一種柱的充氣式加載定位結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及結構試驗領域，具體涉及一種土木工程中受壓柱試驗的加載定位結構，特別適用于荷載和環(huán)境耦合作用下受壓柱的二次加載。加載定位結構包括由”工”型下底板、”工”型上底板、單邊缺口的氣囊、充氣管、放氣管、止回閥、充氣筒、豎向導桿、豎向導套和限位塊組成的垂直升降系統(tǒng)，以及定位輔助框與水平移動和固定系統(tǒng)。裝置能夠一次性快速準確且穩(wěn)定對準任意預設加載位置，加載定位結構不僅可以自由水平移動，而且還可自由垂直升降，能滿足不同大小和不同結構的受壓柱的加載需求，保證受壓柱在定位過程中始終保持垂直穩(wěn)定。
【專利說明】一種柱的充氣式加載定位結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及土木工程結構試驗領域，具體涉及一種土木工程中受壓柱試驗的加載定位結構，特別適用于荷載和環(huán)境耦合作用下受壓柱的二次加載。
【背景技術】
[0002]土木工程結構試驗中，經(jīng)常要對鋼柱、鋼筋混凝土柱和鋼管混凝土柱進行靜力受壓加載試驗。為了準確模擬試件端部約束條件和保證加載位置的準確性，常常采用刀絞或球絞支座，由于刀絞或球絞支座是線或點接觸，因此其具有不穩(wěn)定性(如圖1所示)，在試驗就位時，必須由人把柱子扶住才能保證柱子垂直不傾倒。在柱的加載試驗中，加載位置通常是一條線或一個點，受壓柱尺度大，重量大，往往重達數(shù)噸，無論是中心加載還是偏心加載，如何保持受壓柱的垂直穩(wěn)定以及如何快速對準預設的加載位置一直都是結構試驗中的難題。
[0003]目前，普遍采用的方法是人工扶正和對準，由操作人員將受壓柱抬到試驗臺或萬能試驗機操作平臺上，然后一邊扶正一邊調整千斤頂，在對準的同時將荷載加到受壓柱上。這種方法需要眾多的勞動力，一般4-5人，而且對準難度特別大，經(jīng)常需要多次才能對準。此外，由于受壓柱尺度大，重量大，又是高空作業(yè)，稍不留神受壓柱即會發(fā)生傾倒，輕者造成試驗失敗，重則危及試驗設備和人員的安全。
實用新型內容
[0004]針對現(xiàn)有技術中無法快速對準預設加載位置，需要眾多勞動力，移動難度大、容易傾倒等缺陷，本實用新型所要解決的問題是提供一種能夠一次性、快速準確且穩(wěn)定對準任意預設加載位置(一條線或一個點)的加載定位結構，所述的加載定位結構不僅可以自由水平移動，而且還可自由垂直升降，能滿足不同大小和不同結構的受壓柱的加載需求，特別重要的是，可以保證受壓柱在定位過程中始終保持垂直穩(wěn)定，避免了受壓柱在定位過程中發(fā)生傾倒。所述的受壓柱是指擬進行受壓試驗的柱子。
[0005]對于柱的加載試驗，現(xiàn)有技術普遍采用的定位方法是人工扶正和對準，由操作人員將受壓柱抬到試驗臺或萬能試驗機操作平臺上，然后一邊扶正一邊調整千斤頂，在對準的同時將荷載加到受壓柱上。這種方法一般需要眾多的勞動力，而且對準難度特別大。本實用新型的加載定位結構是采用中空結構將受壓柱從底部托起，讓受壓柱懸空，通過兩塊水平滑動支撐板保證受壓柱的垂直穩(wěn)定性，由于其處于懸空狀態(tài)，因此，無論是水平運動還是垂直升降，受壓柱均保持垂直穩(wěn)定不傾倒。
[0006]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]—種柱的充氣式加載定位結構，所述的加載定位結構包括垂直升降系統(tǒng)、定位輔助框、水平移動和固定系統(tǒng)(參見圖3、4、5、6)，其中:
[0008]所述的定位輔助框為中空結構，能夠在水平和豎直方向任意移動，用于支撐受壓柱并保證在加載定位過程中受壓柱始終保持垂直穩(wěn)定；[0009]所述的水平移動系統(tǒng)和固定系統(tǒng)用于使受壓柱在水平方向任意移動和用于使定位后的定位輔助框和其上的受壓柱保持靜止；
[0010]所述的垂直升降系統(tǒng)用于使受壓柱在豎直方向任意移動并保持任意高度，所述垂直升降系統(tǒng)包括”工”型下底板、”工”型上底板、單邊缺口的氣囊、充氣管、放氣管、止回閥、充氣筒、豎向導桿、豎向導套和限位塊；所述氣囊(參見圖6)布置在”工”型下底板和”工”型上底板之間并與上”工”型下底板緊密連接，所述氣囊的四周為皺褶形狀，充氣時伸長，放氣時收縮，所述充氣管的一端連接氣囊另一端連接充氣筒，所述放氣管的一端連接氣囊另一端自由，所述止回閥布置在充氣管和放氣管上，所述豎向導桿布置在”工”型下底板頂面的四個角部，所述豎向導套對應導桿的位置布置在”工”型上底板上。
[0011]所述豎向導桿和豎向導套的功能在于豎向導桿和”工”型下底板連接，豎向導套和”工”型上底板連接，豎向導套穿入四個豎向導桿后，”工”型上底板在垂直升級運動時能整體保持水平且不發(fā)生偏移?！惫ぁ毙拖碌装?、”工”型上底板的功能一是在于方便固定豎向導桿、導套和滾珠；二是在受壓柱就位前和就位后能方便的從受壓柱底部移進和移出。單邊缺口氣囊(參見圖6)的功能一是在于實現(xiàn)”工”型上底板的升降；二是設置單邊缺口后在受壓柱就位前和就位后能方便的從受壓柱底部移進和移出。止回閥的功能一是在于保證氣體只沿一個方向流動，提高充氣和放氣的效率；二是關閉止回閥，氣體不再流動，從而能保證連接與氣囊的”工”型上底板保持靜止。氣囊四周為皺褶形狀的功能在于實現(xiàn)氣囊高度伸縮的需要。將帶有豎向導套的”工”型上底板套在帶有豎向導桿的”工”型下底板上，關閉放氣管上的止回閥，充氣筒充氣，氣囊上升帶動”工”型上底板沿豎向導桿垂直向上移動，關閉止回閥，氣囊不再充氣，”工”型上底板停止運動保持一定高度，緩慢旋松放氣管上的止回閥，氣囊中的氣體放出氣囊降低，氣囊降低帶動其上的”工”型上底板沿豎向導桿垂直向下移動，從而實現(xiàn)”工”型上底板的垂直上下升降。
[0012]將受壓柱放在所述的定位輔助框上，所述的定位輔助框高度大于刀鉸支座的高度，水平移動所述的定位輔助框使其上的受壓柱到達預設的加載位置，降低所述的垂直升降系統(tǒng)使受壓柱準確落在預設的加載位置并與其接觸，使受壓柱的自重由預設的加載位置承擔，對受壓柱施加荷載使受壓柱在兩端刀鉸支座的作用下保持穩(wěn)定后，繼續(xù)降低所述的垂直升降系統(tǒng)，使其與受壓柱脫離，然后將所述的定位輔助框移出，施加荷載對柱進行力學性能試驗。
[0013]所述的刀鉸支座由帶凹口的V型第一加載支座和帶凸頭的V型第二加載支座組成，所述帶凹口的V型第一加載支座選自帶有中心通孔的V型第一加載支座和不帶中心通孔的第一加載支座，將所述的第二加載支座的V型凸頭放入第一加載支座的V型凹口后，兩個支座的疊加高度之和為刀鉸支座的高度。根據(jù)加載試驗的需要，選用帶有中心通孔或不帶中心通孔的第一加載支座，當對荷載和環(huán)境耦合作用下受壓柱進行二次加載時，選用帶中心通孔的第一加載支座和第二加載支座組合組成的刀絞支座，其它加載情況選用不帶中心通孔的第一加載支座和第二加載支座組合組成的刀絞支座。所述的刀鉸支座的V型尖端即為第二加載支座的V型尖端。
[0014]作為優(yōu)選，本實用新型充氣式加載定位結構的水平移動和固定系統(tǒng)包括”工”型下底板和均勻分布在”工”型下底板四個角部的滾珠，所述滾珠鑲嵌在”工”型下底板上且可沿任意方向移動，所述滾珠具有鎖定功能。滾珠的功能在于實現(xiàn)裝置水平方向任意移動。[0015]作為優(yōu)選，本實用新型充氣式加載定位結構的充氣筒為腳踏式或手動式或電動式。
