應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，包括從下至上依次水平設(shè)置的鋼板四、鋼板二和鋼板一，鋼板四的四角位置分別豎直安裝有長(zhǎng)螺紋鋼桿，長(zhǎng)螺紋鋼桿分別穿過鋼板二、鋼板一以支撐鋼板二和鋼板一，鋼板一、鋼板二之間設(shè)有立向的反力架鋼梁，鋼板二、鋼板四之間共中心軸設(shè)置有水平的鋼板三，鋼板三的四角位置分別豎直安裝有短螺紋鋼桿，鋼板二與鋼板三之間夾持設(shè)置有壓力傳感器，鋼板四與鋼板三之間夾持設(shè)置有液壓千斤頂。本發(fā)明可以有效解決部分高校和實(shí)驗(yàn)室在試驗(yàn)條件受限制、或者現(xiàn)有萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的尺寸和承載力難以滿足試驗(yàn)要求、或者同一時(shí)期開展的試驗(yàn)項(xiàng)目過于密集等情況下進(jìn)行鉸支構(gòu)件的受壓試驗(yàn)。
【專利說(shuō)明】
應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及受壓試驗(yàn)裝置領(lǐng)域，具體是一種應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，試驗(yàn)是檢驗(yàn)理論正確性的有效方法，尤其是在土木工程領(lǐng)域，試驗(yàn)的重要性毋庸置疑。然而由于大型精密儀器的價(jià)格昂貴，或者現(xiàn)有萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的尺寸和承載力難以滿足試驗(yàn)要求，或者同一時(shí)期開展的試驗(yàn)項(xiàng)目過于密集，不可能所有的試驗(yàn)都采用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)加載，有時(shí)不可避免的需要采用手動(dòng)加載的方式施加荷載，其加載方式更為靈活。在手動(dòng)加載中需要采用液壓千斤頂施加荷載，采用壓力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量施加荷載的大小，因此，如何采用相對(duì)簡(jiǎn)單的試驗(yàn)裝置保證手動(dòng)加載的可行性和準(zhǔn)確性就顯得尤為重要，尤其是對(duì)于鉸支構(gòu)件的受壓試驗(yàn)，需要采用刀口支座模擬鉸支邊界條件，整個(gè)試驗(yàn)的安裝過程較為復(fù)雜，如何維持液壓千斤頂、壓力傳感器、刀口支座與試驗(yàn)構(gòu)件在試驗(yàn)過程中的平衡和整體穩(wěn)定性，從而保證施加荷載的有效性就成為了一個(gè)至關(guān)重要的問題。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，以實(shí)現(xiàn)鉸支構(gòu)件受壓試驗(yàn)的可行性，提高其準(zhǔn)確性。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:包括水平設(shè)置的鋼板四，鋼板四底面設(shè)置有刀口支座，鋼板四正上方從下至上依次共中心軸設(shè)置有水平的鋼板二和鋼板一，鋼板一、鋼板二、鋼板四平面尺寸相同，且鋼板一和鋼板二厚度相同，所述鋼板四的四角位置分別豎直安裝有長(zhǎng)螺紋鋼桿，且鋼板四的四角與對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)螺紋鋼桿之間通過螺母固定，所述長(zhǎng)螺紋鋼桿分別穿過鋼板二、鋼板一以支撐鋼板二和鋼板一，且鋼板一、鋼板二與長(zhǎng)螺紋鋼桿之間相對(duì)滑動(dòng)配合，鋼板一、鋼板二之間設(shè)有立向的反力架鋼梁，且鋼板一、鋼板二分別夾持在反力架鋼梁的上、下面，鋼板二、鋼板四之間共中心軸設(shè)置有水平的鋼板三，鋼板三的平面尺寸小于鋼板一、二、四，鋼板三的四角位置分別豎直安裝有短螺紋鋼桿，所述短螺紋鋼桿分別穿過鋼板二后上端安裝在鋼板一中，且短螺紋鋼桿與鋼板三、鋼板二、鋼板一之間通過螺母固定，鋼板二與鋼板三之間夾持設(shè)置有壓力傳感器，所述鋼板四與鋼板三之間夾持設(shè)置有液壓千斤頂。
