一种用于混凝土双向板大变形加载的试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及建筑结构的试验技术领域，尤其涉及一种用于混凝土双向板大变形加载的试验装置。
【背景技术】
[0002]混凝土双向板是建筑结构中大量采用的基本构件。开展试验研究混凝土双向板的力学性能是必备的手段之一。在国家标准《混凝土结构试验方法标准》(GB/T 50152-2012)中，第5.1.4款和第5.2.4款分别涉及到双向板试件的支座形式和加载方式，同时第7.3.3款给出了试件达到承载能力极限状态的几种标志，其中对于双向板这类受弯构件控制的弯曲挠度限值为跨度的1/50，这尚属于小变形加载阶段。然而，当遭遇地震、火灾、爆炸等极端荷载时，混凝土双向板的跨中挠度比一般正常使用极限状态时要大得多，属于大变形状态。有关数据表明，混凝土双向板在火灾时的跨中挠度达到跨度的1/10仍能继续承载而不坍塌，这一系列的试验现象激起了人们开展双向板在大变形下的力学性能研究的兴趣。但是，上述国家标准中关于双向板将单个集中荷载向板面经过两级分配的加载方式并不适用于大变形加载的工作状况，这主要是因为双向板属于双向曲率变形，原有的加载方式不能适应跨中变形大而周边变形较小的实际情况，这也导致了各个加载点上的荷载不再均衡。本文提出一种用于混凝土双向板在大变形加载时的试验装置，可以解决上述问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型目的在于提供一种用于混凝土双向板大变形加载的试验装置，能够始终将集中力(一般为千斤顶等施力装置提供)均匀的分配到板面上的各点，并保证在大变形阶段整个装置的稳定性、安全性，从而有效地开展混凝土双向板的大变形加载试验研究工作。
[0004]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种用于混凝土双向板大变形加载的试验装置，包括一施力装置，位于施力装置下方能够分配所施加的力的分配系统，以及位于所述分配系统下方的试验构件；
[0006]所述分配系统包括数个传力装置；
[0007]所述传力装置具有数个持力点，并且每个持力点下方具有半圆球体，保证力的均匀分配。
[0008]在一较佳的实施例中，所述分配系统还包括一分配梁，所述分配梁位于施力装置与传力装置之间;所述分配梁与传力装置之间具有连接件。所述施力装置上的力传下后，通过分配梁以及分配梁与传力装置之间的连接件，能够均匀的分配到传力装置上。
[0009]在一较佳的实施例中，还包括一反力装置，所述反力装置位于施力装置上方。
[0010]在一较佳的实施例中，所述施力装置和反力装置之间设有荷重传感器。所述荷重传感器与一采集电脑相连。
[0011]在一较佳的实施例中，所述施力装置为千斤顶。
[0012]在一较佳的实施例中，所述分配梁与传力装置之间的连接件下部具有半球体，所述传力装置上部具有与相应的半球形凹槽。
[0013]在一较佳的实施例中，所述传力装置底面为等边三角形，具有三个持力点，所述半球体位于三个顶点下部。并且分配梁与传力装置之间的连接件与所述等边三角形的中心在垂直方向是一致的。
[0014]在一较佳的实施例中，所述传力装置与所述构件之间具有垫板。
[0015]在一较佳的实施例中，所述反力装置为反力梁，材质为钢。
[0016]本实用新型的有益效果:
[0017]1)本实用新型设计的试验装置制作简单、传力路径清晰，易于安装。
[0018]2)借助专门设计的传力装置，可以将上部由施力装置传下的力均匀施加到构件上。并且每个传力装置具有3个持力点，从而能适应双向板的双向曲率变形的特点，保证试验能够顺利进行。
[0019]3)传力装置上部设置的带半球形凹槽的碗装钢块的中心与传力装置底部的三角形的中心是投影重合的，这保证了上部力在传力装置底部的三角形的三个半球体上是均匀分配的。
[0020]4)分配梁与传力装置之间的连接件底部设置半球体，可以保证在施加力的过程中，即使形变量很大，仍能使得上部力竖直向下传递。
【附图说明】
[0021]图1为实施例的正立面图；
[0022]图2为实施例中传力装置的俯视图；
[0023]图3为实施例中传力装置的侧视图；
[0024]图4为实施例中连接件的示意图；
[0025]图5为实施例中传力装置安装的示意图。
【具体实施方式】
[0026]为了使本实用新型技术方案更加清楚，现将本实用新型结合实施例和附图做进一步详细说明:
[0027]下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0028]1、参考图1，本实用新型按下列步骤实施:
[0029](1)加工试验构件(混凝土双向板1)。根据试验目的，加工制作混凝土双向板1，即为试验构件。制作时，需在设计的支座处外边缘加长少许以防在试验加载时向内部滑落。在本实施例中，支座边缘加长20厘米，等试件养护完成后，吊装就位。
