构件柱抗震实验卧式装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉一种持续轴压作用下，梁、柱构件受弯剪作用的模拟试验装置，尤其适用于钢管混凝土柱受持续轴压荷载下低周往复荷载试验的场合，属于土木工程领域。
【背景技术】
[0002]钢管混凝土结构作为一种新型组合结构，充分发挥了钢结构与混凝土的各自受力特性因而得到了广泛应用。我国是地震多发国家，地震每年给我国带来巨大的损失，因此钢管混凝土抗震的研宄显得非常重要。而传统的立式试验装置又有其一定的局限性。一是传统的立式结构柱抗震实验中，每根试件有需要浇筑一长方体支座，当试件较多时工作量巨大，试件制作复杂，且试验操作不便。二是传统的立式结构柱抗震实验中，对实验室设备的要求较高，必须要有反力墙，必须要有牢固的地槽进行锚固。在有些实验室里可能不具备上述试验条件，而上述实验装置制作困难，价格不菲，不容易在短时间内做成。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决了现有立式试验装置对实验设备要求高的问题，对传统的卧式试验装置进行了改进，提供了一种结构简单，操作方便，少占试验空间对试验设备要求低的试验装置。
[0004]本发明的技术方案为:一种构件柱抗震实验卧式装置，包括三块平行的法兰支架和两组拉杆，每组拉杆四根。所述的法兰支架通过四根等长的拉杆相连固定，组成一个内力自平衡框架系统。所述的法兰支架底部焊有一垂直的垫板，垫板上开口，可通过地锚螺栓使整个装置固定于室内地面。左侧的法兰支架中心焊有一球铰的固定支座端，通过球铰的活动端与试验构件相连；所述的球铰的活动端靠试验构件侧中间有一突起圆形插销，试验构件的盖板中间有一相应大小的圆形凹槽，球铰的活动部分与试验构件通过此插销紧密相连。中间的法兰支架其中间焊一光滑套管与螺杆，螺杆的内端焊有球铰的固定端，螺杆上有螺母，转动螺母可使球铰座转动，达到预紧试验构件的目的。中间与右侧的法兰支架中间固定千斤顶通过套管与螺杆传递轴力，并使整个装置处于受力自平衡状态。夹具固定在实验构件的中部通过与可调节转接板与MTS作动器连接。
[0005]本发明的优点在于:结构简单，操作方便，降低由试件加工误差带来的不利影响，少占试验空间对试验设备要求低的试验装置。
【附图说明】
[0006]图1为本发明构件柱抗震实验卧式装置结构示意图；
图2a为本发明构件柱抗震实验卧式装置的球铰结构示意图；
图2b为本发明构件柱抗震实验卧式装置的球铰侧视图；
图3a为本发明构件柱抗震实验卧式装置的正视图；
图3b为本发明构件柱抗震实验卧式装置的侧视图； 图4a为本发明构件柱抗震实验卧式装置的法兰支架的正视图；
图4b为本发明构件柱抗震实验卧式装置的法兰支架的侧视图；
图4c为本发明构件柱抗震实验卧式装置的法兰支架的后视图；
图5a为本发明构件柱抗震实验卧式装置的法兰支架3的正视图；
图5b为本发明构件柱抗震实验卧式装置的法兰支架3的侧视图。
[0007]图中
I法兰支架、2法兰支架、3法兰支架、4拉杆、5拉杆、6球铰、7套管与螺杆、8地锚孔、9千斤顶、10夹具、11可调节转接板、12MTS作动器。
【具体实施方式】
[0008]下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步具体描述:
结构柱的低周往复荷载试验装置，包括三块法兰支架1、2、3，两组拉杆4、5，通过对球铰6固定试件13，通过固定在法兰支架2、3中间的千斤顶9对调整螺杆施加推力，达到对试件13施加轴力的效果。通过转换板引出细拉杆与夹具10连接，夹具通过螺栓紧密固定在试件上。
图2为球铰支座的侧面及正面不意图，球铰6分两个部分，支座部分，和活动部分，支座部分为一球形凹面，活动部分为一球面。活动部分背面中间有一圆形的插销，通过试件两端盖板中间孔与试件相连。
[0009]图3为法兰支架I的正面与侧面示意图，法兰支架I的正面中间含有球铰的底座，正面的四个角方向有4个连接拉杆4的连接孔。
图4为法兰支架2的正面侧面及背面示意图，法兰支架2的正面示意图与法兰支架I的类似，中间有光滑套管而是留有套管同样大小的孔洞，4个角留有拉杆的空洞，4个方向有留有连接法兰支架2、3拉杆的孔洞。从背面看法兰支架2，其预留的孔洞之间都焊有加强筋，可以提高整体的强度。
图5为法兰支架3的正面及侧面示意图，此板构造简单，仅留有4个拉杆固定拉杆的孔洞。
