一种钢管混凝土柱偏心加载装置的制作方法

本实用新型涉及混凝土结构试验方法技术领域，具体为一种钢管混凝土柱偏心加载装置。

背景技术：

传统的钢筋混凝土柱偏心受压试验加载装置通过刀口支座或者球形支座来实现的，但是传统加载装置如下问题：

1.刀口支座易致混凝土柱端部局部破坏。采用刀口支座加载时，偏心荷载通过刀口施加，由于加载装置铰板刚度不足，局部应力难以释放，及易使得混凝土柱在刀口支座加载端部造成局部应力集中，使混凝土柱端部产生劈裂裂缝并发生破坏。

2.球形支座加载时偏心距不易控制。采用球形支座加载时，尽管可有效缓解上述局部破坏问题，但是，由于偏心荷载通过两端球铰施加，加载初始偏心距不易精确控制，同时在偏心加载过程中，实际偏心距可能发生变化。

3.混凝土柱立式加载布置困难。由于混凝土柱尺寸大、重量大，在实际固定安放时难以立式固定，不但偏心距不易精准调整，而且试验过程中由于构件弯曲变形过大极易导致构件倾侧，存在安全隐患。因此，在实际试验加载时，为了定位方便以及加载安全，有时采用横放混凝土柱加载方式，但横放混凝土柱加载显然与实际情况不符，由于承台对混凝土柱侧限的影响，大大影响了混凝土柱的侧向刚度，测试数据结果与立式加载结果产生较大偏差。

钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件，按其截面形式不同，可分为圆形、方形、矩形及多边形钢管混凝土柱。

钢管混凝土叠合柱是由截面中部钢管混凝土和钢管外部钢筋混凝土叠合而成的柱，叠合柱可为方形截面、矩形截面或圆形截面。叠合柱的内外组成部分可不同期施工，也可同期施工。不同期施工是指，先浇筑管内混凝土形成钢管混凝土柱，承受部分施工期间的竖向荷载，后浇筑管外混凝土。

钢管混凝土柱和钢管混凝土叠合柱采用上述传统偏心受压装置，亦存在相同问题，即：

1.试件本身的尺寸比较大，不易操作；

2.满足试件两端的约束条件较难；两端的加载装置很难对齐；

3.预加载前很难保证试件垂直。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种钢管混凝土柱偏心加载装置，具备特别是适合钢管混凝土柱的偏心加载装置，能够方便的搬运、定位和对齐加载试验装置，提高实验的工作效率和测试准确度等优点，解决了试件本身的尺寸比较大，不易操作；满足试件两端的约束条件较难；两端的加载装置很难对齐；预加载前很难保证试件垂直的问题。

(二)技术方案

为实现上述特别是适合钢管混凝土柱的偏心加载装置，能够方便的搬运、定位和对齐加载试验装置，提高实验的工作效率和测试准确度目的，本实用新型提供如下技术方案：一种钢管混凝土柱偏心加载装置，包括阳铰板、阴铰板、钢垫板，阳铰板上设有倒梯形钢板，阴铰板相应位置设有梯形凹槽，阳铰板和阴铰板周围设有通孔，通孔内可连接高强螺栓使阴、阳铰板，且螺杆套套筒，从而使阴、阳铰板在水平和竖直方向准确定位。阴铰板底部设有凸锥，在钢垫板上对应位置设有凹槽，凸锥插入凹槽即可使加载装置与钢管混凝土柱几何对中。

优选的，所述阴铰板和阳铰板的四周比中间薄，是为螺栓预留位置。

优选的，所述阴铰板和阳铰板的四周设有加劲肋，加劲肋是为增强铰板刚度。

优选的，所述阴铰板和阳铰板的四周开有通孔，为螺栓穿插空和钢绳固定孔。

优选的，所述阳铰板的加劲肋和通孔与阴铰板的加劲肋、通孔对应，尺寸相同。

优选的，阳铰板上的倒梯形钢板，其左右斜线的夹角为60°。

优选的，阴铰板上的梯形凹槽，其左右斜线的夹角为90°°。

优选的，凸锥设在凹槽正下方。

优选的，钢垫板上的凹槽比凸锥深，且凹槽沿偏心方向布置。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种钢管混凝土柱偏心加载装置，具备以下有益效果：

1.该钢管混凝土柱偏心加载试验装置，通过通过设置高强螺栓、螺栓套筒、凸锥、钢垫板上的凹槽、钢绳，使构件在置于压力机之前，加载装置和构件即已连成整体，偏心距即已精确定位，构件即已物理对中，构件置于压力机上之后，松开螺栓，去掉螺栓套筒和钢绳，即可开始加载，本发明操作方便简单，很容易实现加载装置的对中及稳定问题，从而提高试验效率，提高试验精确度。

2.通过设置高强螺栓和螺栓套筒，使得加载之前，阴、阳铰板能方便地调平和对中。

3.通过设置凸锥和钢垫板凹槽，使得加载装置和构件准确定位，偏心距精确。

4.通过设置钢绳，使得加载装置、构件能够固定，便于构件搬至试验机，相对安全。

5.通过设置加劲肋，铰板刚度得以加强。

附图说明

图1为本实用新型一种钢管混凝土柱偏心加载装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种钢管混凝土柱偏心加载装置的阳铰板结构示意图；

图3为本实用新型一种钢管混凝土柱偏心加载装置的阴铰板结构示意图；

图4为本实用新型一种钢管混凝土柱偏心加载装置的上垫板结构示意图；

图5为本实用新型一种钢管混凝土柱偏心加载装置的下垫板结构示意图；

图6为本实用新型一种钢管混凝土柱偏心加载装置的装配示意图。

图中：1、阳铰板；2、阴铰板；3、钢垫板；4、加劲肋；5、通孔；6、倒梯形钢板；7、梯形凹槽；8、凸锥；9、钢垫板凹槽；10、高强螺栓；11、螺栓套筒；12、钢管混凝土柱；13、钢绳；14、下垫板；15、上垫板；16、浇筑孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6，一种钢管混凝土柱偏心加载试验装置，包括阳铰板1、阴铰板2和钢垫板3。

进一步的，构件制作：将钢管焊在下垫板14及上垫板15上，支模板，然后浇筑混凝土。管内混凝土从上垫板15的浇筑孔16浇筑。若为钢管混凝土叠合柱，在模板侧面开孔，从模板侧面的孔洞浇筑管外混凝土。

进一步的，将构件竖直放置，且构件底部和顶部各放置本发明装置1套，加载装置用螺栓和螺栓套筒固定，然后用钢绳13将构件12和加载装置拉紧。

进一步的，将构件运至试验机上对中，并预加载。

进一步的，移开高强螺栓、套筒和钢绳。

进一步的，开始试验加载。

工作原理：构件制作：将钢管焊在下垫板14及上垫板15上，支模板，然后浇筑混凝土，管内混凝土从上垫板15的浇筑孔16浇筑。若为钢管混凝土叠合柱，在模板侧面开孔，从模板侧面的孔洞浇筑管外混凝土，将构件竖直放置，且构件底部和顶部各放置本发明装置1套，加载装置用螺栓和螺栓套筒固定，然后用钢绳13将构件12和加载装置拉紧，将构件运至试验机上对中，并预加载，移开高强螺栓、套筒和钢绳，开始试验加载。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。