一种用于空间装配式半刚性节点试验的加载装置的制作方法

本实用新型涉及试验加载装置，具体涉及一种用于空间装配式半刚性节点试验的加载装置。

背景技术：

单层网壳逐渐成为建筑领域的热点与趋势，此类建筑不仅能够满足多样化的使用要求，而且凭借其强大的视觉表现力及具有较高的灵活性造型，是未来空间网格结构发展的一个重要方向。节点作为空间网壳结构的关键组成部分，其用钢量占网壳结构总用钢量的较大比重，而且其刚度对空间网格结构承载能力有显著的影响。单层网壳中节点主要承受轴力及弯矩共同作用，所以研究节点在这种受力状态下的力学性能至关重要。而现有的加载试验仅能通过传统的力加载机进行，无法实现轴力及弯矩的共同加载，因此需要研发一种适用于空间装配式半刚性节点轴向及弯矩共同作用的加载装置。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有加载试验仅能通过传统的力加载机进行，无法实现轴力及弯矩的共同加载的问题，进而提出一种用于空间装配式半刚性节点试验的加载装置。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种用于空间装配式半刚性节点试验的加载装置包括L型反力架、水平液压千斤顶、固定架、反力梁和两个竖直液压千斤顶，L型反力架垂直固接在地槽的上端面上，L型反力架的水平端垂直固接有固定架，固定架的上端设有反力梁，固定架与反力梁之间平行设有两个竖直液压千斤顶，竖直液压千斤顶的下端通过铰接机构与固定架的上端面转动连接，竖直液压千斤顶的上端固接有锚杆，锚杆的上端与反力梁固接，反力梁与L型反力架垂直设置，L型反力架的竖直端的内侧垂直设有水平液压千斤顶，水平液压千斤顶的前端通过铰接机构与L型反力架转动连接，节点试件的上端与反力梁的中部连接，节点试件的下端与固定架的中部连接，节点试件的侧端通过铰接机构与水平液压千斤顶的后端转动连接。

本实用新型与现有技术相比包含的有益效果是：

本加载装置采用铰接机构将千斤顶与反力架进行连接，保证节点在加载过程中，轴拉力始终通过杆件及节点型心，剪力始终与杆件垂直，避免加载装置对节点在受力状态下的位移产生约束。可实现对连接不同截面如矩形、圆形、工字型等杆件的节点试验的加载要求。可通过锚杆高度调节反力梁位置实现不同节点高度的加载方案，实用性灵活，适用于研究装配式半刚性节点的轴向拉力与弯矩共同作用下的力学性能的试验。本实用新型在竖直方向采用两个千斤顶，使得试件受到的拉力更加均衡，使试验结果更加准确，同时施力的量程更大，扩大了装置的使用范围。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型整体结构的主视图；

图3是本实用新型中L型反力架2和固定架7的结构示意图；

图4是本实用新型中反力梁5的结构示意图；

图5是本实用新型中铰接机构9的结构示意图；

图6是本实用新型中连接钢板11的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述一种用于空间装配式半刚性节点试验的加载装置包括L型反力架2、水平液压千斤顶3、固定架7、反力梁5和两个竖直液压千斤顶4，L型反力架2垂直固接在地槽1的上端面上，L型反力架2的水平端垂直固接有固定架7，固定架7的上端设有反力梁5，固定架7与反力梁5之间平行设有两个竖直液压千斤顶4，竖直液压千斤顶4的下端通过铰接机构9与固定架7的上端面转动连接，竖直液压千斤顶4的上端固接有锚杆8，锚杆8的上端与反力梁5固接，反力梁5与L型反力架2垂直设置，L型反力架2的竖直端的内侧垂直设有水平液压千斤顶3，水平液压千斤顶3的前端通过铰接机构9与L型反力架2转动连接，节点试件的上端与反力梁5的中部连接，节点试件的下端与固定架7的中部连接，节点试件的侧端通过铰接机构9与水平液压千斤顶3的后端转动连接。

如此设计通过将节点试件的上端与竖直液压千斤顶4的下端连接，节点试件的下端与固定架7的中部连接，节点试件的侧端通过铰接机构9与水平液压千斤顶3的后端转动连接，从而将节点试件进行有效的定位，通过竖直液压千斤顶4对节点试件施加轴向力，通过水平液压千斤顶3对节点试件施加剪力，铰接机构9将锚杆8与反力架5进行连接，保证节点试件在加载过程中，轴拉力始终通过节点试件型芯，水平液压千斤顶3两端的铰接机构9使剪力始终与杆件垂直，避免加载装置对节点试件在受力状态下的位移产生约束。

