一种建筑膜结构延展性能测试机的制作方法

1.本发明涉及膜结构物理测试分析技术领域，特别涉及一种建筑膜结构延展性能测试机。


背景技术：

2.膜结构一般是依靠膜材跟钢索，以及支柱形成的自然张力形成外形的，这是一种非常自然的结构，膜材自重轻强度高，建筑膜材的强度是普通玻璃的250至300倍，亚克力板的20至30倍，钢化玻璃的两倍。几乎没有断裂的风险，结合高强度的钢索，支柱可以保证整个结构的稳定性，特别是在大跨度的建筑上应用，可以减少梁柱的使用。保证了建筑内部的空间，增加有效的使用面积，让建筑空间得以灵活利用。
3.膜结构在使用前需要经过严格的物理测试分析，即在各个方向上对其延展性能进行测试。然而，传统的测试机一次测试往往通过在两个方向上的拉伸来测试其延展性，通过多次测试、在不同方向上的拉伸来测试最终确定其延展性。但是我们知道，膜结构在建筑上应用时所受的张力不是只有两个方向上的，所以一次测试只在两个方向上拉伸并不能获得准确的测试结果，其测试结果往往会高估了膜结构的延展性能。这也导致在建筑上应用的膜结构可能存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是如何准确测试建筑膜结构延展性能，提供一种建筑膜结构延展性能测试机。
5.本发明的技术方案是，一种建筑膜结构延展性能测试机，包括框形底座，所述框形底座的两横边各设有横边导轨，所述框形底座的两竖边各设有竖边导轨，所述横边导轨上设有沿着横边方向的内夹横梁和外夹横梁，所述竖边导轨上设有沿着竖边方向的内夹竖梁和外夹竖梁，所述框形底座的四角各设有斜导轨，所述斜导轨上滑动连接有抵触在所述内夹横梁和所述内夹竖梁内侧的顶角，所述顶角朝向所述框形底座中心的一侧设有关节口，所述框形底座中心处设有顶升杆，所述顶升杆顶部设有分别连接至四处所述关节口的斜顶杆，所述顶升杆上方设有上顶件，所述内夹横梁和所述外夹横梁之间、所述内夹竖梁和所述外夹竖梁之间分别设有使所述内夹横梁和所述外夹横梁之间夹紧、使所述内夹竖梁和所述外夹竖梁之间夹紧的锁紧装置，所述内夹横梁、所述外夹横梁和所述横边导轨之间设有第一弹簧拉力计，所述内夹竖梁、所述外夹竖梁和所述竖边导轨之间设有第二弹簧拉力计，一处横边上的所述横边导轨设为两处，所述外夹横梁上设有位于两处所述横边导轨之间的横向横移口，所述横向横移口内设有第一配重件，一处竖边上的所述竖边导轨设为三处，所述外夹竖梁上设有分别位于两处所述竖边导轨之间的第一竖向横移口和第二竖向横移口，两处竖边上相对的所述第一竖向横移口之间滑动连接有第二配重件，两处竖边上相对的所述第二竖向横移口之间滑动连接有第三配重件。
6.作为一种实施方式，所述斜导轨转动连接在所述框形底座的四角，并且位于所述
横边导轨和所述竖边导轨之间。
7.作为一种实施方式，所述斜顶杆通过端部的万向关节连接所述关节口，所述斜顶杆随着所述顶升杆的顶升而趋于水平，从而使四处的所述顶角沿着所述斜导轨同步向外移动从而顶开所述内夹横梁和所述内夹竖梁，所述上顶件随着所述顶升杆的顶升而位置升高。
8.作为一种实施方式，所述锁紧装置包括固定在所述内夹横梁或者所述内夹竖梁上的锁板，所述锁板上开设有供所述外夹横梁或者所述外夹竖梁横移而靠近所述内夹横梁或者所述内夹竖梁的移槽，所述锁板上转动连接有用于驱动所述外夹横梁或者所述外夹竖梁沿着所述移槽进行横移的旋柄。
9.作为一种实施方式，所述第二配重件包括插放在所述第一竖向横移口内的第一插板，还包括从两处的所述外夹竖梁底部穿过并且长度大于两处的所述外夹竖梁之间的距离的第一连板，所述第一插板和所述第一连板之间连接有第一配重块。
10.作为一种实施方式，所述第三配重件包括插放在所述第二竖向横移口内的第二插板，还包括从两处的所述外夹竖梁底部穿过并且长度大于两处的所述外夹竖梁之间的距离的第二连板，所述第二插板和所述第二连板之间连接有第二配重块。
11.作为一种实施方式，所述框形底座中心处设有工作筒，所述工作筒内通过若干支脚架设有轴承座，所述轴承座上转动连接有旋转驱动件，所述顶升杆设在所述旋转驱动件内并且受所述旋转驱动件的旋转驱动而进行升降，所述工作筒的一侧开设有过孔，所述框形底座的一侧设有电动转轮，所述电动转轮和所述旋转驱动件之间通过贯穿所述过孔的传动带传动连接。
