古建筑木柱傾覆變形加載測量裝置及其加載測量方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種古建筑木柱傾覆變形加載測量裝置及其測量方法。
【背景技術】
[0002]柱子整體傾覆一直是古建筑木結構中不可避免而且普遍存在的問題。研究現(xiàn)實柱子傾覆變形對研究古木建筑的影響則顯得十分重要。但在現(xiàn)實中，將一在役古建筑現(xiàn)場進行推覆加載并不現(xiàn)實，而實驗室傳統(tǒng)的傾斜加載方式很難重現(xiàn)現(xiàn)實古木建筑中柱子傾覆的變形狀況:一方面，由于真實古建筑柱子底部和柱礎石是相互隔斷的，過大的傾斜角度會很快導致柱子發(fā)生側翻或者失穩(wěn)，因此每級加載的傾斜角度十分微小。另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)加載方式中柱頂上部的軸壓力是通過千斤頂來施加的，這樣上部的軸壓力在柱子傾斜過程中會對柱子產(chǎn)生平面內彎矩和二階效應而使其無法保持穩(wěn)定。由于傳統(tǒng)加載方式中柱子底部通常采用鉸接或者剛接，因此上述問題并不存在，但與現(xiàn)實中柱礎石和柱子隔斷的邊界條件并不相符。

【發(fā)明內容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種古建筑木柱傾覆變形加載測量裝置及其測量方法，不僅能夠反應真實古建筑木柱底隔斷的邊界條件，又能在保持古建筑木柱傾斜過程中穩(wěn)定的古建筑木柱傾覆變形的加載測量裝置。
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是:一種古建筑木柱傾覆變形加載測量裝置，包括用以固定豎直放置的被測量古建筑木柱底端的混凝土承臺、以及用以套設在被測量古建筑木柱頂端的鋼套筒，所述鋼套筒外周壁沿周向間隔均布有若干個拉環(huán)，每一拉環(huán)上均綁定、牽引出用以校準的上鋼絞線，所述上鋼絞線與力傳感器、下鋼絞線、拉伸彈簧、校準螺桿從上到下依次順序連接，所述校準螺桿上套設有用以將其錨接在地錨洞內的螺母；還包括用以牽引被測量古建筑木柱往傾覆方向發(fā)生傾斜轉動的加載鋼絞線、分別設置在被測量古建筑木柱柱身兩側的平板、至少一個垂直于平板工作面設置的第一千分表、以及架設在被測量古建筑木柱柱頭處的第二千分表，所述平板的工作面、第二千分表的工作方向均與傾覆方向相平行。
[0005]優(yōu)選的，所述平板工作面上垂直設置有三個第一千分表，且所述三個第一千分表沿平板工作面水平均勻間隔布置。
[0006]優(yōu)選的，所述平板采用有機玻璃板。
[0007]優(yōu)選的，所述混凝土承臺為整澆筑混凝土承臺，所述混凝土承臺經(jīng)地錨螺桿固定于地面。
[0008]—種古建筑木柱傾覆變形加載測量裝置的加載測量方法，包括上述所述任一種古建筑木柱傾覆變形加載測量裝置，包含以下步驟:
(1)將被測量古建筑木柱平穩(wěn)地豎直放置于混凝土承臺上，所述混凝土承臺經(jīng)地錨螺桿固定于地面，并在被測量古建筑木柱周邊加上臨時側向支撐保證其不會在安裝、校準過程中發(fā)生傾覆，將若干個拉環(huán)均勻地焊接在鋼套筒外側壁上，并將所述鋼套筒套設在被測量古建筑木柱頂端；
(2)將所述上鋼絞線首端綁定在各拉環(huán)上，所述上鋼絞線末端與力傳感器一工作端綁定連接，所述力傳感器另一工作端與用以校準的下鋼絞線首端綁定連接，所述下鋼絞線末端與拉伸彈簧一工作端綁定連接，所述拉伸彈簧另一工作端與校準螺桿首端焊接，所述校準螺桿經(jīng)螺母錨接固定在地錨洞內；
