[实用新型]一种构件压扭实验装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种进行混凝土构件或型钢混凝土构件在轴压力作用下受扭转的实验装置，属于建筑结构试验技术领域。

背景技术

在建筑结构中，承受扭矩作用的构件普遍存在，不过处于扭矩单独作用下的情况则不多，大多处于复合受扭状态。例如曲形的桥梁、剧院和体育场的曲形眺台梁、不对称截面的倒L形截面梁、承受水平制动力的吊车梁、承受不同支座反力的托架上弦、屋架上弦、框架边梁、超高层建筑转换层大梁等大都处于弯矩、剪力和扭矩共同作用下的复合受扭状态。在风荷载和地震荷载作用下，构件的破坏亦大部分是由弯、剪、扭的不同组合引起的。因此，对研究结构构件在纯扭和复合受扭下的受扭性能进行试验研究和理论分析有着重要的实际意义和广阔的工程应用前景，不仅是对构件合理设计计算的实际要求，也是完善构件分析理论的迫切需要，具有理论与实践的双重意义。

在一定情况下，如框架边柱受风和地震作用情况，轴心受压构件也可能承受一定的扭矩，它是一种复合受扭构件。在整个受力过程中，构件是先承受轴向压力，并且是始终是恒定存在的，而后承担扭矩。

目前，单独研究构件受压扭的实验很少，且实验方法较复杂，实验装置不够科学，不易很好的研究构件的压扭状态。因此，实用新型一种研究结构构件在压扭共同作用下的实验装置及简单可行的实验方法非常必要，有利于更好的研究及发展建筑结构受压扭混合作用的理论，并能更加合理的计算建筑结构在荷载作用下的性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种简单易实现的科学进行矩形截面混凝土构件或型钢混凝土构件受压扭混合作用的实验装置，可以应用于建筑结构的试验中，准确的观测构件在荷载作用下的受力性能。了解构件破坏的特征，很方便的测量构件各部分的应变及构件的变形。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。本实验装置包括台座、通过支架固定在台座上方的反力梁、固定在台座右侧的反力墙、垂直力千斤顶、前夹板、后夹板、纯扭加载梁、加载梁和水平力千斤顶。其中：构件固定在台座上。垂直力千斤顶的位置与构件的顶部位置相对应，用于对构件施加轴向压力，垂直力千斤顶通过球铰作用在构件顶部，垂直力千斤顶上部与钢板固定连接，钢板和反力梁围成一空间，空间内设置有滚珠，使钢板可以相对于反力墙在水平方向移动。前夹板和后夹板固定连接，构件的顶部夹紧在前夹板和后夹板之间；加载梁与前夹板和后夹板固定连接；纯扭加载梁的一端与前夹板铰接，另一端与反力墙固定连接；水平力千斤顶的一端通过力传感器与加载梁铰接，另一端与反力墙固定连接。

应用上述装置进行实验时，包括以下步骤：

1)将构件固定在台座上，将纯扭加载梁及水平力千斤顶固定于反力墙上；

2)先将纯扭加载梁与前夹板进行铰接，再将前夹板与后夹板固定连接，并将构件的顶部夹紧在前夹板和后夹板之间；

3)将加载梁固定连接在前夹板和后夹板上；

4)水平力千斤顶通过力传感器铰接在加载梁上，水平力千斤顶与构件中心留有距离，便于对构件施加扭矩；

5)将带有球铰的垂直力千斤顶通过滚珠及钢板连接在反力梁上，垂直力千斤顶在构件顶部的垂直方向上，用于对构件施加压力。在构件顶部和垂直力千斤顶之间可以放置加载垫板，这样可以使得轴向压力均匀垂直作用在构件顶面处。

6)先通过垂直方向上的千斤顶向构件施加轴向压力，再通过水平力千斤顶向构件施加水平力，并不断采集所需数据，直至构件破坏，最终完成构件的压扭性能实验，若不施加轴压力，即为构件的纯扭性能实验。

该方法实验原理科学，实验装置制作简单，组装方便，即装即用，可循环使用，实验结果能很好的反映结构构件在压扭共同作用下的性能，为更好的研究建筑结构中受压扭作用的构件提供依据。

附图说明

图1为实验加载装置示意图；

图2为加载装置平面图；

图3为前夹板14前视图；

图4为前夹板14俯视图；

图5为前夹板14侧视图；

图6为后夹板15前视图；

图7为后夹板15俯视图；

图8为后夹板15侧视图；

图9为纯扭加载钢梁16前视图；

图10为纯扭加载钢梁16俯视图；

图11(a)为图9的1-1剖面图；

图11(b)为图9的2-2剖面图；

图11(c)为图9的3-3剖面图；

图12为加载钢梁17前视图；

图13为加载钢梁17俯视图；

图14(a)为图12的4-4剖面图；

图14(b)为图12的5-5剖面图；