12.作为一种实施方式，所述工作筒的上端开设有四处定位口，所述斜顶杆穿过所述定位口后连接至所述顶角。
13.作为一种实施方式，两处所述横边导轨共同连接在远离所述框形底座中心处的所述竖边导轨上，所述竖边导轨上设有若干均匀分布的加强件，所述竖边导轨焊接在所述框形底座的两竖边上，所述横边导轨焊接在所述框形底座的两横边上。
14.作为一种实施方式，所述竖边导轨通过焊片焊接在所述框形底座的两竖边上。
15.本发明相比于现有技术的有益效果是，在测试作业时，通过顶靠在顶角处的内夹横梁和内夹竖梁，作为在内侧夹紧的部分。通过与其相对应的外夹横梁和外夹竖梁作为在外侧夹紧的部分。由于一对可执行夹紧的元件分布在框形底座的横竖四边，所以将建筑膜结构通过内夹横梁和外夹横梁、内夹竖梁和外夹竖梁进行夹紧后，可对膜结构在四个方向上进行初步的固定，然后通过控制使顶升杆向上顶，顶升杆顶部和顶角的关节口处连接着四根斜顶杆。在作业过程中，斜顶杆始终斜置，只是随着顶升杆的上顶趋于水平。而随着顶升杆的趋于水平，能够将四角的顶角向外顶，从而使四个方向的内夹横梁和外夹横梁或者内夹竖梁和外夹竖梁向外移动，膜结构原通过内夹横梁和外夹横梁、内夹竖梁和外夹竖梁夹紧，随着此次的向外移动，能够实现在四个方向上张紧。同时上顶件随着顶升杆的顶升而上顶，该上顶位置对着膜结构的中心位置，所以随着上顶件的上顶，使膜结构在四个方向上各点产生了向上的拉力。在四个方向上各点均设置有第一弹簧拉力计或者第二弹簧拉力计，第一弹簧拉力计和第二弹簧拉力计的数量和横边导轨和竖边导轨的数量一一对应，随着上顶件的上顶，各处的第一弹簧拉力计或者第二弹簧拉力计产生拉力相关的读数。但是
由于多种原因，各处产生的拉力相关的读数可能都不同。由于可以通过调节第一配重件、第二配重件、以及第三配重件来使各处的第一弹簧拉力计或者第二弹簧拉力计产生的拉力相关的读数趋于相同。此后在顶升杆的继续顶升作用下，测试该膜结构可达到的极限拉力值。相较于传统的测试方式，该建筑膜结构延展性能测试机，能够获得更加准确的测试结果。
附图说明
16.图1为本发明实施方式提供的建筑膜结构延展性能测试机的第一结构示意图；图2为本发明实施方式提供的建筑膜结构延展性能测试机的第二结构示意图；图3为图1提供的建筑膜结构延展性能测试机的局部放大图；图4为本发明实施方式提供的建筑膜结构延展性能测试机的局部剖视图；图5为图4提供的建筑膜结构延展性能测试机的局部放大图。
17.图中：1、框形底座；2、横边导轨；3、竖边导轨；4、内夹横梁；5、外夹横梁；6、内夹竖梁；7、外夹竖梁；8、斜导轨；9、顶角；10、关节口；11、顶升杆；12、斜顶杆；13、上顶件；14、锁紧装置；15、第一弹簧拉力计；16、第二弹簧拉力计；17、横向横移口；18、第一配重件；19、第一竖向横移口；20、第二竖向横移口；21、第二配重件；22、第三配重件；23、锁板；24、移槽；25、旋柄；26、第一插板；27、第一连板；28、第一配重块；29、第二插板；30、第二连板；31、第二配重块；32、工作筒；33、支脚；34、轴承座；35、旋转驱动件；36、过孔；37、电动转轮；38、传动带；39、定位口；40、加强件；41、焊片。
具体实施方式
18.以下结合附图，对本发明上述的和另外的实施方式和优点进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的部分实施方式，而不是全部实施方式。
19.在一种实施方式中，如图1所示。
