[发明专利]提供面内或面外弹性扭转约束的支座及包含其的实验装置

说明书

本发明公开了一种提供面内或面外弹性扭转约束的支座及包含其的实验装置，其中支座包括底座，形成有两个向上伸出的竖向支撑耳；斜撑件，形成有两个摆动部，摆动部与竖向支撑耳两两铰接；外框件，设置在两个竖向支撑耳之间，外框件的左、右两侧部分别与竖向支撑耳铰接；内框件，设置于外框件内部，内框件的上、下两侧部分别与外框件的上、下两侧部铰接；第一弹性件，连接在摆动部与外框件之间，提供外框件的转动约束力；及第二弹性件，连接在外框件与内框件之间，提供内框件的转动约束力；外框件的旋转轴线与内框件的旋转轴线相互垂直。使用该支座可以解决试件实验装置只能提供一个边界约束条件的难题。

技术领域

本发明涉及转动约束下拱结构失稳研究的技术领域，特别涉及一种提供面内或面外弹性扭转约束的支座及包含其的实验装置。

背景技术

在工程结构中，各种支座用于支撑和固定结构。这些支座具有各种边界条件，其中我们较为熟悉的类型就是固接和铰接，当我们研究结构的力学表现时，也严格采用固接或铰接等边界条件。但实际中工程结构的约束并不是完全固接或者铰接，往往介于铰接和固接之间。

现有涉及拱结构的研究中，一般只考虑铰接或者固接，然而，随着研究深入，学者发现这两种边界条件并不能正确反映在拱结构的力学表现上，他们认为采用弹性扭转约束才可以较为准确模拟结构的实际情况。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种提供面内或面外弹性扭转约束的支座及包含其的实验装置，用于试件受弹性约束时的实验研究，尤其是模拟拱结构在面内或面外弹性扭转约束情况下的力学表现。

根据本发明的第一方面实施例，提供一种提供面内或面外弹性扭转约束的支座，包括：

底座，所述底座上形成有两个相间隔的且向上伸出的竖向支撑耳；

斜撑件，所述斜撑件形成有两个摆动部，两个所述摆动部分别与所述竖向支撑耳两两铰接，使得所述斜撑件可相对底座转动；

外框件，设置在两个所述竖向支撑耳之间，所述外框件的左、右两侧部分别与所述竖向支撑耳铰接，使得所述外框件可相对底座转动；

内框件，设置于外框件内部，所述内框件的上、下两侧部分别与所述外框件的上、下两侧部铰接，使得所述内框件可相对外框件转动；

第一弹性件，可拆卸地连接在所述摆动部与所述外框件之间，提供所述外框件的转动约束力；以及，

第二弹性件，可拆卸地连接在所述外框件与所述内框件之间，提供所述内框件的转动约束力；

所述外框件的旋转轴线与所述内框件的旋转轴线相互垂直。

有益效果：该支座可以用来提供不同的边界约束条件，使用该支座可以用来研究试件在不同边界约束条件下的平面内稳定性问题或平面外(偏离结构所在平面)稳定性问题。当设置了第一弹性件时，试件受面内弹性扭转约束；当设置了第二弹性件时，试件受面外弹性扭转约束。使用该支座可以解决试件实验装置只能提供一个边界约束条件的难题。

根据本发明第一方面实施例所述的提供面内或面外弹性扭转约束的支座，所述外框件的左、右两侧部分别固定设置有横向突出轴，两个所述横向突出轴分别与两个所述竖向支撑耳转动连接，所述内框件的上、下两侧部分别固定设置有竖向突出轴，两个所述竖向突出轴分别与所述外框件的上、下两侧部铰接，所述第一弹性件为第一扭簧，所述第二弹性件为第二扭簧，所述第一扭簧套装在所述横向突出轴上，所述第二扭簧套装在所述竖向突出轴上，所述第一扭簧和所述第二扭簧的两端均形成有插接部，所述第一扭簧的其中一个插接部插入至所述摆动部上，另外一个插接部插入至所述外框件的左、右两侧部；所述第二扭簧的其中一个插接部插入至所述外框件的上、下两侧部，另外一个插接部插入至所述内框件的上、下两侧部。