鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置的製作方法

2023-10-04 14:08:34

專利名稱：鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於結構工程鋼結構技術領域，特別涉及一種鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置。
背景技術：
鋼結構受壓構件的整體穩定性能是鋼結構領域最重要的研究課題之一，通常採用長柱壓力試驗機進行試驗研究。在沒有側向支撐的情況下，受壓鋼柱通常繞截面弱軸方向失穩。為了研究鋼柱繞強軸的整體穩定性能，必須提供必要的側向支撐條件，減小鋼柱繞弱軸的計算長度才能保證其發生繞強軸的失穩。然而長柱壓力試驗機並沒有提供側向支撐的裝置，試驗中往往需要在其周圍布置大型的支撐反力架，但反力架安裝困難、支撐數量有限且需要較大的場地，條件有限的實驗室甚至無法布置大型反力架。如何設計能夠有效提供側向支撐、同時又具有安裝方便、尺寸可調、裝配簡單、體型較小等特點的側向支撐裝置，是科學研究及工程實踐中亟待解決的問題。

實用新型內容本實用新型的目的在於解決背景技術所述的長柱壓力試驗機進行鋼結構受壓構件加載試驗時的側向支撐裝置問題，提供一種鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置，其特徵在於，鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置為可拆卸結構，由絲槓卡I、支撐橫梁2， 自平衡橫梁3、絲槓卡基座4、試件夾板5和夾板螺杆6構成，支撐橫梁2和自平衡橫梁3均為H型工字鋼結構，支撐橫梁2內側翼緣中部有4個孔，前後2個支撐橫梁2內側翼緣相對並互相平行，左右2個自平衡橫梁3內側翼緣相對並分別與前後2個支撐橫梁2的左端和右端螺栓連接構成矩形的自平衡反力架，4個夾板螺杆6垂直固接在試件夾板5背面的四角處，2塊試件夾板5在2個支撐橫梁2之間正面相對互相平行並分別用4個夾板螺杆6和每個夾板螺杆6的2個配套螺母通過支撐橫梁2內側翼緣中部的4個孔固定在2個支撐橫梁 2內側翼緣中部，通過調節配套螺母調整2塊試件夾板5的間距，按自平衡反力架水平放置並左右對稱置於長柱壓力試驗機的4個絲槓9之間的位置，每個支撐橫梁2上，2個絲槓卡基座4分別在2個絲槓9的對應位置固接在支撐橫梁2外側翼緣上，絲槓卡I通過固定卡座103與絲槓卡基座4固接；所述支撐橫梁2中，腹板兩側固接橫向加勁肋7，支撐橫梁2兩端設置封頭蓋板用於和自平衡橫梁3螺栓連接；所述自平衡橫梁3中，腹板兩側固接橫向加勁肋7 ；所述絲槓卡I由活動卡101、固定卡102和固定卡座103組成，活動卡101和固定卡102分別為與長柱壓力試驗機的絲槓9直徑相同的半圓環，固定卡102外側和固定卡座 103的圓弧面固接，固定卡座103的兩側面上焊接加勁肋，活動卡101和固定卡102為螺栓連接；所述試件夾板5的正面設置一層聚四氟乙烯板，以減小試件夾板5與試件8間的[0008]本實用新型的有益效果為(I)結構形式簡單，易於加工，成本低廉；(2)試件夾板尺寸可調，適用於不同截面尺寸的受壓鋼柱；(3)在長柱壓力試驗機的絲槓上的固定高度可調，適用於不同高度的受壓鋼柱，並可同時使用多套鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置；(4)裝置自平衡，可承受較大的側向水平荷載，同時可有效避免其傳至試驗機絲槓；(5)支撐板面的聚四氟乙烯板可減小裝置與構件間的摩擦力。