[0005]所述的應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:所述刀口支座垂直于反力架鋼梁。
[0006]所述的應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:所述鋼板一、鋼板二厚度相同，鋼板四厚度大于鋼板一、二厚度，鋼板三厚度小于鋼板一、二厚度。
[0007]所述的應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:鋼板一、鋼板二、鋼板四的四角分別設(shè)有供長(zhǎng)螺紋鋼桿穿過的通孔，且鋼板一、鋼板二、鋼板四的四角位置的通孔直徑略大于長(zhǎng)螺紋鋼桿直徑。
[0008]所述的應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:所述鋼板三四角位置、鋼板一和鋼板二中分別設(shè)有供短螺紋鋼桿穿過的通孔，且鋼板三四角位置、鋼板一和鋼板二中的通孔直徑略大于短螺紋鋼桿直徑。
[0009]所述的應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:鋼板的平面尺寸根據(jù)反力架鋼梁的寬度、壓力傳感器和液壓千斤頂?shù)闹睆酱_定;鋼板的厚度則根據(jù)預(yù)估的試驗(yàn)構(gòu)件的最大承載力和鋼材的屈服強(qiáng)度確定，以確保在受壓試驗(yàn)過程中鋼板不會(huì)因?yàn)閺?qiáng)度和剛度的不足而產(chǎn)生變形，其中鋼板四由于下表面連接有刀口支座，其厚度較大，方便布置藏頭螺栓，且不影響上表面液壓千斤頂?shù)牟贾谩?br>[0010]所述的應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:四根短螺紋鋼桿的長(zhǎng)度根據(jù)反力架鋼梁和壓力傳感器的高度、以及鋼板一、鋼板二和鋼板三的厚度確定，以確保將鋼板一、鋼板二、鋼板三和壓力傳感器固定在反力架鋼梁上；四根長(zhǎng)螺紋鋼桿的長(zhǎng)度則根據(jù)反力架鋼梁、壓力傳感器和液壓千斤頂?shù)母叨?、四塊高強(qiáng)鋼板的厚度、以及試驗(yàn)構(gòu)件的軸向變形能力確定，以確保鋼板四在加載過程中有足夠的下降空間;此外，四根長(zhǎng)螺紋鋼桿的直徑較大，具有較好的抗彎剛度，防止其在加載過程中產(chǎn)生彎曲，使得受壓試驗(yàn)難以順利進(jìn)行，直接影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0011]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)為:
本發(fā)明特別設(shè)計(jì)了一套應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，可以方便的采用液壓千斤頂和壓力傳感器對(duì)鉸支邊界條件的受壓構(gòu)件施加有效荷載，最大限度的保證了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0012]本發(fā)明可以有效解決部分高校和實(shí)驗(yàn)室在試驗(yàn)條件受限制、或者現(xiàn)有萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的尺寸和承載力難以滿足試驗(yàn)要求、或者同一時(shí)期開展的試驗(yàn)項(xiàng)目過于密集等情況下進(jìn)行鉸支構(gòu)件的受壓試驗(yàn)。這套裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便、易于制作、便于安裝，能夠反復(fù)循環(huán)使用，且造價(jià)低廉，易于大范圍推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)三維示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)正視圖。