具体实施方式二：结合图1、图2和图4说明本实施方式，本实施方式所述锚杆8的上端垂直插装在反力梁5上，反力梁5的上下两端通过锁紧螺母10与锚杆8固接。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

如此设计使反力梁5沿锚杆8的长度方向上滑动，到达既定位置后通过锁紧螺母10将反力梁5的位置进行锁紧固定，使反力梁5的位置满足不同节点高度的加载方案，实用性灵活，适用于研究装配式半刚性节点的轴力与弯矩共同作用下的力学性能的试验。

具体实施方式三：结合图1、图2和图5说明本实施方式，本实施方式所述水平液压千斤顶3的前端与铰接机构9之间设有力传感器6。其它组成和连接方式与具体实施方式一或二相同。

如此设计可即时监测水平方向施力的大小，时间剪力的精准控制。

具体实施方式四：结合图1、图2和图5说明本实施方式，本实施方式所述铰接机构9包括钢板座9-1、中间耳板9-2、连接螺栓9-3和两个侧耳板9-4，中间耳板9-2的末端垂直固接在钢板座9-1的上端面上，中间耳板9-2的左右两端分别各设有一个侧耳板9-4，连接螺栓9-3垂直插装在中间耳板9-2和两个侧耳板9-4的中部，竖直液压千斤顶4下端的铰接机构9中，钢板座9-1与竖直液压千斤顶4的下端面固接，两个侧耳板9-4的末端与固定架7的上端面固接，力传感器6前端的铰接机构9中，钢板座9-1与力传感器6的前端面固接，两个侧耳板9-4的末端与L型反力架2竖直端的内侧固接，水平液压千斤顶3后端的铰接机构9中，钢板座9-1与节点试件的侧端固接，两个侧耳板9-4的末端与水平液压千斤顶3的后端固接。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。

如此设计以实现锚杆8与固定架7、水平液压千斤顶3与节点试件和水平液压千斤顶3与L型反力架2之间的转动连接。

具体实施方式五：结合图1、图2和图5说明本实施方式，本实施方式所述中间耳板9-2的厚度和两个侧耳板9-4之间的距离相等。其它组成和连接方式与具体实施方式四相同。

如此设计防止在施力的过程中中间耳板9-2在两个侧耳板9-4之间发生窜动，导致试验数据不准确。

具体实施方式六：结合图1、图2、图5和图6说明本实施方式，本实施方式所述水平液压千斤顶3的前后端面、竖直液压千斤顶4的上下端面、力传感器6的前后端面、锚杆8的下端面和水平液压千斤顶3后端的铰接机构9中的两个侧耳板9-4的末端均固接有连接钢板11。其它组成和连接方式与具体实施方式四或五相同。

如此设计便于实现各构件之间的有效连接固定。

具体实施方式七：结合图1、图2、图5和图6说明本实施方式，本实施方式所述竖直液压千斤顶4上端的连接钢板11通过紧固螺栓12与锚杆8下端的连接钢板11固接，竖直液压千斤顶4下端的连接钢板11通过紧固螺栓12与竖直液压千斤顶4下端铰接机构9中的钢板座9-1固接，反力梁5的中部通过紧固螺栓12与节点试件的上端固接，固定架7的中部通过紧固螺栓12与节点试件的下端固接，水平液压千斤顶3前端的连接钢板11通过紧固螺栓12与力传感器6后端的连接钢板11固接，水平液压千斤顶3后端的连接钢板11通过紧固螺栓12与水平液压千斤顶3后端两个侧耳板9-4末端的连接钢板11固接，力传感器6前端的连接钢板11通过紧固螺栓12与力传感器6前端的铰接机构9中的钢板座9-1固接。其它组成和连接方式与具体实施方式六相同。

如此设计便于实现各构件之间的有效连接固定。

具体实施方式八：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述L型反力架2和固定架7通过地锚13与地槽1的上端面固接。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、四、五或七相同。

如此设计以便实现L型反力架2和固定架7的有效固定。

具体实施方式九：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述L型反力架2的竖直端和水平端之间固接有斜拉梁14。其它组成和连接方式与具体实施方式八相同。

如此设计以增强L型反力架2的整体强度，防止由于受力而发生变形，导致试验结果不准确。