六边形孔、正四边形孔或正三边形孔。
9.根据权利要求3所述的结构构件扭转试验装置，其特征在于:安装在试验机架(I)上的液压千斤顶(3)的数量为一个或两个，当液压千斤顶(3)的数量为一个时，螺杆(4)通过螺纹连接或焊接固定在液压千斤顶(3)的顶杆上，且液压千斤顶(3)的顶杆为只能做轴向移动而不能转动；当液压千斤顶(3)的数量为两个时，螺杆(4)通过连动横杆(10)与两个液压千斤顶(3)连接，连动横杆(10)的两端通过螺纹连接或焊接分别与两个液压千斤顶(3)的顶杆连接，螺杆(4)通过螺纹连接或焊接固定在连动横杆(10)上。
10.根据权利要求3所述的结构构件扭转试验装置，其特征在于:在插接座(2)的插接座孔(2.1)的底部安装有用于与压力测试仪连接的压力传感器(11);在液压千斤顶(3)上设有压力表。
【文档编号】G01N3/02GK104132855SQ201410365942
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】曹新明, 谢涛, 常亚, 曹汐 申请人:贵州大学