应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，包括从下至上依次水平设置的钢板四、钢板二和钢板一，钢板四的四角位置分别竖直安装有长螺纹钢杆，长螺纹钢杆分别穿过钢板二、钢板一以支撑钢板二和钢板一，钢板一、钢板二之间设有立向的反力架钢梁，钢板二、钢板四之间共中心轴设置有水平的钢板三，钢板三的四角位置分别竖直安装有短螺纹钢杆，钢板二与钢板三之间夹持设置有压力传感器，钢板四与钢板三之间夹持设置有液压千斤顶。本发明可以有效解决部分高校和实验室在试验条件受限制、或者现有万能试验机的尺寸和承载力难以满足试验要求、或者同一时期开展的试验项目过于密集等情况下进行铰支构件的受压试验。
【专利说明】
应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置
技术领域
[0001]本发明涉及受压试验装置领域，具体是一种应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，试验是检验理论正确性的有效方法，尤其是在土木工程领域，试验的重要性毋庸置疑。然而由于大型精密仪器的价格昂贵，或者现有万能试验机的尺寸和承载力难以满足试验要求，或者同一时期开展的试验项目过于密集，不可能所有的试验都采用万能试验机加载，有时不可避免的需要采用手动加载的方式施加荷载，其加载方式更为灵活。在手动加载中需要采用液压千斤顶施加荷载，采用压力传感器实时测量施加荷载的大小，因此，如何采用相对简单的试验装置保证手动加载的可行性和准确性就显得尤为重要，尤其是对于铰支构件的受压试验，需要采用刀口支座模拟铰支边界条件，整个试验的安装过程较为复杂，如何维持液压千斤顶、压力传感器、刀口支座与试验构件在试验过程中的平衡和整体稳定性，从而保证施加荷载的有效性就成为了一个至关重要的问题。
[0003]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，以实现铰支构件受压试验的可行性，提高其准确性。
[0004]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:包括水平设置的钢板四，钢板四底面设置有刀口支座，钢板四正上方从下至上依次共中心轴设置有水平的钢板二和钢板一，钢板一、钢板二、钢板四平面尺寸相同，且钢板一和钢板二厚度相同，所述钢板四的四角位置分别竖直安装有长螺纹钢杆，且钢板四的四角与对应的长螺纹钢杆之间通过螺母固定，所述长螺纹钢杆分别穿过钢板二、钢板一以支撑钢板二和钢板一，且钢板一、钢板二与长螺纹钢杆之间相对滑动配合，钢板一、钢板二之间设有立向的反力架钢梁，且钢板一、钢板二分别夹持在反力架钢梁的上、下面，钢板二、钢板四之间共中心轴设置有水平的钢板三，钢板三的平面尺寸小于钢板一、二、四，钢板三的四角位置分别竖直安装有短螺纹钢杆，所述短螺纹钢杆分别穿过钢板二后上端安装在钢板一中，且短螺纹钢杆与钢板三、钢板二、钢板一之间通过螺母固定，钢板二与钢板三之间夹持设置有压力传感器，所述钢板四与钢板三之间夹持设置有液压千斤顶。
[0005]所述的应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:所述刀口支座垂直于反力架钢梁。
[0006]所述的应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:所述钢板一、钢板二厚度相同，钢板四厚度大于钢板一、二厚度，钢板三厚度小于钢板一、二厚度。
[0007]所述的应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:钢板一、钢板二、钢板四的四角分别设有供长螺纹钢杆穿过的通孔，且钢板一、钢板二、钢板四的四角位置的通孔直径略大于长螺纹钢杆直径。