20.本实施方式提供的建筑膜结构延展性能测试机，其包括框形底座1，框形底座1的两横边各设有横边导轨2，框形底座1的两竖边各设有竖边导轨3，横边导轨2上设有沿着横边方向的内夹横梁4和外夹横梁5，竖边导轨3上设有沿着竖边方向的内夹竖梁6和外夹竖梁7，框形底座1的四角各设有斜导轨8，斜导轨8上滑动连接有抵触在内夹横梁4和内夹竖梁6内侧的顶角9，顶角9朝向框形底座1中心的一侧设有关节口10，框形底座1中心处设有顶升杆11，顶升杆11顶部设有分别连接至四处关节口10的斜顶杆12，顶升杆11上方设有上顶件13，内夹横梁4和外夹横梁5之间、内夹竖梁6和外夹竖梁7之间分别设有使内夹横梁4和外夹横梁5之间夹紧、使内夹竖梁6和外夹竖梁7之间夹紧的锁紧装置14，内夹横梁4、外夹横梁5和横边导轨2之间设有第一弹簧拉力计15，内夹竖梁6、外夹竖梁7和竖边导轨3之间设有第二弹簧拉力计16，一处横边上的横边导轨2设为两处，外夹横梁5上设有位于两处横边导轨2之间的横向横移口17，横向横移口17内设有第一配重件18，一处竖边上的竖边导轨3设为三处，外夹竖梁7上设有分别位于两处竖边导轨3之间的第一竖向横移口19和第二竖向横移口20，两处竖边上相对的第一竖向横移口19之间滑动连接有第二配重件21，两处竖边上相对的第二竖向横移口20之间滑动连接有第三配重件22。
21.在本实施方式中，不同于传统测试机那样一次测试只在两个方向上拉伸。在测试作业时，通过顶靠在顶角9处的内夹横梁4和内夹竖梁6，作为在内侧夹紧的部分。通过与其
相对应的外夹横梁5和外夹竖梁7作为在外侧夹紧的部分。由于一对可执行夹紧的元件分布在框形底座1的横竖四边，所以将建筑膜结构通过内夹横梁4和外夹横梁5、内夹竖梁6和外夹竖梁7进行夹紧后，可对膜结构在四个方向上进行初步的固定，膜结构实际为具有较好强度的一张膜。然后通过控制使顶升杆11向上顶，顶升杆11顶部和顶角9的关节口10处连接着四根斜顶杆12。在作业过程中，斜顶杆12始终斜置，只是随着顶升杆11的上顶趋于水平。而随着顶升杆11的趋于水平，能够将四角的顶角9向外顶，从而使四个方向的内夹横梁4和外夹横梁5或者内夹竖梁6和外夹竖梁7向外移动，膜结构原通过内夹横梁4和外夹横梁5、内夹竖梁6和外夹竖梁7夹紧，随着此次的向外移动，能够实现在四个方向上张紧。同时上顶件13随着顶升杆11的顶升而上顶，该上顶位置对着膜结构的中心位置，所以随着上顶件13的上顶，使膜结构在四个方向上各点产生了向上的拉力。在四个方向上各点均设置有第一弹簧拉力计15或者第二弹簧拉力计16，第一弹簧拉力计15和第二弹簧拉力计16的数量和横边导轨2和竖边导轨3的数量一一对应，随着上顶件13的上顶，各处的第一弹簧拉力计15或者第二弹簧拉力计16产生拉力相关的读数。但是由于多种原因，各处产生的拉力相关的读数可能都不同。由于可以通过调节第一配重件18、第二配重件21、以及第三配重件22来使各处的第一弹簧拉力计15或者第二弹簧拉力计16产生的拉力相关的读数趋于相同。此后在顶升杆11的继续顶升作用下，测试该膜结构可达到的极限拉力值。需要指出的，在做延展性能测试时，对各处的拉力测试应当同步进行，同时需保证各处的受力均匀，这些都是传统测试机和测试方式无法达成的。相较于传统的测试方式，本实施方式提供的建筑膜结构延展性能测试机，能够获得更加准确的测试结果。
22.在一种实施方式中，如图2所示。
23.本实施方式提供的建筑膜结构延展性能测试机，其斜导轨8转动连接在框形底座1的四角，并且位于横边导轨2和竖边导轨3之间。
24.在本实施方式中，通过将斜导轨8设置为能够转动的，那么在顶角9沿着斜导轨8向外推移的过程中，能够根据膜结构实际的张力情况，主动反馈并且调整斜导轨8的朝向。所以在顶角9继续向外推移时，就能够使膜结构更均匀撑开，更均匀张紧。
25.在一种实施方式中，如图2所示。
26.本实施方式提供的建筑膜结构延展性能测试机，其斜顶杆12通过端部的万向关节连接关节口10，斜顶杆12随着顶升杆11的顶升而趋于水平，从而使四处的顶角9沿着斜导轨8同步向外移动从而顶开内夹横梁4和内夹竖梁6，上顶件13随着顶升杆11的顶升而位置升高。
27.在本实施方式中，在斜顶杆12的端部设置万向关节，该万向关节和关节口10配合连接，那么随着顶升杆11的顶升能够使斜顶杆12很自然地趋于水平，以此来配合能够转动的斜导轨8，最终实现随着顶升杆11的顶升使膜结构均匀张紧，随着上顶件13位置升高使张紧后的膜结构能够均匀受力。
28.在一种实施方式中，如图2所示。
