一种组装式可滑移调节的多级加载梁装置及其使用方法

本发明属于土木与水利工程试验，具体涉及一种组装式可滑移调节的多级加载梁装置及其使用方法。

背景技术：

1、土木与水利工程结构加载试验是研究土木与水利结构的受力性能、结构性态演变规律和分析其破坏机理的重要方法，其结果对分析评价土木与水利结构安全性能有着重要的参考依据和价值。

2、现有土木与水利试验必不可少要借助加载梁在需加载位置处施加集中力的作用。但现有加载梁多作为试验辅助工具，无法对被加载物体施加任意位置和任意大小的集中力，这显然约束了其作用效果。

3、基于当前土木与水利结构试验加载存在的问题与缺陷，亟需开发一种简便高效的可以提供任意数量、任意位置和任意大小的集中力的试验加载梁装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种简便高效的可以提供任意数量、任意位置和任意大小的集中力的试验加载梁装置，为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

2、一种组装式可滑移调节的多级加载梁装置，包括：

3、沿长度方向依次连接设置的多个一级加载梁；

4、二级加载梁，所述二级加载梁位于多个所述一级加载梁的上端，所述二级加载梁的长度延伸方向与多个所述一级加载梁的长度延伸方向相同；其中，所述二级加载梁与多个所述一级加载梁之间设置有多个二级紧固件，其中，多个所述二级紧固件与多个所述一级加载梁一一对应设置，且所述二级加载梁与所述一级加载梁之间通过所述二级紧固件可滑移连接；加载时，所述二级加载梁的上端与加载器接触连接；

5、多个一级紧固件组，多个所述一级紧固件组可滑移连接于所述一级加载梁的下端，并与多个所述一级加载梁一一对应设置；加载时，所述一级紧固件组与被加载件相接触。

6、进一步地，所述一级加载梁为2个；所述一级加载梁的横截面为“工”字型的长梁；

7、所述一级加载梁的2个上翼缘和2个下翼缘均设置有贯穿翼缘深度方向的矩形第一孔槽，2个所述上翼缘的第一孔槽以及2个所述下翼缘的第一孔槽均相对所述一级加载梁的腹板对称设置；

8、所述一级加载梁的上翼缘和下翼缘的连接端均设置有连接块，所述连接块的厚度等于所述一级加载梁的上翼缘的厚度；其中，所述上翼缘和所述下翼缘的连接块均位于所述腹板的同侧；

9、在所述连接块的长度方向上设有贯穿的连接圆孔；2个所述一级加载梁之间通过穿过所述连接圆孔的螺杆连接。

10、进一步地，所述二级加载梁的横截面为“工”字型的长梁；所述二级加载梁的2个下翼缘处均开设有贯穿翼缘深度方向的矩形第二孔槽，2个所述第二孔槽相对所述二级加载梁的腹板对称设置。

11、进一步地，所述一级紧固件组包括2个一级紧固件，所述一级紧固件包括垂直设置的第一钢板和第二钢板，所述第一钢板上设有2个贯穿的第一圆孔，2个所述第一圆孔关于所述第一钢板宽度方向上的中心轴线对称设置；在所述第二钢板上设有一个贯穿的第二圆孔。

12、进一步地，所述二级紧固件包括2个相对设置的第三钢板以及位于2个所述第三钢板之间的第四钢板围成的一侧面呈开口设置的框型架，其中，每个所述第三钢板上均设有2个贯穿的第三圆孔，且2个所述第三圆孔关于该所述第三钢板宽度方向上的中心轴线对称设置；在所述第四钢板上设有一个贯穿的第四圆孔。

13、一种组装式可滑移调节的多级加载梁装置的使用方法，采用上述的组装式可滑移调节的多级加载梁装置，所述使用方法包括以下步骤：

14、s10、依据直接加载的荷载作用位置，基于结构静力等效原则反向求解出二级荷载作用位置和大小，并计算其合力大小；

15、s20、将两个一级紧固件分置于单个一级加载梁的下翼缘两侧，其中一级紧固件上的第一钢板贴合下翼缘的顶面，将螺杆依次穿过该一级紧固件的第一钢板两个第一圆孔和下翼缘的第一孔槽；随后在下翼缘的上下面两侧分别用螺母将一级紧固件和螺杆固定拧紧；

16、s30、将两个一级加载梁的有翼缘段部连接块的一侧靠近，并将2个连接块的连接圆孔对齐，然后用螺杆依次穿过2个连接块的连接圆孔后，用螺母将螺杆固定拧紧；

17、s40、将二级加载梁放在2个一级加载梁上翼缘正上方的初位置后，将两个二级紧固件分别置于一级加载梁和二级加载梁的腹板两侧，并将二级紧固件的2个相对的第三钢板分别与二级加载梁的下翼缘和一级加载梁的上翼缘贴合；

