專利名稱：鋼筋混凝土框架梁試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及土木工程中受力狀態(tài)的試驗(yàn)裝置，特別是一 種鋼筋混凝土框架梁試驗(yàn)臺(tái)。
技術(shù)背景
鋼筋混凝土板中的膜效應(yīng)分為壓膜效應(yīng)和拉膜效應(yīng)。壓膜效 應(yīng)是由于板中各部分的邊界約束和幾何形狀的改變而形成的。如 果板邊緣的側(cè)向位移受到剛性構(gòu)件的約束，當(dāng)板的幾何形狀發(fā)生 改變，使板的邊緣發(fā)生向外移動(dòng)的趨勢(shì)而反作用于邊緣處的構(gòu)件 時(shí)，板內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生壓膜力。由此而產(chǎn)生的壓膜力將增大在塑性鉸 線處板截面的抗彎強(qiáng)度，并使板的極限荷載大于應(yīng)用塑性鉸線理 論計(jì)算得到的抗彎承載力。在板受力的后期階段，由于變形很大， 板的邊界開(kāi)始向內(nèi)移動(dòng)，如果邊界側(cè)向移動(dòng)被約束，則在板內(nèi)會(huì) 產(chǎn)生拉膜應(yīng)力，此時(shí)板內(nèi)鋼筋如同拉索使板能繼續(xù)承擔(dān)荷載。試 驗(yàn)證明即使板邊界的側(cè)向位移沒(méi)被約束，板在極限狀態(tài)時(shí)也會(huì)在 板內(nèi)產(chǎn)生明顯的有利的內(nèi)力重分布。
與鋼筋混凝土板中產(chǎn)生膜效應(yīng)的機(jī)理相同，在梁端受到約束 的鋼筋混凝土梁中存在著類似的效應(yīng)，我們稱之為拱效應(yīng)和索效 應(yīng)。但對(duì)于鋼筋混凝土梁中拱效應(yīng)與索效應(yīng)的研究當(dāng)前很不充分。 究其原因，主要是因?yàn)闆](méi)有合適的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)梁端的有效約 束，從而無(wú)法產(chǎn)生這種效應(yīng)。通常對(duì)梁所進(jìn)行的試驗(yàn)為簡(jiǎn)支梁試 驗(yàn)，梁端沒(méi)有約束，無(wú)法產(chǎn)生拱效應(yīng)和索效應(yīng)。 發(fā)明內(nèi)容:
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)我國(guó)大量應(yīng)用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 框架梁的受力特點(diǎn)，解決常規(guī)鋼筋混凝土梁試驗(yàn)裝置中無(wú)法實(shí)現(xiàn) 梁端的有效約束以及約束的測(cè)量問(wèn)題，而提供一種鋼筋混凝土框
架梁試驗(yàn)臺(tái)。通過(guò)該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)于試驗(yàn)梁端部的有效約束，從而 在框架梁內(nèi)部產(chǎn)生拱效應(yīng)和索效應(yīng)，以便研究鋼筋混凝土框架梁 中的這種效應(yīng)對(duì)其受力性能的影響。
實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用以下技術(shù)方案 一種鋼筋混凝土框架 梁試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于-
a. 兩條支架對(duì)稱設(shè)置分別安裝在各自的底座上，兩底座用連
接桿連接在一起，該連接桿上安裝有抗失穩(wěn)裝置，兩支架內(nèi)分別
安裝有拉壓荷載傳感器；
b. 兩滑動(dòng)支座堆成設(shè)置分別安裝在兩支架上，主要由滑塊、 壓板、滾軸支架、外套構(gòu)成，其滑塊安裝在分別用滾軸支架支撐 的上、下滾軸之間，壓板位于滾軸支架的兩端，滑塊、上、下滾 軸以及滾軸支架、壓板分別位于外套內(nèi)，其中滑塊通過(guò)連接件與 支架內(nèi)的拉壓荷載傳感器以及滑動(dòng)支座的外套相連接；
C.兩連接支座堆成設(shè)置分別通過(guò)連接軸安裝于滑動(dòng)支座內(nèi)的 滑塊上，所述連接軸分別依次通過(guò)臂桿與錨桿連接，錨桿依次與 底座相連。
采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效 果是1)本實(shí)用新型能夠?qū)︿摻罨炷猎囼?yàn)梁進(jìn)行有效約束，改 變了以往只能進(jìn)行簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)的狀況。通過(guò)該試驗(yàn)臺(tái)，能夠有效 地模擬鋼筋混凝土框架梁的實(shí)際工作狀態(tài)，為進(jìn)行鋼筋混凝土框 架梁的受力性能研究提供了必備條件。2)本試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè) 計(jì)科學(xué)，可極大地促進(jìn)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)手段的發(fā)展。