[0016]作為優(yōu)選，本實用新型充氣式加載定位結構所述的限位塊為圓形筒體套設在的四個導桿上，或所述限位塊為長方體塊布設在”工”型下底板11的四個角部，所述限位塊38的高度不小于氣囊31放完氣體后的高度。所述限位塊的功能在于限制”工”型上底板12的最低下降高度。
[0017]作為優(yōu)選，本實用新型充氣式加載定位結構的定位輔助框包括“工”型上底板、水平滑動支撐板和水平“丄”滑槽，所述水平“丄”滑槽設在”工”型上底板的兩平行端，所述水平“丄”滑槽的兩端開有圓形孔，所述水平滑動支撐板兩端設有“丄”連接頭(參見圖7)?！皝A”連接頭從水平滑槽的兩端的圓形孔中穿入，通過在滑槽內水平滑動來調整兩水平滑動支撐板之間的距離以滿足承托不同截面尺寸的柱子，所述水平滑槽的兩端圓形孔的功能在于“丄”連接頭能穿入水平“丄”滑槽，水平“丄”滑槽的功能在于“丄”連接頭在保證水平滑動支撐板僅在“丄”滑槽水平運動而不上下運動，所述兩塊水平滑動支撐板與”工”型上底板的12的兩平行段圍成中空矩形框，所述兩塊水平滑動支撐板之間的凈距小于柱子底邊擱置方向的長度，所述兩塊水平滑動支撐板用于擱置試驗柱確保柱子垂直穩(wěn)定不傾倒。
[0018]作為優(yōu)選，本實用新型充氣式加載定位結構所述的氣囊可用氣動元件替換，所述的氣動元件在”工”型下底板上成對均勻對稱布置(參見圖10)。成對布置的功能在于保證氣動元件上升下降時的推動力對稱均勻。
[0019]更優(yōu)選的，本實用新型充氣式加載定位結構所述的成對均勻對稱布置的氣動元件采用并聯(lián)形式連接。并聯(lián)連接的功能在于保證各個氣動元件氣缸的進氣和出氣相同，進而保證氣動元件的活塞桿能同步上升和下降。
[0020]更優(yōu)選的，本實用新型充氣式加載定位結構所述的成對均勻對稱布置的氣動元件為單動氣缸，充氣時活塞桿上升、放氣時活塞桿下降。
[0021]更優(yōu)選的，本實用新型充氣式加載定位結構所述的成對均勻對稱布置的氣動元件為雙動氣缸，給充氣管充氣時活塞桿上升、給放氣管充氣時活塞桿下降。當采用這種氣動元件時，在充氣管和放氣管連接氣筒的位置設置一個轉換閥(參見圖11)，其功能在于根據(jù)需要對充氣管和放氣管的充氣進行轉化，用一個充氣筒即可實現(xiàn)對充氣管和放氣管的充氣，節(jié)省了一個充氣筒。
[0022]本實用新型加載定位結構的原理示意圖參見圖2，其原理是:在受壓柱的底端設置兩塊水平滑動支撐板，受壓柱擱置在水平滑動支撐板上，由水平滑動支撐板將受壓柱整體托起。水平滑動支撐板設置在受壓柱的下底面兩端，因此保證了受壓柱的垂直穩(wěn)定，水平滑動支撐板之間的距離可任意調整以滿足支撐不同大小受壓柱的需要，水平滑動支撐板的高度可以任意升降以滿足不同高度刀鉸支座的需要，水平滑動支撐板可水平任意移動以滿足快速對準任意加載位置的需要，即本實用新型的加載定位結構可托起受壓柱到達三維空間的任意位置，因此輕松實現(xiàn)了對受壓柱加載的快速準確定位，且不需要人扶。試驗時，只需調整水平滑動支撐板之間的距離，將受壓柱擱置于水平滑動支撐板之上，通過垂直升降系統(tǒng)調整水平滑動支撐板的高度，使支撐于其上的受壓柱的下底面高于刀鉸支座一定距離(一般可以是5-20毫米)，以保證水平滑動支撐板可水平無障礙移動，通過水平移動和固定系統(tǒng)在水平面內緩慢移動水平滑動支撐板使支撐于其上的受壓柱的擬加載位置在垂直方向準確對準刀鉸支座的V型尖端，然后降低升降系統(tǒng)使支撐于水平滑動支撐板上的受壓柱的下底面與刀鉸支座接觸，受壓柱的自重由刀鉸支座承擔，如此，便實現(xiàn)了對受壓柱加載試驗的準確定位。
[0023]基于本實用新型的加載定位結構，本實用新型還提供一種柱的加載定位方法，包括如下步驟:
[0024](I)確定柱的加載位置，即偏心距，所述偏心距為荷載作用位置至柱軸線的距離；
[0025](2)將擬進行受壓試驗的柱子放在定位輔助框上；
[0026](3)關閉放氣管33上的止回閥，充氣筒35充氣，氣囊31上升帶動”工”型上底板12沿豎向導桿垂直向上移動，當置于其上的柱子懸空高度大于刀絞支座的高度時(即大于帶凹口的V型第一加載支座和帶V型凸頭的第二加載支座疊加高度之和)，關閉充氣管32上的止回閥33，氣囊31不再充氣，”工”型上底板12停止運動保持一定高度；
[0027](4)將一刀絞支座放到柱子的頂面，使刀鉸支座V型剖口的尖端在垂直方向準確對準擬加載位置；
[0028](5)水平移動所述的定位輔助框至試驗系統(tǒng)的施力位置處；
[0029](6)將另一刀絞支座放到柱子的下底面加載處，同樣使刀鉸支座V型剖口的尖端在垂直方向準確對準擬加載位置；
[0030](7)通過步驟(2) — (6)實現(xiàn)對柱子加載位置的對準后，旋松放氣管33上的止回閥，氣囊31中的氣體放出氣囊31降低，氣囊31降低帶動其上的”工”型上底板沿豎向導桿36垂直向下移動，當支撐于水平滑動支撐板13上的柱子的下底面與刀鉸支座接觸時，柱子的自重由刀鉸支座承擔，關閉放氣管33上的止回閥34 ；
[0031](8)對受壓柱施加荷載使受壓柱在兩端刀鉸支座的作用下保持穩(wěn)定后，再次緩慢旋松放氣管33上的止回閥34降低”工”型上底板12，使其與受壓柱脫離；
[0032](9)滑動水平滑動支撐板至滑槽兩端的圓形孔，取下一個水平滑動支撐板，所述的定位輔助框便可從柱子底部移出。
[0033]本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:
[0034]1、本實用新型的加載定位結構不僅可以水平移動，而且還可自由升降，停止在任意高度，不僅成功解決了受壓加載試驗中受壓柱的垂直穩(wěn)定和快速對準問題，而且還解決了不同大小和不同結構受壓柱的加載定位需要。
[0035]2、本實用新型的加載定位結構中支撐受壓柱的水平滑動支撐板通過在滑槽內水平滑動來調整兩水平滑動支撐板之間的距離以滿足承托不同截面尺寸的柱子，成功解決了不同尺寸和不同形狀受壓柱的加載定位需要。
[0036]3、本實用新型的加載定位結構自身重量輕、體積小，且加載定位結構中支撐受壓柱的水平滑動支撐板通過“丄”連接頭從水平滑槽兩端的圓形孔中穿入，在受壓柱準確定位后放氣降低”工”型上底板，再滑動水平滑動支撐板至滑槽兩端的圓形孔即可輕松將水平滑動支撐板取下，進而加載定位結構便可從受壓柱底部方便移出，成功消除了定位裝置和升降平臺對試驗的影響。
[0037]4、本實用新型的加載定位結構通過鎖定滾珠使其不能轉動，保證定位裝置水平方向不發(fā)生移動，確保了受壓柱在加載穩(wěn)定之前由于荷載作用而輕微滑動。
[0038]5、本實用新型的加載裝置將受壓柱托起后定位，可快速準確實現(xiàn)對受壓柱的定位加載，且可任意對準改變的加載位置，更有利于對受壓柱的受力研究，改變加載位置速度快，容易實現(xiàn)，通過加載定位結構后受壓柱的定位不再需要人扶，解決了受壓柱由于尺度大，重量大，又是高空作業(yè)，稍不留神受壓柱即會發(fā)生傾倒，輕者造成試驗失敗，重則危及試驗設備和人員安全的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1為現(xiàn)有技術中柱的加載定位結構示意圖。
[0040]圖2為本實用新型的加載定位結構的實用新型原理示意圖。
[0041]圖3為本實用新型的加載定位結構的結構示意圖。
[0042]圖4為本實用新型的加載定位結構的側面結構示意圖。
[0043]圖5為本實用新型的加載定位結構的頂面結構示意圖。
[0044]圖6為本實用新型氣囊的平面布置示意圖。