[0008]所述的应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:所述钢板三四角位置、钢板一和钢板二中分别设有供短螺纹钢杆穿过的通孔，且钢板三四角位置、钢板一和钢板二中的通孔直径略大于短螺纹钢杆直径。
[0009]所述的应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:钢板的平面尺寸根据反力架钢梁的宽度、压力传感器和液压千斤顶的直径确定;钢板的厚度则根据预估的试验构件的最大承载力和钢材的屈服强度确定，以确保在受压试验过程中钢板不会因为强度和刚度的不足而产生变形，其中钢板四由于下表面连接有刀口支座，其厚度较大，方便布置藏头螺栓，且不影响上表面液压千斤顶的布置。
[0010]所述的应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:四根短螺纹钢杆的长度根据反力架钢梁和压力传感器的高度、以及钢板一、钢板二和钢板三的厚度确定，以确保将钢板一、钢板二、钢板三和压力传感器固定在反力架钢梁上；四根长螺纹钢杆的长度则根据反力架钢梁、压力传感器和液压千斤顶的高度、四块高强钢板的厚度、以及试验构件的轴向变形能力确定，以确保钢板四在加载过程中有足够的下降空间;此外，四根长螺纹钢杆的直径较大，具有较好的抗弯刚度，防止其在加载过程中产生弯曲，使得受压试验难以顺利进行，直接影响试验结果的准确性。
[0011]本发明优点为:
本发明特别设计了一套应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，可以方便的采用液压千斤顶和压力传感器对铰支边界条件的受压构件施加有效荷载，最大限度的保证了试验结果的准确性。
[0012]本发明可以有效解决部分高校和实验室在试验条件受限制、或者现有万能试验机的尺寸和承载力难以满足试验要求、或者同一时期开展的试验项目过于密集等情况下进行铰支构件的受压试验。这套装置设计简单、操作方便、易于制作、便于安装，能够反复循环使用，且造价低廉，易于大范围推广。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构三维示意图。
[0014]图2为本发明的结构正视图。
[0015]图3为本发明的结构左视图。
[0016]图4为本发明的结构俯视图。
【具体实施方式】
[0017]参见图1?图4所示，应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，包括水平设置的钢板四4，钢板四4底面设置有刀口支座5，钢板四4正上方从下至上依次共中心轴设置有水平的钢板二2和钢板一I，钢板一 1、钢板二2、钢板四4平面尺寸相同，且钢板一I和钢板二2厚度相同，钢板四4的四角位置分别竖直安装有长螺纹钢杆6，且钢板四4的四角与对应的长螺纹钢杆6之间通过螺母固定，长螺纹钢杆6分别穿过钢板二 2、钢板一 I以支撑钢板二 2和钢板一 I，且钢板一 1、钢板二 2与长螺纹钢杆6之间相对滑动配合，钢板一 1、钢板二 2之间设有立向的反力架钢梁7，且钢板一 1、钢板二 2分别夹持在反力架钢梁7的上、下面，钢板二 2、钢板四4之间共中心轴设置有水平的钢板三3，钢板三3的平面尺寸小于钢板一 1、二2、四4，钢板三3的四角位置分别竖直安装有短螺纹钢杆8，短螺纹钢杆8分别穿过钢板二 2后上端安装在钢板一 I中，且短螺纹钢杆8与钢板三3、钢板二 2、钢板一 I之间通过螺母9固定，钢板二 2与钢板三3之间夹持设置有压力传感器10，钢板四4与钢板三3之间夹持设置有液压千斤顶11。
[0018]刀口支座5垂直于反力架钢梁7。
[0019]钢板一1、钢板二2厚度相同，钢板四4厚度大于钢板一1、二2厚度，钢板三3厚度小于钢板一 1、二2厚度。