圖l是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型的滑動(dòng)支座主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2的剖視圖。
圖4是本實(shí)用新型的連接支座的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。
參見(jiàn)附圖1，本實(shí)用新型鋼筋混凝土框架梁試驗(yàn)臺(tái)，由連接
支座15、滑動(dòng)支座16、支架、底座連接桿2、抗失穩(wěn)裝置8等組 成。兩條支架對(duì)稱設(shè)置，右支架7固定安裝在右底座3上，左支 架10固定安裝在左底座1上，左、右底座1、 3用連接桿2連接。 連接桿2上安裝有抗失穩(wěn)裝置8,抗失穩(wěn)裝置8的上方通過(guò)鋼墊 連接450KN作動(dòng)器9。左、右支架7、 10內(nèi)分別安裝有250KN拉 壓荷載傳感器，位于右支架7內(nèi)的傳感器稱之為第一拉壓荷載傳 感器5，位于左支架10內(nèi)的傳感器稱之第二拉壓荷載傳感器13。 連接桿2對(duì)整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)起連接作用，通過(guò)連接桿2將試驗(yàn)臺(tái)兩端 連成整體，使之共同受力。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可制作出不同長(zhǎng)度的 連接桿2或?qū)B接桿2的數(shù)量進(jìn)行增減，以適應(yīng)框架梁17 (試驗(yàn) 梁)的跨度變化。
連接支座15、滑動(dòng)支座16分別對(duì)稱設(shè)置為兩套，依次安裝 在右支架7、左支架10上。
圖2、圖3給出的是滑動(dòng)支座16的實(shí)施例，參見(jiàn)圖2，圖3， 滑動(dòng)支座16由外套19、滑塊20、滾軸22、滾軸支架21、壓板 18、螺桿23、傳感器組成。外套19為整個(gè)部分的框架，滑塊20 安裝在上、下滾軸22之間通過(guò)滾軸可在框架內(nèi)部平動(dòng)，上、下滾 軸22分別用滾軸支架21支撐。壓板18位于滾軸支架21的兩端， 其作用是限制滑塊20的平動(dòng)方向。滑塊20通過(guò)作為連接件起限 位作用的螺桿23與支架內(nèi)250認(rèn)拉壓荷載傳感器5、 13以及外套 19相連，可測(cè)量在加載時(shí)框架梁端受到的水平約束，并通過(guò)螺桿 23上的螺母，可以對(duì)框架梁端水平約束程度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 圖4、圖5給出的是連接支座15的實(shí)施例，參見(jiàn)圖4和圖5，連 接支座15由連接框24和連接軸6組成，框架梁17通過(guò)其梁端節(jié) 點(diǎn)安裝于連接支座15內(nèi)部，用滑動(dòng)支座16的壓板18將二者固定 為一體，通過(guò)壓板18限制住節(jié)點(diǎn)與連接支座15的相對(duì)位移，形 成整體共同受力。連接支座15兩側(cè)伸出一連接軸6，與連接支座 15和滑動(dòng)支座16對(duì)應(yīng)，本實(shí)用新型設(shè)置兩套起連接和固定、檢 測(cè)作用的臂桿、錨桿以及測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)約束的拉壓傳感器。見(jiàn)圖l， 圖4和圖5，連接軸6分別穿過(guò)滑動(dòng)支座內(nèi)的滑塊20，在滑塊20 外側(cè)通過(guò)臂桿14與小軸連接，小軸與錨桿12連接，轉(zhuǎn)動(dòng)約束調(diào) 節(jié)裝置及測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)約束的拉壓傳感器11、 4分別連接在各自的錨 桿12上，錨桿12的底部依次與左底座1、右底座3連接。 本實(shí)用新型的工作原理