[0045]圖7為本實用新型水平滑動支撐板與”工”型上底板的滑動連接結構示意圖。
[0046]圖8為本實用新型的加載定位結構實現(xiàn)一次加載的實施示意圖。
[0047]圖9為本實用新型的加載定位結構實現(xiàn)二次加載的實施示意圖。
[0048]圖10為本實用新型氣動元件的平面布置示意圖。
[0049]圖11為本實用新型轉換閥的平面布置示意圖。
[0050]圖中:
[0051]11是”工”型下底板、12是”工”型上底板、13是水平滑動支撐板、14是水平“丄”滑槽、15是“丄”連接頭、16是圓形孔；
[0052]31是單邊缺口的氣囊、32是充氣管、33是放氣管、34是止回閥、35是充氣筒、36是豎向導桿、37是豎向導套和38是限位塊、39是氣動元件、40是轉化閥；
[0053]21是滾珠；
[0054]51是柱、52是預留孔、53是拉力筋、54是墊板、55是錨固螺栓、56是帶凹口的V型第一加載支座、561是帶有中心通孔的V型第一加載支座、562是不帶中心通孔的V型第一加載支座、57是帶V型凸頭的第二加載支座，567是刀鉸支座、58是試驗機或反力架、59是千斤頂，510是柱的軸線，511是荷載作用位置，512是偏心距。
[0055]61是第一加載支座的中心通孔，62為刀鉸支座的V型尖端。
【具體實施方式】
[0056]本實用新型提供一種柱的充氣式加載定位結構，所述的加載定位結構包括垂直升降系統(tǒng)、定位輔助框、水平移動和固定系統(tǒng)(參見圖3、4、5)，其中:
[0057]所述的定位輔助框為中空結構，能夠在水平和豎直方向任意移動，用于支撐受壓柱并保證在加載定位過程中受壓柱始終保持垂直穩(wěn)定；
[0058]所述的水平移動系統(tǒng)和固定系統(tǒng)用于使受壓柱在水平方向任意移動和用于使定位后的定位輔助框和其上的受壓柱保持靜止；
[0059]所述的垂直升降系統(tǒng)用于使受壓柱在豎直方向任意移動并保持任意高度，所述垂直升降系統(tǒng)包括”工”型下底板11、”工”型上底板12、單邊缺口的氣囊31、充氣管32、放氣管33、止回閥34、充氣筒35、豎向導桿36、豎向導套37和限位塊38 ;所述氣囊31布置在”工”型下底板11和”工”型上底板12之間并與上”工”型下底板緊密連接，所述氣囊的四周為皺褶形狀，充氣時伸長，放氣時收縮，所述充氣管的一端連接氣囊31另一端連接充氣筒35，所述放氣管32的一端連接氣囊31另一端自由，所述止回閥34布置在充氣管32和放氣管33上，所述豎向導桿36布置在”工”型下底板11頂面的四個角部，所述豎向導套37對應導桿36的位置布置在”工”型上底板12上。
[0060]其中:
[0061]所述水平移動和固定系統(tǒng)包括”工”型下底板11和均勻分布在”工”型下底板11四個角部的滾珠21，所述滾珠21鑲嵌在”工”型下底板11上且可沿任意方向移動，所述滾珠21具有鎖定功能。
[0062]所述充氣筒35為腳踏式或手動式或電動式。
[0063]所述限位塊38為圓形筒體套設在的四個導桿36上，或所述限位塊38為長方體塊布設在” 工”型下底板11的四個角部，所述限位塊38的高度不小于氣囊31放完氣體后的高度。
[0064]所述定位輔助框包括“工”型上底板12、水平滑動支撐板13和水平“丄”滑槽14，所述水平“丄”滑槽設在”工”型上底板的兩平行端，所述水平“丄”滑槽的兩端開有圓形孔16，所述水平滑動支撐板兩端設有“丄”連接頭15。
[0065]所述的氣囊31為氣動元件39，所述的氣動元件39在”工”型下底板11上成對均勻對稱布置。
[0066]所述的成對均勻對稱布置的氣動元件39采用并聯(lián)形式連接。
[0067]所述的成對均勻對稱布置的氣動元件為單動氣缸。
[0068]所述的成對均勻對稱布置的氣動元件為雙動氣缸。