[0030](2)荷载分配系统。主要包括传力装置2、钢垫板3、连接件4、分配梁5。加工及安装步骤如下:
[0031]a)安装钢垫板3。如附图5所示，需制作四个相同的传力装置2，因此板面共有12个加载点。安装时，需在每个加载点附近用细砂浆找平，上部放置钢垫板3(尺寸大小一般为150mm 150mm 10mm)并保持水平。
[0032]b)安装传力装置2。制作时，传力装置2的底部三角形的中心尺寸需与混凝土双向板的两个方向的跨度有关，如附图4所示。由附图2-3可知，传力装置2的底部是由等边角钢2-1焊接而成的三角形骨架，有三个持力点，每个持力点是焊接在底部三角形骨架上的半圆球。上部力传来后，直接加载到传力装置2上部的碗状钢块2-3的凹槽内。上部承载的碗状钢块2-3和底部的三角形骨架间，是由强度较高、稳定性好的3根圆钢管2-2焊接连接。传力装置2的制作要点主要为要保证上部碗状钢块2-3圆球形凹槽的底部中心需与底部三角形骨架的中心在垂直方向是一致的。
[0033]c)制作并安装连接件4。如附图4所示，连接件4是由半圆球3_1(尺寸需与传力装置2的碗状钢块的凹槽直径相适应)、中部连接短钢棍3-2(直径为80mm，长度100mm)和上部钢板3_3(宽度与分配梁5的尺寸一致)焊接而成。首先在传力装置2的上部凹槽内涂抹一层润滑油，再安装连接件4并固定。
[0034]d)加工制作与试验构件尺寸相适应的分配梁5，并安装在连接件4的上部端面上。分配梁5需要满足承载力的要求，并且刚度大。
[0035](3)施力装置。包括液压千斤顶6和荷载传感器7。将液压千斤顶6安装到分配梁5的中心上，上部安装荷载传感器7，并将其数据线与采集电脑(未示出)连接。
[0036](4)反力装置。本装置涉及的反力装置主要为反力梁8。将反力梁8调整至合适高度，能安装荷载传感器7，并能将整个加载系统稳固。
[0037](5)上述的(2)-(4)步是描述的一组加载装置的安装过程。由附图5显示，混凝土双向板试件需要两组上述加载装置，具体为附图5中显示的1号和2号加载点共用一组，其他为一组。为保证加载的均衡性，两组加载装置的液压千斤顶6需共用同一组液压油栗，并同时供油加载。
[0038](6)上述安装完毕后，可以开始预加载，调试整个实验的加载系统。实验过程中，应实时监测两组加载装置的荷载传感器7的数据是否一致或误差不应太大。若不一致，则应停止试验。
【主权项】
1.一种用于混凝土双向板大变形加载的试验装置，其特征在于:包括一施力装置，位于施力装置下方能够分配所施加的力的分配系统，以及位于所述分配系统下方的试验构件； 所述分配系统包括数个传力装置； 所述传力装置具有数个持力点，并且每个持力点下方具有半圆球体，保证力的均匀分配。2.如权利要求1所述的用于混凝土双向板大变形加载的试验装置，其特征在于:所述分配系统还包括一分配梁，所述分配梁位于施力装置与传力装置之间；所述分配梁与传力装置之间具有连接件。3.如权利要求2所述的用于混凝土双向板大变形加载的试验装置，其特征在于:还包括一反力装置，所述反力装置位于施力装置上方。4.如权利要求3所述的用于混凝土双向板大变形加载的试验装置，其特征在于:所述施力装置和反力装置之间设有荷重传感器。5.如权利要求4所述的用于混凝土双向板大变形加载的试验装置，其特征在于:所述施力装置为千斤顶。6.如权利要求4所述的用于混凝土双向板大变形加载的试验装置，其特征在于:所述分配梁与传力装置之间的连接件下部具有半球体，所述传力装置上部具有与相应的半球形凹槽。7.如权利要求6所述的用于混凝土双向板大变形加载的试验装置，其特征在于:所述传力装置底面为等边三角形，具有三个持力点，所述半球体位于三个顶点下部。8.如权利要求4所述的用于混凝土双向板大变形加载的试验装置，其特征在于:所述传力装置与所述构件之间具有垫板。9.如权利要求4所述的用于混凝土双向板大变形加载的试验装置，其特征在于:所述反力装置为反力梁，材质为钢。
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于混凝土双向板大变形加载的试验装置，包括一施力装置，位于施力装置下方能够分配所施加的力的分配系统，以及位于所述分配系统下方的试验构件；所述分配系统包括数个传力装置；所述传力装置具有数个持力点，并且每个持力点下方具有半圆球体，保证力的均匀分配。本实用新型提供了一种用于混凝土双向板大变形加载的试验装置，能够始终将集中力均匀的分配到板面上的各点，并保证在大变形阶段整个装置的稳定性、安全性，从而有效地开展混凝土双向板的大变形加载试验研究工作。
【IPC分类】G01N3/00
【公开号】CN205157294
【申请号】CN201520752602
【发明人】张大山, 董毓利, 房圆圆, 张建春
【申请人】华侨大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月25日