本裝置對(duì)框架梁端的約束通過(guò)框架梁17及連接支座15實(shí)現(xiàn)。 由于連接支座15通過(guò)連接軸6安裝于滑動(dòng)支座16內(nèi)的滑塊20上。 在豎直方向連接支座15受到限制不產(chǎn)生位移；在水平方向連接支 座15通過(guò)滑塊20可以在滑動(dòng)支座16內(nèi)部滑動(dòng)，通過(guò)滑動(dòng)支座 16上的調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)梁端水平約束的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)水平方向 從無(wú)約束到完全約束的調(diào)節(jié)；連接支座15的連接軸6通過(guò)臂桿 14和錨桿12與底座3、 l相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)梁端轉(zhuǎn)動(dòng)約束的調(diào)節(jié)。
框架梁17通過(guò)梁端節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與相鄰構(gòu)件的連接，在各種荷載 作用下，框架梁17的受力和變形受到相鄰構(gòu)件的約束，在受力的 不同階段，梁內(nèi)部分別產(chǎn)生拱效應(yīng)和索效應(yīng)，從而提高其承載能 力。
梁端水平約束通過(guò)與滑塊20相連的螺桿23及螺桿上的螺母 調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)螺母與滑動(dòng)支座鋼板的間隙可以對(duì)水平約束程度進(jìn)行 調(diào)節(jié)；梁端轉(zhuǎn)動(dòng)約束通過(guò)改變與錨桿12相連的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)裝置上調(diào) 節(jié)墊圈的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
梁端約束荷載的測(cè)量是通過(guò)安裝在支架7、 10內(nèi)安裝的250KN 拉壓荷載傳感器5、 13，通過(guò)兩傳感器測(cè)量加載過(guò)程中梁端約束 荷載的變化過(guò)程。
通過(guò)底座連接桿2上安裝的抗失穩(wěn)裝置8，提供對(duì)框架梁17 的側(cè)向支撐，可防止試驗(yàn)梁加載過(guò)程中可能出現(xiàn)的側(cè)向失穩(wěn)現(xiàn)象。
權(quán)利要求1.一種鋼筋混凝土框架梁試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于a.兩條支架對(duì)稱設(shè)置分別安裝在各自的底座上，兩底座用連接桿連接在一起，該連接桿上安裝有抗失穩(wěn)裝置，兩支架內(nèi)分別安裝有拉壓荷載傳感器；b.兩滑動(dòng)支座對(duì)稱設(shè)置分別安裝在兩條支架上，主要由滑塊、壓板、滾軸支架、外套構(gòu)成，其滑塊安裝在分別用滾軸支架支撐的上、下滾軸之間，壓板位于滾軸支架的兩端，滑塊、上、下滾軸以及滾軸支架、壓板分別位于外套內(nèi)，其中滑塊通過(guò)連接件與支架內(nèi)的拉壓荷載傳感器以及滑動(dòng)支座的外套相連接；c.兩連接支座對(duì)稱設(shè)置分別通過(guò)連接軸安裝于滑動(dòng)支座內(nèi)的滑塊上，所述的連接軸分別依次通過(guò)臂桿與錨桿連接，錨桿依次與底座相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋混凝土框架梁試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述的錨桿上連接有轉(zhuǎn)動(dòng)約束調(diào)節(jié)裝置和測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)約束的 拉壓荷載傳感器。
專利摘要一種土木工程中受力狀態(tài)的試驗(yàn)裝置，特別是一種鋼筋混凝土框架梁試驗(yàn)臺(tái)。其兩條支架對(duì)應(yīng)分別安裝在底座上，兩底座用連接桿連接在一起，連接桿上安裝有抗失穩(wěn)裝置，兩支架內(nèi)分別安裝有拉壓荷載傳感器；滑動(dòng)支座依次安裝在兩支架上，其滑塊安裝在用滾軸支架支撐的上、下滾軸之間，壓板位于滾軸支架的兩端，滑塊、上、下滾軸以及滾軸支架、壓板分別位于外套內(nèi)，滑塊與拉壓荷載傳感器以及外套相連接；連接支座依次通過(guò)連接軸安裝于滑動(dòng)支座內(nèi)的滑塊上，連接軸依次通過(guò)臂桿與錨桿連接，錨桿與底座相連。本試驗(yàn)臺(tái)能夠?qū)︿摻罨炷猎囼?yàn)梁進(jìn)行有效約束，有效地模擬鋼筋混凝土框架梁的實(shí)際工作狀態(tài)，為進(jìn)行鋼筋混凝土框架梁的受力性能研究提供了必備條件。
文檔編號(hào)G01N3/00GK201191251SQ200820077099
公開(kāi)日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者宋曉勝, 永 廖, 鵬 李, 蘇幼坡 申請(qǐng)人:河北理工大學(xué);河北省地震工程研究中心;鵬達(dá)建設(shè)集團(tuán)有限公司