[0069]下面具體說明利用本實用新型的加載定位結構實現(xiàn)柱的加載試驗。
[0070]實施例1:一次加載試驗(參見圖8)
[0071](I)一組4個鋼筋混凝土柱51，其截面尺寸為200 X 200mm，高度為2200mm，偏心距512 (荷載作用位置至受壓柱軸線的距離)分別為O mm、20 mm、40mm、100 mm,C30混凝土,柱的主筋為4 I 20，箍筋為60150，保護層15 _，對柱51進行承載力試驗，柱的加載位置即為偏心距ο?即分別為:0 mm (軸線處)、20 mm、40mm、100 mm。
[0072](2)將擬進行受壓試驗的偏心距為100 mm的柱子51放在定位輔助框上；
[0073](3)關閉放氣管33上的止回閥，充氣筒35充氣，氣囊31上升帶動”工”型上底板12沿豎向導桿36垂直向上移動，當置于其上的柱子懸空高度大于刀絞支座的高度時(即大于帶凹口的V型第一加載支座和帶V型凸頭的第二加載支座疊加高度之和)，關閉止回閥34，氣囊31不再充氣，”工”型上底板12停止運動保持一定高度；
[0074](4)將一刀絞支座567放到柱子的頂面，使刀鉸支座V型剖口的尖端62在垂直方向準確對準步驟(1)確定柱上端的加載位置，本例是將柱的偏心距畫在柱的表面，并在所述刀鉸支座的V型尖端側面畫垂線，V型尖端62側面的垂線和柱的偏心距重合；
[0075](5)水平移動所述的定位輔助框至試驗系統(tǒng)的施力位置處，本例采用長柱試驗機58進行加載，即通過加載定位結構將柱移動到試驗機千斤頂59的下方，使千斤頂?shù)闹行暮偷诙虞d支座57的中心對準；
[0076](6)將另一個刀鉸支座567放到柱的下底面加載處，同樣使所述刀鉸支座的V型尖端62在垂直方向準確對準步驟(I)確定的柱下端的加載位置后，緩慢旋松放氣管33上的止回閥34，降低垂直升降系統(tǒng)，使柱的下底面與所述刀鉸支座567接觸；本例將柱的偏心距畫在柱的表面，并在所述刀鉸支座的V型尖端62側面畫垂線，V型尖端側面的垂線和柱的
偏心距重合；
[0077](7)通過步驟(2) — (6)實現(xiàn)對柱子加載位置的對準后，緩慢旋松放氣管33上的止回閥34，氣囊31中的氣體放出，氣囊31降低，氣囊31降低帶動其上的”工”型上底板12沿豎向導桿36垂直向下移動，當支撐于水平滑動支撐板13上的柱子51的下底面與刀鉸支座567接觸時，柱子51的自重由刀鉸支座567承擔，關閉放氣管33上的止回閥34 ；
[0078](8)緩慢推動千斤頂59,讓千斤頂59在反力架58的作用下對兩端刀鉸支座567施加荷載，柱51在兩端刀鉸支座567的作用下逐漸保持穩(wěn)定后，再次緩慢旋松放氣管33上的止回閥34降低”工”型上底板12，使其與受壓柱51脫離；
[0079](9)滑動水平滑動支撐板13至滑槽兩端的圓形孔16，取下一個水平滑動支撐板13，所述的定位輔助框便可從柱子51底部移出。
[0080](10)推動千斤頂59，按照《混凝土結構試驗方法標準GB50152— 92》對柱51進行承載力試驗；
[0081](11)重復步驟(2) —(10),對不同偏心距柱(偏心距分別為O mm、20 mm、40mm)的
承載力進行試驗。
[0082]實施例2: 二次加載試驗(參見圖9 )
[0083](I)對荷載和環(huán)境耦合作用下的柱51進行剩余承載力試驗:鋼筋混凝土柱51的截面尺寸為120X 120mm，高750mm，柱51的主筋為4 Φ 10，箍筋為# 6050-100，保護層15mm，翼緣突出柱的長度為120 mm，偏心距512為100 mm，預留孔52直徑為32 mm，柱51的計算極限承載力為64kN，拉力筋53為直徑25mm的不銹精軋螺紋，墊板54直徑100mm，厚120臟，材質為鋼材，錨固螺栓55的直徑為55mm,在對柱進行剩余承載力試驗前，已對通過拉力筋對柱施加了 300 kN的使用荷載，并將柱51在人工環(huán)境模擬箱放置365天模擬結構的實際工作狀態(tài)；