圖I為鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置實施例的結構俯視示意圖；圖2為圖I沿A-A方向的結構剖視圖；圖3為圖I沿B-B方向的結構剖視圖；圖4為絲槓卡結構示意圖。圖中，I—絲槓卡，101—活動卡，102—固定卡，103—固定卡座，2—支撐橫梁， 7--橫向加勁肋,3—自平衡橫梁，4—絲槓卡基座,5—試件夾板,6—夾板螺杆,7—橫向加勁肋，8 —試件,9 —絲槓。
具體實施方式
下面結合實施例和附圖對本實用新型作進一步的說明。圖I為鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置實施例的結構俯視示意圖，圖2和圖3分別為圖I沿A-A方向的結構剖視圖和沿B-B方向的結構剖視圖。鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置為可拆卸結構，由絲槓卡I、支撐橫梁2， 自平衡橫梁3、絲槓卡基座4、試件夾板5和夾板螺杆6構成。支撐橫梁2和自平衡橫梁3 均為H型工字鋼結構。支撐橫梁2內側翼緣中部有4個孔。前後2個支撐橫梁2內側翼緣相對並互相平行，左右2個自平衡橫梁3內側翼緣相對並分別與前後2個支撐橫梁2的左端和右端螺栓連接構成矩形的自平衡反力架。4個夾板螺杆6垂直固接在試件夾板5背面的四角處，2塊試件夾板5在2個支撐橫梁2之間正面相對互相平行並分別用4個夾板螺杆 6和每個夾板螺杆6的2個配套螺母通過支撐橫梁2內側翼緣中部的4個孔固定在2個支撐橫梁2內側翼緣中部，通過調節配套螺母調整2塊試件夾板5的間距，試件夾板5的正面設置一層聚四氟乙烯板，以減小試件夾板5與試件8間的摩擦力。按自平衡反力架水平放置並左右對稱置於長柱壓力試驗機的4個絲槓9之間的位置，每個支撐橫梁2上，2個絲槓卡基座4分別在2個絲槓9的對應位置固接在支撐橫梁2外側翼緣上，絲槓卡I通過固定卡座103與絲槓卡基座4固接。為了提高支撐橫梁2和自平衡橫梁3的強度，支撐橫梁2和自平衡橫梁3的腹板兩側固接橫向加勁肋7。支撐橫梁2兩端有封頭蓋板用於和自平衡橫梁3螺栓連接。如圖4所示，絲槓卡I由活動卡101、固定卡102和固定卡座103組成，活動卡101 和固定卡102分別為與長柱壓力試驗機的絲槓9直徑相同的半圓環，固定卡102外側和固
4定卡座103的圓弧面固接，固定卡座103的兩側面上焊接加勁肋，活動卡101和固定卡102 為螺栓連接。鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置用於受壓鋼柱試件的整體穩定性能試驗研究的使用步驟為首先將絲槓卡I按試件8的試驗設計高度卡在長柱壓力試驗機的四根絲槓9上從而將支撐橫梁2固定在長柱壓力試驗機的絲槓9上，支撐橫梁2承擔鋼柱的側向水平荷載；然後將2個自平衡橫梁3與2個支撐橫梁2通過螺栓裝配成一整體，共同組成自平衡反力架，自平衡橫梁3的作用為平衡支撐橫梁2的反力，避免將荷載傳遞至長柱壓力試驗機的絲槓9 ；最後將試件夾板5通過四根夾板螺杆6和配套螺母裝配到支撐橫梁2內側翼緣中部，並通過螺母調節試件夾板5位置直至與試件8側面頂緊。整個裝置的固定高度和2塊試件夾板5的間距可調，適用於不同高度和截面尺寸的鋼柱試件受壓試驗。本實用新型針對現有長柱壓力試驗機無法對受壓鋼柱提供側向支撐的問題，提出了一種新型的側向支撐裝置，在不需要大型支撐反力架的基礎上，實現了受壓鋼柱試件失穩平面外的有效側向支撐，且尺寸靈活可調，具有很強的實用性和經濟性，能夠滿足試驗研究工作的需要，適用於受壓構件的整體穩定性能試驗研究。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求1.一種鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置，其特徵在於，鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置為可拆卸結構，由絲槓卡(I)、支撐橫梁(2)，自平衡橫梁(3)、絲槓卡基座(4)、試件夾板(5)和夾板螺杆(6)構成，支撐橫梁(2)和自平衡橫梁(3)均為H型工字鋼結構，支撐橫梁(2)內側翼緣中部有4個孔，前後2個支撐橫梁(2)內側翼緣相對並互相平行，左右2個自平衡橫梁(3)內側翼緣相對並分別與前後2個支撐橫梁(2)的左端和右端螺栓連接構成矩形的自平衡反力架，4個夾板螺杆(6)垂直固接在試件夾板(5)背面的四角處，2塊試件夾板(5)在2個支撐橫梁(2)之間正面相對互相平行並分別用4個夾板螺杆(6)和每個夾板螺杆￠)的2個配套螺母通過支撐橫梁(2)內側翼緣中部的4個孔固定在 2個支撐橫梁(2)內側翼緣中部，通過調節配套螺母調整2塊試件夾板(5)的間距，按自平衡反力架水平放置並左右對稱置於長柱壓力試驗機的4個絲槓(9)之間的位置，每個支撐橫梁(2)上，2個絲槓卡基座(4)分別在2個絲槓(9)的對應位置固接在支撐橫梁(2)外側翼緣上，絲槓卡(I)通過固定卡座(103)與絲槓卡基座(4)固接。
2.根據權利要求I所述的一種鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置，其特徵在於， 所述支撐橫梁(2)中，腹板兩側固接橫向加勁肋(7)，支撐橫梁(2)兩端設置封頭蓋板用於和自平衡橫梁(3)螺栓連接。
3.根據權利要求I所述的一種鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置，其特徵在於， 所述自平衡橫梁(3)中，腹板兩側固接橫向加勁肋(7)。
4.根據權利要求I所述的一種鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置，其特徵在於， 所述絲槓卡(I)由活動卡(101)、固定卡(102)和固定卡座(103)組成，活動卡(101)和固定卡(102)分別為與長柱壓力試驗機的絲槓(9)直徑相同的半圓環，固定卡(102)外側和固定卡座(103)的圓弧面固接，固定卡座(103)的兩側面上焊接加勁肋，活動卡(101)和固定卡(102)為螺栓連接。
5.根據權利要求I所述的一種鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置，其特徵在於， 所述試件夾板(5)的正面設置一層聚四氟乙烯板，以減小試件夾板(5)與試件(8)間的摩擦力。
專利摘要本實用新型屬於結構工程鋼結構技術領域，特別涉及一種鋼結構受壓構件加載試驗側向約束裝置。前後2個支撐橫梁內側翼緣相對並互相平行，左右2個自平衡橫梁內側翼緣相對並分別與2個支撐橫梁的左端和右端螺栓連接構成矩形自平衡反力架，2塊試件夾板在支撐橫梁之間正面相對並互相平行分別用4個夾板螺杆和配套螺母固定在2個支撐橫梁內側翼緣中部，通過調節配套螺母調整2塊試件夾板的間距，絲槓卡基座固接在支撐橫梁外側翼緣上，絲槓卡與絲槓卡基座固接，絲槓卡卡在長柱壓力試驗機的絲槓上，自平衡反力架水平置於絲槓之間，2塊試件夾板夾住試件側面。本實用新型實現了受壓試件失穩平面外的有效側向支撐，適用於受壓構件的整體穩定性能試驗研究。
文檔編號G01N3/02GK202351126SQ20112047451
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月24日 優先權日2011年11月24日
發明者施剛, 王元清, 班慧勇, 石永久 申請人:清華大學