[0015]圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)左視圖。
[0016]圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參見圖1?圖4所示，應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，包括水平設(shè)置的鋼板四4，鋼板四4底面設(shè)置有刀口支座5，鋼板四4正上方從下至上依次共中心軸設(shè)置有水平的鋼板二2和鋼板一I，鋼板一 1、鋼板二2、鋼板四4平面尺寸相同，且鋼板一I和鋼板二2厚度相同，鋼板四4的四角位置分別豎直安裝有長(zhǎng)螺紋鋼桿6，且鋼板四4的四角與對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)螺紋鋼桿6之間通過螺母固定，長(zhǎng)螺紋鋼桿6分別穿過鋼板二 2、鋼板一 I以支撐鋼板二 2和鋼板一 I，且鋼板一 1、鋼板二 2與長(zhǎng)螺紋鋼桿6之間相對(duì)滑動(dòng)配合，鋼板一 1、鋼板二 2之間設(shè)有立向的反力架鋼梁7，且鋼板一 1、鋼板二 2分別夾持在反力架鋼梁7的上、下面，鋼板二 2、鋼板四4之間共中心軸設(shè)置有水平的鋼板三3，鋼板三3的平面尺寸小于鋼板一 1、二2、四4，鋼板三3的四角位置分別豎直安裝有短螺紋鋼桿8，短螺紋鋼桿8分別穿過鋼板二 2后上端安裝在鋼板一 I中，且短螺紋鋼桿8與鋼板三3、鋼板二 2、鋼板一 I之間通過螺母9固定，鋼板二 2與鋼板三3之間夾持設(shè)置有壓力傳感器10，鋼板四4與鋼板三3之間夾持設(shè)置有液壓千斤頂11。
[0018]刀口支座5垂直于反力架鋼梁7。
[0019]鋼板一1、鋼板二2厚度相同，鋼板四4厚度大于鋼板一1、二2厚度，鋼板三3厚度小于鋼板一 1、二2厚度。
[0020]鋼板一1、鋼板二 2、鋼板四4的四角分別設(shè)有供長(zhǎng)螺紋鋼桿6穿過的通孔，且鋼板一
1、鋼板二 2、鋼板四4的四角位置的通孔直徑略大于長(zhǎng)螺紋鋼桿6直徑。
[0021]鋼板三3四角位置、鋼板一I和鋼板二 2中分別設(shè)有供短螺紋鋼桿8穿過的通孔，且鋼板三3四角位置、鋼板一 I和鋼板二 2中的通孔直徑略大于短螺紋鋼桿8直徑。
[0022]鋼板的平面尺寸根據(jù)反力架鋼梁的寬度、壓力傳感器和液壓千斤頂?shù)闹睆酱_定；鋼板的厚度則根據(jù)預(yù)估的試驗(yàn)構(gòu)件的最大承載力和鋼材的屈服強(qiáng)度確定，以確保在受壓試驗(yàn)過程中鋼板不會(huì)因?yàn)閺?qiáng)度和剛度的不足而產(chǎn)生變形，其中鋼板四由于下表面連接有刀口支座，其厚度較大，方便布置藏頭螺栓，且不影響上表面液壓千斤頂?shù)牟贾谩?br>[0023]四根短螺紋鋼桿的長(zhǎng)度根據(jù)反力架鋼梁和壓力傳感器的高度、以及鋼板一、鋼板二和鋼板三的厚度確定，以確保將鋼板一、鋼板二、鋼板三和壓力傳感器固定在反力架鋼梁上；四根長(zhǎng)螺紋鋼桿的長(zhǎng)度則根據(jù)反力架鋼梁、壓力傳感器和液壓千斤頂?shù)母叨?、四塊高強(qiáng)鋼板的厚度、以及試驗(yàn)構(gòu)件的軸向變形能力確定，以確保鋼板四在加載過程中有足夠的下降空間；此外，四根長(zhǎng)螺紋鋼桿的直徑較大，具有較好的抗彎剛度，防止其在加載過程中產(chǎn)生彎曲，使得受壓試驗(yàn)難以順利進(jìn)行，直接影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0024]工作原理