18、接着用螺杆依次穿过上侧第三钢板的第三圆孔、二级加载梁下翼缘孔槽、一级加载梁上翼缘孔槽和下侧第三钢板的第三圆孔，最后用螺栓将螺杆固定拧紧；

19、s50、将直径与一级紧固件的第二钢板上开设的第二圆孔相同的螺杆从中穿过，并用螺栓固定拧紧；接着用直径与二级紧固件的第四钢板上第四圆孔相同的螺杆从中穿过，并用螺栓固定拧紧；

20、s60、将一级紧固件和二级紧固件分别移动至待施加的一级荷载和二级荷载的位置；

21、s70、将组装好并调节好加载位置的多级加载梁装置的一级加载梁一侧与被加载件相接触，再将加载器接触于二级加载梁上翼缘的作用位置，施加力的大小等于步骤s10中的合力，即可对被加载结构在理想位置施加需要大小的力。

22、本发明的有益效果：

23、a.多级加载梁装置部件来源广泛、成本低廉，便于推广，市场前景广阔；

24、b.设计思路简单明确，结构简单，安装方便，使用方法易操作，可以随时组装为整体，便于运输。此外，占用空间小，对节省实验空间，提高试验效率有重要作用和意义。

25、c.通过滑移调节紧固件的位置，即可对被施加荷载的物体上任意需施力的位置处施加需要施加大小的力，且结果精确，效果显著，解决了现有试验加载梁无法满足施加任意需施加力的缺陷，对提高试验结果效率和可靠性有重要作用和意义。

26、d.本发明的依据效果改造性极强，即可以通过增加加载梁的层级和单层(级)加载梁的数量来满足任意需要施加的集中力位置及大小，应用前景广阔。

技术特征：

1.一种组装式可滑移调节的多级加载梁装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的组装式可滑移调节的多级加载梁装置，其特征在于，所述一级加载梁(1)为2个；所述一级加载梁(1)的横截面为“工”字型的长梁；

3.根据权利要求2所述的组装式可滑移调节的多级加载梁装置，其特征在于，所述二级加载梁(4)的横截面为“工”字型的长梁；所述二级加载梁(4)的2个下翼缘处均开设有贯穿翼缘深度方向的矩形第二孔槽，2个所述第二孔槽相对所述二级加载梁(4)的腹板对称设置。

4.根据权利要求3所述的组装式可滑移调节的多级加载梁装置，其特征在于，所述一级紧固件组包括2个一级紧固件，所述一级紧固件包括垂直设置的第一钢板(2.1)和第二钢板(2.2)，所述第一钢板(2.1)上设有2个贯穿的第一圆孔，2个所述第一圆孔关于所述第一钢板(2.1)宽度方向上的中心轴线对称设置；在所述第二钢板(2.2)上设有一个贯穿的第二圆孔。

5.根据权利要求4所述的组装式可滑移调节的多级加载梁装置，其特征在于，所述二级紧固件(3)包括2个相对设置的第三钢板(3.1)以及位于2个所述第三钢板之间的第四钢板(3.2)围成的一侧面呈开口设置的框型架，其中，每个所述第三钢板(3.1)上均设有2个贯穿的第三圆孔，且2个所述第三圆孔关于该所述第三钢板(3.1)宽度方向上的中心轴线对称设置；在所述第四钢板(3.2)上设有一个贯穿的第四圆孔。

6.一种组装式可滑移调节的多级加载梁装置的使用方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的组装式可滑移调节的多级加载梁装置，所述使用方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种组装式可滑移调节的多级加载梁装置及其使用方法，属于土木与水利工程试验领域，该装置包括：沿长度方向依次连接设置的多个一级加载梁；二级加载梁，位于多个一级加载梁的上端；其中，二级加载梁与多个一级加载梁之间设置有多个二级紧固件，其中，多个二级紧固件与多个一级加载梁一一对应设置，且二级加载梁与一级加载梁之间通过二级紧固件可滑移连接；多个一级紧固件组，多个一级紧固件组可滑移连接于一级加载梁的下端，并与多个一级加载梁一一对应设置。本发明通过滑移调节紧固件的位置，即可对被施加荷载的物体上任意需施力的位置处施加需要施加大小的力，且结果精确，效果显著。

技术研发人员：胡少伟,李景浩,叶宇霄,许耀群,齐浩,单常喜,薛翔,苏常旺,文成成
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15