(3)調節(jié)校準螺桿，通過拉伸彈簧來對上、下鋼絞線施加拉伸應力，并通過力傳感器讀取出所施加的拉力讀數(shù)，當所有力傳感器的數(shù)據(jù)一致時，即認為被測量古建筑木柱達到平衡狀態(tài)，此時拆掉被測量古建筑木柱周圍的臨時側向支撐，并通過上鋼絞線與被測量古建筑木柱所成的角度、以及力傳感器的讀數(shù)可以計算出被測量古建筑木柱所承受的豎向拉力即為柱頂軸力；
(4)確定被測量古建筑木柱的傾覆方向，在被測量古建筑木柱柱身兩側分別貼上一平板，所述平板工作面與傾覆方向相平行，并在所述平板工作面上垂直設置有三個第一千分表，且所述三個第一千分表沿平板工作面水平均勻間隔布置，在被測量古建筑木柱傾覆過程中，通過讀取第一千分表的讀數(shù)可以推導出被測量古建筑木柱扭轉和平面外傾斜的角度，判斷被測量古建筑木柱的傾覆方向是否發(fā)生偏轉；
(5)加載開始時，選取一與傾覆方向相平行的拉環(huán)，并在所述拉環(huán)上額外綁定一根鋼絞線作為加載鋼絞線，并在被測量古建筑木柱柱頭處架設一第二千分表來讀取被測量古建筑木柱柱頭的水平傾斜量，所述第二千分表的工作方向也與傾覆方向相平行，通過牽引所述加載鋼絞線來達到被測量古建筑木柱傾覆的加載。
[0009]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明采用鋼絞線拉伸的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)柱頭千斤頂軸壓力的加載方式，既能夠能夠在實驗室條件下真實反應柱底隔斷的邊界條件，又能在保持被測量古建筑木柱傾斜在整體穩(wěn)定的狀態(tài)下實現(xiàn)真實古建筑木結構傾覆變形，加載幅值精度高，人工操作簡單，無大型場地要求。
[0010]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實施例構造的主視示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明實施例構造的俯視示意圖。
[0013]圖中:1-被測量古建筑木柱，2-混凝土承臺，3-鋼套筒，4-拉環(huán)，5-上鋼絞線，6-力傳感器，7-下鋼絞線，8-拉伸彈簧，9-校準螺桿，10-螺母，11-加載鋼絞線，12-平板，13-第一千分表，14-第二千分表，15-地銷螺桿。
【具體實施方式】
[0014]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
[0015]如圖1~2所示，一種古建筑木柱傾覆變形加載測量裝置，包括用以固定豎直放置的被測量古建筑木柱1底端的混凝土承臺2、以及用以套設在被測量古建筑木柱1頂端的鋼套筒3，所述鋼套筒3外周壁沿周向間隔均布有若干個拉環(huán)4，所述拉環(huán)4的個數(shù)優(yōu)選八個，并不局限于此，每一拉環(huán)4上均綁定、牽引出用以校準的上鋼絞線5，所述上鋼絞線5末端與力傳感器6 —工作端相連接，所述力傳感器6另一工作端與下鋼絞線7首端相連接，所述下鋼絞線7末端與拉伸彈簧8 一工作端相連接，所述拉伸彈簧8另一工作端與校準螺桿9首端相連接，所述校準螺桿9上套設有用以將其錨接在地錨洞內的螺母10 ;還包括用以牽引被測量古建筑木柱1往傾覆方向發(fā)生傾斜轉動的加載鋼絞線11、分別設置在被測量古建筑木柱1柱身兩側的平板12、至少一個垂直于平板12工作面設置的第一千分表13、以及架設在被測量古建筑木柱1柱頭處的第二千分表14，所述平板12的工作面、第二千分表14的工作方向均與傾覆方向相平行。
[0016]在本發(fā)明實施例中，所述平板12的工作面上垂直設置有三個第一千分表13，且所述三個第一千分表13沿平板12的工作面水平均勻間隔布置。
[0017]在本發(fā)明實施例中，所述平板12采用有機玻璃板。
[0018]在本發(fā)明實施例中