在所试验的时候，千斤顶先回油，通过扭动螺母改变凹形铰支座的位置，从侧面放入试件，再移动套管，使两边的球铰与试件正好吻合，对试件进行预紧及固定。再组装夹具，使夹具与试件紧密结合，并使夹具与MTS作动器连接好。
当试件与装置连接好时，给千斤顶加油，此时试件受到螺母传递来的预定轴力。案后按要求操作MTS作动器，通过规定的加载机制施加循环往复荷载。
[0010]最后，还需要注意的是，本发明所述的构件柱包括钢筋混凝土柱与钢管混凝土柱。以上的实例仅仅是一个典型的实例，还有许多变形，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
本发明是一种模拟结构柱在轴压条件下进行低周往复荷载试验的装置。包括平行的法兰支架，拉杆，球铰，套筒与螺杆，可调整转接板，连接MTS作动器的夹具。
所述的法兰支架由两块大的，一块小的。两块大的法兰支架与拉杆构成类似的传统的卧式轴压结构装置。一块小的法兰支架与中间的加强的法兰支架同样通过拉杆连接。中间放置千斤顶，构成轴力加载装置。 本装置所述的由两块大的法兰支架与拉杆组成内应力平衡的框架结构，其法兰支架底部均焊有一与法兰支架垂直，与地面平行的平板，该平板上留有安装槽，方便地槽锚固，这样可以固定整个装置的位置。
本装置所述的球铰由一固定球铰支座和一活动球状铰构成。活动球铰与试件接触面为一平面，中间有一圆形的突销，试件盖板中心加工有一同样大小的装配孔，组成一插销结构，与构件相连。
本装置所述的中间加强法兰支架中间有一圆形空洞，空洞中间放有一圆形，尺寸略小的套管与螺杆。螺杆在放置试件端焊有球铰支座，螺杆在放置千斤顶端接触千斤顶，使千斤顶通过套管对试件施加轴力。
本装置转动的调整螺杆及凹面球铰座可以通过安装于螺杆上的螺母转动调节凹面球铰座的水平位置，对试件实现预紧和固定。
本装置所述的中间的夹具，由上下两块盖板通过四个角上的螺栓连接。两盖板中间可放有方形或圆形的垫块与相应的试件固定。
本装置所述的夹具通过螺栓与转接板与MTS作动器相连接。改变螺栓有效长度可对MTS作动器安装后至夹具的位置进行调整。
本实验所述的结构柱在一定轴压下的低周往复荷载试验，通过一侧的千斤顶推压套管内的螺杆传递轴力给试件，通过夹具与可调节转接板与MTS作动器相连，对试件施加往复荷载。
【主权项】
1.一种构件柱抗震实验卧式装置，其特征在于，包括三块平行的法兰支架(1、2、3)和两组拉杆(4、5)，每组拉杆四根，法兰支架(1、2)和拉杆(4)组成一个内力自平衡框架系统，所述的法兰支架(1、2)通过四根等长的拉杆(4)相连固定，所述的法兰支架(2、3)通过四根等长的拉杆(5)相连固定，法兰支架(2、3)和拉杆(5)组成一个内力自平衡框架系统，所述的法兰支架(1、2)底部焊有一垂直的垫板，垫板上开口(8)，可通过地锚螺栓使整个装置固定于室内地面，所述的法兰支架(I)中心焊有一球铰(6)的固定支座端，通过球铰(6)的活动端与试验构件相连；所述的球铰(6)的活动端其靠试验构件侧中间有一突起圆形插销，试验构件的盖板中间有一相应大小的圆形凹槽，球铰(6)的活动部分与试验构件通过此插销紧密相连，所述的法兰支架(2)其中间有一光滑套管与螺杆(7)，螺杆的内端焊有球铰(6)的固定端，螺杆上有螺母，转动螺母可使球铰座转动，法兰支架(2、3)中间固定千斤顶(9)通过套管中的螺杆传递轴力，夹具(10)固定在实验构件的中部通过与可调节转接板(11)与MTS作动器连接。
【专利摘要】本发明公开一种构件柱抗震实验卧式装置，该装置包括三块平行的法兰支架和两组拉杆，每组拉杆四根。所述的法兰支架通过四根等长的拉杆相连固定，所述的法兰支架通过四根等长的拉杆相连固定。法兰支架中间固定千斤顶通过传递轴力，并使整个装置处于受力自平衡状态。构件柱的中部通过可调连接器转接板与MTS作动器连接。本发明的优点在于：使用球铰使试件易于固定降低由试件加工误差带来的不利影响，避免传统平板铰可能产生的偏压，结构简单，操作方便，少占试验空间对试验设备要求低的试验装置。
【IPC分类】G01N3/36
【公开号】CN104931368
【申请号】CN201510377116
【发明人】陈梦成, 袁方, 王超, 张凡孟, 黄宏, 许开成
【申请人】华东交通大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月2日