[0084](2)將一個帶有中心通孔的V型第一加載支座561套在柱51底面的錨固螺栓55之外，在本具體實施例中，所述的帶有中心通孔的V型第一加載支座561與墊板54接觸的一端嵌有4塊磁鐵，磁鐵的強度足夠吸住帶孔加載支座561的自重，將所述的帶有中心通孔的V型第一加載支座561套在錨固螺栓55之外，所述的第一加載支座561便吸在墊板54上，調整所述第一加載支座561的位置,使所述第一加載支座V型尖端62在垂直方向準確對準擬加載位置511，在具體實施時，本例將柱51的加載位置511即偏心距512畫在柱的表面，并在所述的第一加載支座的V型尖端62側面畫垂線，V型尖端62側面的垂線和柱的偏心距512重合；
[0085](3)將擬進行受壓試驗的柱放在定位輔助框上；
[0086](4)關閉放氣管33上的止回閥，充氣筒35充氣，氣囊31上升帶動”工”型上底板12沿豎向導桿36垂直向上移動，當置于其上的柱子51懸空高度大于刀絞支座567的高度時(即大于帶凹口的V型第一加載支座561和帶V型凸頭的第二加載支座57疊加高度之和)，關閉止回閥34，氣囊31不再充氣，”工”型上底板12停止運動保持一定高度；
[0087](5)將另一個帶有中心通孔的V型第一加載561支座套在柱51頂面的錨固螺栓55之外，使刀鉸支座的V型尖端62在垂直方向準確對準擬加載位置511，在具體實施時，本例將柱51的加載位置511即偏心距512畫在柱51的表面,并在所述的第一加載支座的V型尖端62側面畫垂線，V型尖端62側面的垂線和柱的偏心距重512合后，再將一個帶凸頭的V型第二加載支座57放入所述第一加載支座561的V型凹口，為防止帶凹口的V型第一加載支座561在定位操作時的滑動，同樣在所述的第一加載支座561與墊板54接觸的一端嵌有4塊磁鐵；
[0088](6)水平移動加載定位框至試驗系統(tǒng)的施力位置處，本例采用反力架58和千斤頂59加載，即通過加載定位結構將柱51移動到千斤頂59的下方，使千斤頂59的中心和加載支座57的中心對準；
[0089](7)將另一個帶凸頭的V型第二加載支座57放到柱51的下底面，使所述第二加載支座的V型凸頭尖端62對準第一加載支座561的V型凹口尖端；
[0090](8)通過步驟(2) — (7)，此時，已完全實現(xiàn)了柱的加載位置對準，緩慢旋松放氣管33上的止回閥34，氣囊31中的氣體放出，氣囊31降低，氣囊31降低帶動其上的”工”型上底板12沿豎向導桿36垂直向下移動，當吸附于支撐在水平滑動支撐板13上柱51下底面的第一加載支座561與第二加載支座57接觸時,柱51的自重便由第一加載支座561和第二加載支座57形成的刀鉸支座567承擔，關閉放氣管33上的止回閥34，如此，便實現(xiàn)了對柱加載的準確就位；
[0091](9)緩慢推動千斤頂59,讓千斤頂59在反力架58的作用下對兩端刀鉸支座567施加荷載，柱51在兩端刀鉸支座567的作用下逐漸保持穩(wěn)定后，再次通過緩慢旋松放氣管33上的止回閥34降低”工”型上底板12，使其與受壓柱51脫離；
[0092](10)滑動水平滑動支撐板13至滑槽兩端的圓形孔16，取下一個水平滑動支撐板13，所述的定位輔助框便可從柱子51底部移出；
[0093](11)推動千斤頂59，按照《混凝土結構試驗方法標準GB50152— 92》對柱51進行剩余承載力試驗。