[0020]钢板一1、钢板二 2、钢板四4的四角分别设有供长螺纹钢杆6穿过的通孔，且钢板一
1、钢板二 2、钢板四4的四角位置的通孔直径略大于长螺纹钢杆6直径。
[0021]钢板三3四角位置、钢板一I和钢板二 2中分别设有供短螺纹钢杆8穿过的通孔，且钢板三3四角位置、钢板一 I和钢板二 2中的通孔直径略大于短螺纹钢杆8直径。
[0022]钢板的平面尺寸根据反力架钢梁的宽度、压力传感器和液压千斤顶的直径确定；钢板的厚度则根据预估的试验构件的最大承载力和钢材的屈服强度确定，以确保在受压试验过程中钢板不会因为强度和刚度的不足而产生变形，其中钢板四由于下表面连接有刀口支座，其厚度较大，方便布置藏头螺栓，且不影响上表面液压千斤顶的布置。
[0023]四根短螺纹钢杆的长度根据反力架钢梁和压力传感器的高度、以及钢板一、钢板二和钢板三的厚度确定，以确保将钢板一、钢板二、钢板三和压力传感器固定在反力架钢梁上；四根长螺纹钢杆的长度则根据反力架钢梁、压力传感器和液压千斤顶的高度、四块高强钢板的厚度、以及试验构件的轴向变形能力确定，以确保钢板四在加载过程中有足够的下降空间；此外，四根长螺纹钢杆的直径较大，具有较好的抗弯刚度，防止其在加载过程中产生弯曲，使得受压试验难以顺利进行，直接影响试验结果的准确性。
[0024]工作原理
这套应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置主要由四块高强钢板、四根短高强螺纹钢杆和四根长高强螺纹钢杆组成。钢板一和钢板二的平面尺寸及厚度完全相同，分别放置于反力架钢梁的上下表面，其宽度大于反力架钢梁的宽度。在钢板一和钢板二的四个角部相同的位置，沿反力架钢梁的边缘内侧开四个直径相同的光滑圆孔，外侧也开四个直径相同的光滑圆孔，其中内侧圆孔的直径略大于短螺纹钢杆的直径，外侧圆孔的直径略大于长螺纹钢杆的直径。将四根短螺纹钢杆分别穿过钢板一和钢板二内侧的四个圆孔，并分别拧紧钢板一上表面和钢板二下表面四根短螺纹钢杆上的螺母，将钢板一和钢板二固定在反力架钢梁的上下表面。钢板三的平面尺寸和厚度均较小，其平面尺寸略大于钢板一和钢板二内侧的四个圆孔围成的平面，小于钢板一和钢板二外侧的四个圆孔围成的平面。在钢板三的四个角部开四个位置和直径与钢板一和钢板二内侧的四个圆孔完全相同的光滑圆孔，将四根短螺纹钢杆分别穿过钢板三上的四个圆孔，并将压力传感器放置于钢板二和钢板三之间，分别拧紧钢板三下表面四根短螺纹钢杆上的螺母，将压力传感器固定在钢板二和钢板三之间。钢板四的平面尺寸与钢板一和钢板二的平面尺寸相同，厚度大于钢板一和钢板二的厚度，且在钢板四的下表面连接有刀口支座，用来模拟铰支边界条件。在钢板四的四个角部开四个位置和直径与钢板一和钢板二外侧的四个圆孔完全相同的光滑圆孔，将四根长螺纹钢杆分别穿过钢板一和钢板二外侧以及钢板四上的四个圆孔，并将液压千斤顶放置于钢板三和钢板四之间，分别拧紧钢板一上表面和钢板四下表面四根长螺纹钢杆上的螺母，将液压千斤顶固定在钢板三和钢板四之间，从而将整套简易装置固定在反力架钢梁上。
[0025]在进行受压试验之前，首先将压力传感器居中放置于钢板三上，分别拧紧钢板三下表面四根短螺纹钢杆上的螺母，将压力传感器固定在钢板二和钢板三之间。然后，将液压千斤顶居中放置于钢板四上，通过调节钢板四下表面四根长螺纹钢杆上的螺母，利用水平仪将钢板四调至水平，进而将液压千斤顶固定在钢板三和钢板四之间，并拧紧钢板四上表面四根长螺纹钢杆上的螺母，将钢板四完全固定在四根长螺纹钢杆上。接着，将试验构件安装于钢板四下表面连接的刀口支座上，松开钢板一上表面四根长螺纹钢杆上的螺母至钢杆的末端，通过液压千斤顶、钢板四和刀口支座的自重对试验构件施加较小的初始荷载，从而将整套简易装置与试验构件固定在一起。最后，通过液压千斤顶逐级施加荷载进行受压试验，试验过程中，钢板一、钢板二和钢板三的位置始终固定不变，而钢板四则随着试验构件的竖向变形缓慢下降，由于受到四根长螺纹钢杆的约束，钢板四始终保持水平，从而保证了施加荷载的有效性。当试验构件破坏，受压试验结束以后，先通过液压千斤顶卸载，然后拧紧钢板一上表面四根长螺纹钢杆上的螺母，将钢板四连同刀口支座和液压千斤顶缓慢向上提升至一定高度，再取出破坏的试验构件，就可以继续进行下一个试验构件的受压试验。