這套應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置主要由四塊高強(qiáng)鋼板、四根短高強(qiáng)螺紋鋼桿和四根長(zhǎng)高強(qiáng)螺紋鋼桿組成。鋼板一和鋼板二的平面尺寸及厚度完全相同，分別放置于反力架鋼梁的上下表面，其寬度大于反力架鋼梁的寬度。在鋼板一和鋼板二的四個(gè)角部相同的位置，沿反力架鋼梁的邊緣內(nèi)側(cè)開四個(gè)直徑相同的光滑圓孔，外側(cè)也開四個(gè)直徑相同的光滑圓孔，其中內(nèi)側(cè)圓孔的直徑略大于短螺紋鋼桿的直徑，外側(cè)圓孔的直徑略大于長(zhǎng)螺紋鋼桿的直徑。將四根短螺紋鋼桿分別穿過鋼板一和鋼板二內(nèi)側(cè)的四個(gè)圓孔，并分別擰緊鋼板一上表面和鋼板二下表面四根短螺紋鋼桿上的螺母，將鋼板一和鋼板二固定在反力架鋼梁的上下表面。鋼板三的平面尺寸和厚度均較小，其平面尺寸略大于鋼板一和鋼板二內(nèi)側(cè)的四個(gè)圓孔圍成的平面，小于鋼板一和鋼板二外側(cè)的四個(gè)圓孔圍成的平面。在鋼板三的四個(gè)角部開四個(gè)位置和直徑與鋼板一和鋼板二內(nèi)側(cè)的四個(gè)圓孔完全相同的光滑圓孔，將四根短螺紋鋼桿分別穿過鋼板三上的四個(gè)圓孔，并將壓力傳感器放置于鋼板二和鋼板三之間，分別擰緊鋼板三下表面四根短螺紋鋼桿上的螺母，將壓力傳感器固定在鋼板二和鋼板三之間。鋼板四的平面尺寸與鋼板一和鋼板二的平面尺寸相同，厚度大于鋼板一和鋼板二的厚度，且在鋼板四的下表面連接有刀口支座，用來(lái)模擬鉸支邊界條件。在鋼板四的四個(gè)角部開四個(gè)位置和直徑與鋼板一和鋼板二外側(cè)的四個(gè)圓孔完全相同的光滑圓孔，將四根長(zhǎng)螺紋鋼桿分別穿過鋼板一和鋼板二外側(cè)以及鋼板四上的四個(gè)圓孔，并將液壓千斤頂放置于鋼板三和鋼板四之間，分別擰緊鋼板一上表面和鋼板四下表面四根長(zhǎng)螺紋鋼桿上的螺母，將液壓千斤頂固定在鋼板三和鋼板四之間，從而將整套簡(jiǎn)易裝置固定在反力架鋼梁上。
[0025]在進(jìn)行受壓試驗(yàn)之前，首先將壓力傳感器居中放置于鋼板三上，分別擰緊鋼板三下表面四根短螺紋鋼桿上的螺母，將壓力傳感器固定在鋼板二和鋼板三之間。然后，將液壓千斤頂居中放置于鋼板四上，通過調(diào)節(jié)鋼板四下表面四根長(zhǎng)螺紋鋼桿上的螺母，利用水平儀將鋼板四調(diào)至水平，進(jìn)而將液壓千斤頂固定在鋼板三和鋼板四之間，并擰緊鋼板四上表面四根長(zhǎng)螺紋鋼桿上的螺母，將鋼板四完全固定在四根長(zhǎng)螺紋鋼桿上。接著，將試驗(yàn)構(gòu)件安裝于鋼板四下表面連接的刀口支座上，松開鋼板一上表面四根長(zhǎng)螺紋鋼桿上的螺母至鋼桿的末端，通過液壓千斤頂、鋼板四和刀口支座的自重對(duì)試驗(yàn)構(gòu)件施加較小的初始荷載，從而將整套簡(jiǎn)易裝置與試驗(yàn)構(gòu)件固定在一起。最后，通過液壓千斤頂逐級(jí)施加荷載進(jìn)行受壓試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中，鋼板一、鋼板二和鋼板三的位置始終固定不變，而鋼板四則隨著試驗(yàn)構(gòu)件的豎向變形緩慢下降，由于受到四根長(zhǎng)螺紋鋼桿的約束，鋼板四始終保持水平，從而保證了施加荷載的有效性。當(dāng)試驗(yàn)構(gòu)件破壞，受壓試驗(yàn)結(jié)束以后，先通過液壓千斤頂卸載，然后擰緊鋼板一上表面四根長(zhǎng)螺紋鋼桿上的螺母，將鋼板四連同刀口支座和液壓千斤頂緩慢向上提升至一定高度，再取出破壞的試驗(yàn)構(gòu)件，就可以繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)試驗(yàn)構(gòu)件的受壓試驗(yàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:包括水平設(shè)置的鋼板四，鋼板四底面設(shè)置有刀口支座，鋼板四正上方從下至上依次共中心軸設(shè)置有水平的鋼板二和鋼板一，鋼板一、鋼板二、鋼板四平面尺寸相同，且鋼板一和鋼板二厚度相同，所述鋼板四的四角位置分別豎直安裝有長(zhǎng)螺紋鋼桿，且鋼板四的四角與對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)螺紋鋼桿之間通過螺母固定，所述長(zhǎng)螺紋鋼桿分別穿過鋼板二、鋼板一以支撐鋼板二和鋼板一，且鋼板一、鋼板二與長(zhǎng)螺紋鋼桿之間相對(duì)滑動(dòng)配合，鋼板一、鋼板二之間設(shè)有立向的反力架鋼梁，且鋼板一、鋼板二分別夾持在反力架鋼梁的上、下面，鋼板二、鋼板四之間共中心軸設(shè)置有水平的鋼板三，鋼板三的平面尺寸小于鋼板一、二、四，鋼板三的四角位置分別豎直安裝有短螺紋鋼桿，所述短螺紋鋼桿分別穿過鋼板二后上端安裝在鋼板一中，且短螺紋鋼桿與鋼板三、鋼板二、鋼板一之間通過螺母固定，鋼板二與鋼板三之間夾持設(shè)置有壓力傳感器，所述鋼板四與鋼板三之間夾持設(shè)置有液壓千斤頂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:所述刀口支座垂直于反力架鋼梁。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:所述鋼板一、鋼板二厚度相同，鋼板四厚度大于鋼板一、二厚度，鋼板三厚度小于鋼板一、二厚度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:鋼板一、鋼板二、鋼板四的四角分別設(shè)有供長(zhǎng)螺紋鋼桿穿過的通孔，且鋼板一、鋼板二、鋼板四的四角位置的通孔直徑略大于長(zhǎng)螺紋鋼桿直徑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:所述鋼板三四角位置、鋼板一和鋼板二中分別設(shè)有供短螺紋鋼桿穿過的通孔，且鋼板三四角位置、鋼板一和鋼板二中的通孔直徑略大于短螺紋鋼桿直徑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:鋼板的平面尺寸根據(jù)反力架鋼梁的寬度、壓力傳感器和液壓千斤頂?shù)闹睆酱_定;鋼板的厚度則根據(jù)預(yù)估的試驗(yàn)構(gòu)件的最大承載力和鋼材的屈服強(qiáng)度確定，以確保在受壓試驗(yàn)過程中鋼板不會(huì)因?yàn)閺?qiáng)度和剛度的不足而產(chǎn)生變形，其中鋼板四由于下表面連接有刀口支座，其厚度較大，方便布置藏頭螺栓，且不影響上表面液壓千斤頂?shù)牟贾谩?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于鉸支構(gòu)件手動(dòng)加載受壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置，其特征在于:四根短螺紋鋼桿的長(zhǎng)度根據(jù)反力架鋼梁和壓力傳感器的高度、以及鋼板一、鋼板二和鋼板三的厚度確定，以確保將鋼板一、鋼板二、鋼板三和壓力傳感器固定在反力架鋼梁上；四根長(zhǎng)螺紋鋼桿的長(zhǎng)度則根據(jù)反力架鋼梁、壓力傳感器和液壓千斤頂?shù)母叨?、四塊高強(qiáng)鋼板的厚度、以及試驗(yàn)構(gòu)件的軸向變形能力確定，以確保鋼板四在加載過程中有足夠的下降空間；此外，四根長(zhǎng)螺紋鋼桿的直徑較大，具有較好的抗彎剛度，防止其在加載過程中產(chǎn)生彎曲，使得受壓試驗(yàn)難以順利進(jìn)行，直接影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK105973576SQ201610186981
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】馮然, 朱伍, 完海鷹
【申請(qǐng)人】合肥工業(yè)大學(xué)