[0094]上述實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種柱的充氣式加載定位結構，其特征在于，所述的加載定位結構包括垂直升降系統(tǒng)、定位輔助框、水平移動和固定系統(tǒng)，其中: 所述的定位輔助框為中空結構，能夠在水平和豎直方向任意移動，用于支撐受壓柱并保證在加載定位過程中受壓柱始終保持垂直穩(wěn)定； 所述的水平移動系統(tǒng)和固定系統(tǒng)用于使受壓柱在水平方向任意移動和用于使定位后的定位輔助框和其上的受壓柱保持靜止； 所述的垂直升降系統(tǒng)用于使受壓柱在豎直方向任意移動并保持任意高度，所述垂直升降系統(tǒng)包括”工”型下底板(11)、”工”型上底板(12)、單邊缺口的氣囊(31)、充氣管(32)、放氣管(33)、止回閥(34)、充氣筒(35)、豎向導桿(36)、豎向導套(37)和限位塊(38);所述氣囊(31)布置在”工”型下底板(11)和”工”型上底板(12)之間并與上”工”型下底板緊密連接，所述氣囊的四周為皺褶形狀，充氣時伸長，放氣時收縮，所述充氣管的一端連接氣囊(31)另一端連接充氣筒(35)，所述放氣管(32)的一端連接氣囊(31)另一端自由，所述止回閥(34)布置在充氣管(32)和放氣管(33)上，所述豎向導桿(36)布置在”工”型下底板(11)頂面的四個角部，所述豎向導套(37)對應導桿(36)的位置布置在”工”型上底板(12)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的柱的充氣式加載定位結構，其特征在于:所述水平移動和固定系統(tǒng)包括”工”型下底板(11)和均勻分布在”工”型下底板(11)四個角部的滾珠(21)，所述滾珠(21)鑲嵌在”工”型下底板(11)上且可沿任意方向移動，所述滾珠(21)具有鎖定功能。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的柱的充氣式加載定位結構，其特征在于:所述充氣筒(35)為腳踏式或手動式或電動式。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的柱的充氣式加載定位結構，其特征在于:所述限位塊(38)為圓形筒體套設在的四個導桿(36)上或者所述限位塊(38)為長方體塊布設在”工”型下底板(11)的四個角部，所述限位塊(38)的高度不小于氣囊(31)放完氣體后的高度。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的柱的充氣式加載定位結構，其特征在于:所述定位輔助框包括“工”型上底板(12)、水平滑動支撐板(13)和水平“丄”滑槽(14)，所述水平“丄”滑槽設在”工”型上底板的兩平行端，所述水平“丄”滑槽的兩端開有圓形孔(16)，所述水平滑動支撐板兩端設有“丄”連接頭(15)。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的柱的充氣式加載定位結構，其特征在于:所述的氣囊(31)為氣動元件(39)，所述的氣動元件(39)在”工”型下底板(11)上成對均勻對稱布置。
7.根據(jù)權利要求6所述的柱的充氣式加載定位結構，其特征在于:所述的成對均勻對稱布置的氣動元件(39)采用并聯(lián)形式連接。
8.根據(jù)權利要求6所述的柱的充氣式加載定位結構，其特征在于:所述的成對均勻對稱布置的氣動元件為單動氣缸。
9.根據(jù)權利要求6所述的柱的充氣式加載定位結構，其特征在于:所述的成對均勻對稱布置的氣動兀件為雙動氣缸。
【文檔編號】G01N3/08GK203745307SQ201420005506
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月1日 優(yōu)先權日:2014年1月1日
【發(fā)明者】李強, 童晶, 蔣學 申請人:浙江建設職業(yè)技術學院