29.本实施方式提供的建筑膜结构延展性能测试机，其锁紧装置14包括固定在内夹横梁4或者内夹竖梁6上的锁板23，锁板23上开设有供外夹横梁5或者外夹竖梁7横移而靠近内夹横梁4或者内夹竖梁6的移槽24，锁板23上转动连接有用于驱动外夹横梁5或者外夹竖梁7沿着移槽24进行横移的旋柄25。
30.在本实施方式中，该锁紧装置14用于使内夹横梁4和外夹横梁5之间夹紧，也用于使内夹竖梁6和外夹竖梁7之间夹紧，具体的实现方式是通过旋紧旋柄25，带动外夹横梁5向内夹横梁4靠近而最终实现夹紧。同样也可以是带动外夹竖梁7向内夹竖梁6靠近而最终实现夹紧。
31.在一种实施方式中，如图3所示。
32.本实施方式提供的建筑膜结构延展性能测试机，其第二配重件21包括插放在第一竖向横移口19内的第一插板26，还包括从两处的外夹竖梁7底部穿过并且长度大于两处的外夹竖梁7之间的距离的第一连板27，第一插板26和第一连板27之间连接有第一配重块28。
33.在本实施方式中，第二配重件21通过两端的第一插板26插放在两侧的第一竖向横移口19内，第一连板27的长度大于两处的外夹竖梁7之间的距离，所以在对第二配重件21的位置进行调整时，可以通过斜置第一连板27来实现，斜置第一连板27是调整过后的第一连板27不和其两侧的竖边导轨3平行，这样的调整方式更具灵活性，使两侧的第二弹簧拉力计16产生的拉力相关的读数趋于接近。
34.在一种实施方式中，如图3所示。
35.本实施方式提供的建筑膜结构延展性能测试机，其第三配重件22包括插放在第二竖向横移口20内的第二插板29，还包括从两处的外夹竖梁7底部穿过并且长度大于两处的外夹竖梁7之间的距离的第二连板30，第二插板29和第二连板30之间连接有第二配重块31。
36.在本实施方式中，和第二配重件21相同，第三配重件22通过两端的第二插板29插放在两侧的第二竖向横移口20内，第二连板30的长度大于两处的外夹竖梁7之间的距离，所以在对第三配重件22的位置进行调整时，可以通过斜置第二连板30来实现，这样的调整方式更具灵活性。
37.在一种实施方式中，如图5所示。
38.本实施方式提供的建筑膜结构延展性能测试机，其框形底座1中心处设有工作筒32，工作筒32内通过若干支脚33架设有轴承座34，轴承座34上转动连接有旋转驱动件35，顶升杆11设在旋转驱动件35内并且受旋转驱动件35的旋转驱动而进行升降，工作筒32的一侧开设有过孔36，框形底座1的一侧设有电动转轮37，电动转轮37和旋转驱动件35之间通过贯穿过孔36的传动带38传动连接。
39.在本实施方式中，通过在框形底座1中心处设置工作筒32，作为安装顶升杆11的载体，工作筒32内设置的旋转驱动件35和顶升杆11螺旋配合，能够使旋转驱动件35的周向运动转换为顶升杆11的直线运动，并且该旋转驱动件35经过传动带38由外置的电动转轮37来带动，实现控制顶升杆11顶升。
40.在一种实施方式中，如图5所示。
41.本实施方式提供的建筑膜结构延展性能测试机，其工作筒32的上端开设有四处定位口39，斜顶杆12穿过定位口39后连接至顶角9。
42.在本实施方式中，通过四处的定位口39使斜顶杆12可以穿过，在斜顶杆12趋于水平时，有足够的让位空间。
43.在一种实施方式中，如图4所示。
44.本实施方式提供的建筑膜结构延展性能测试机，其两处横边导轨2共同连接在远离框形底座1中心处的竖边导轨3上，竖边导轨3上设有若干均匀分布的加强件40，竖边导轨
3焊接在框形底座1的两竖边上，横边导轨2焊接在框形底座1的两横边上。
45.在本实施方式中，通过将横边导轨2和竖边导轨3连接，使整体性更强，同时通过加强件40能够加强竖边导轨3的强度，此外竖边导轨3通过焊片41焊接在框形底座1的两竖边上。
46.以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案、以及有益效果进行了进一步的详细说明。应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员而言，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。