【主权项】
1.应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:包括水平设置的钢板四，钢板四底面设置有刀口支座，钢板四正上方从下至上依次共中心轴设置有水平的钢板二和钢板一，钢板一、钢板二、钢板四平面尺寸相同，且钢板一和钢板二厚度相同，所述钢板四的四角位置分别竖直安装有长螺纹钢杆，且钢板四的四角与对应的长螺纹钢杆之间通过螺母固定，所述长螺纹钢杆分别穿过钢板二、钢板一以支撑钢板二和钢板一，且钢板一、钢板二与长螺纹钢杆之间相对滑动配合，钢板一、钢板二之间设有立向的反力架钢梁，且钢板一、钢板二分别夹持在反力架钢梁的上、下面，钢板二、钢板四之间共中心轴设置有水平的钢板三，钢板三的平面尺寸小于钢板一、二、四，钢板三的四角位置分别竖直安装有短螺纹钢杆，所述短螺纹钢杆分别穿过钢板二后上端安装在钢板一中，且短螺纹钢杆与钢板三、钢板二、钢板一之间通过螺母固定，钢板二与钢板三之间夹持设置有压力传感器，所述钢板四与钢板三之间夹持设置有液压千斤顶。2.根据权利要求1所述的应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:所述刀口支座垂直于反力架钢梁。3.根据权利要求1所述的应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:所述钢板一、钢板二厚度相同，钢板四厚度大于钢板一、二厚度，钢板三厚度小于钢板一、二厚度。4.根据权利要求1所述的应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:钢板一、钢板二、钢板四的四角分别设有供长螺纹钢杆穿过的通孔，且钢板一、钢板二、钢板四的四角位置的通孔直径略大于长螺纹钢杆直径。5.根据权利要求1所述的应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:所述钢板三四角位置、钢板一和钢板二中分别设有供短螺纹钢杆穿过的通孔，且钢板三四角位置、钢板一和钢板二中的通孔直径略大于短螺纹钢杆直径。6.根据权利要求1所述的应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:钢板的平面尺寸根据反力架钢梁的宽度、压力传感器和液压千斤顶的直径确定;钢板的厚度则根据预估的试验构件的最大承载力和钢材的屈服强度确定，以确保在受压试验过程中钢板不会因为强度和刚度的不足而产生变形，其中钢板四由于下表面连接有刀口支座，其厚度较大，方便布置藏头螺栓，且不影响上表面液压千斤顶的布置。7.根据权利要求1所述的应用于铰支构件手动加载受压试验的简易装置，其特征在于:四根短螺纹钢杆的长度根据反力架钢梁和压力传感器的高度、以及钢板一、钢板二和钢板三的厚度确定，以确保将钢板一、钢板二、钢板三和压力传感器固定在反力架钢梁上；四根长螺纹钢杆的长度则根据反力架钢梁、压力传感器和液压千斤顶的高度、四块高强钢板的厚度、以及试验构件的轴向变形能力确定，以确保钢板四在加载过程中有足够的下降空间；此外，四根长螺纹钢杆的直径较大，具有较好的抗弯刚度，防止其在加载过程中产生弯曲，使得受压试验难以顺利进行，直接影响试验结果的准确性。
【文档编号】G01M13/00GK105973576SQ201610186981
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】冯然, 朱伍, 完海鹰
【申请人】合肥工业大学