CN103226082B - 一种模拟水平均布荷载的试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟水平均布荷载的试验装置及方法，纵向独立基础与横向独立基础之间分别布置钢梁，每个独立基础上垂直布置钢柱，独立基础、钢梁与钢柱形成外框架；外框架的两横向独立基础的钢柱之间依次布置横向钢梁；所述的外框架内布置模拟均布荷载加载装置。其独立基础与横向钢梁及钢柱组成的方形框架结构简单，采用普通焊接方式使得该试验装置组装简单结构稳定，可用于多次试验。采用单独作用力钢梁，并列同时施加作用力，无需使用大型专业的拉力试验机，减少了试验成本，降低了试验难度。在试验时只需要足量地添加加载质量块即可完成试验，操作方便。

Description

一种模拟水平均布荷载的试验装置及试验方法

技术领域

本发明公开了一种模拟水平均布荷载的试验装置。属于混凝土建筑领域。

技术背景

为了测试墙体或其他竖向构件在水平均布荷载作用下的内力和变形性能，需要设计一种简单、快捷、安全、成本低廉的水平均布荷载加载试验装置。

发明内容

本发明针对上述问题提供了一种模拟水平均布荷载的试验装置及试验方法。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的一种模拟水平均布荷载的试验装置，包括独立基础，钢梁，钢柱，所述的纵向独立基础与横向独立基础之间分别布置钢梁，每个独立基础上垂直布置钢柱，独立基础、钢梁与钢柱形成外框架；外框架的两横向独立基础的钢柱之间依次布置横向钢梁；所述的外框架内布置模拟均布荷载加载装置。

本发明所述的模拟水平均布荷载的试验装置，还包括限位角钢；所述的限位角钢分别布置在横向钢梁中部。

本发明所述的模拟水平均布荷载的试验装置，还包括防冲击垫块;所述的限位角钢背面布置防冲击垫块。

本发明所述的模拟水平均布荷载的试验装置，还包括助滑垫板，所述的助滑垫板分别放置在冲击垫块与钢柱之间。

本发明所述的模拟水平均布荷载的试验装置，所述的模拟均布荷载加载装置包括钢筋笼，定滑轮，钢绞线，作用力钢梁，加载质量块；所述的作用力钢梁布置在外框架的助滑垫板上，作用力钢梁的两端分别布置通孔；钢绞线一端通过作用钢梁两端的孔洞与作用力钢梁连接、另一端通过定滑轮与钢筋笼连接；钢筋笼内放置加载质量块。

本发明所述的模拟水平均布荷载的试验装置，所述的限位角钢正面相对钢柱的外侧布置角钢，角钢高于限位角钢，角钢的下端布置定滑轮。

模拟水平均布荷载的试验装置的试验方法，步骤如下：

1）、将作用力钢梁放置在外框架侧面的每一个横向钢梁上，作用力钢梁与横向钢梁的接触面之间设有助滑垫板，将钢梁紧贴着试件的背部；

2）、将每根钢绞线的一端穿过作用力钢梁端部的钻孔用钢绞锁固定住，钢绞线的另一端通过定滑轮与钢筋笼连接；

3）、同时在各个钢筋笼中加入加载质量块，逐级增加质量块的质量直至试件发生破坏；

4）、设每个加载质量块的质量为m，试件破坏时每个钢筋笼里面的质量块的个数为n₁，整个试验装置钢筋笼的个数为n₂，则作用在试件上的合力为F=n₁n₂mg，均布荷载P=F/A（A为试件的正截面面积）。

有益效果

本发明提供的一种模拟水平均布荷载的试验装置及试验方法，其独立基础与横向钢梁及钢柱组成的方形框架结构简单，采用普通焊接方式使得该试验装置组装简单结构稳定。采用单独作用力钢梁，并列同时施加作用力，无需使用大型专业的拉力试验机，减少了试验成本，也避免了使用如千斤顶等推力装置时由于试件变形而导致的受力不均匀的情况发生，降低了试验难度。在试验时只需要足量了添加加载质量块即可很好地模拟水平均布荷载，操作方便。

本试验装置可并排多列设置，方便不同试件的试验与对比，装置内的限位角钢有效防止作用力钢梁瞬间施力过大，造成试验人员受伤。助滑垫板减少了作用力钢梁在横向钢梁的摩擦力，使其模拟的水平均布荷载更加准确，提高试验的精度。

本试验方法操作简单，试验过程中能够精确控制对试件施加拉力，通过加载质量块能够准确控制其拉力值，为试验后分析数据提供便利。

附图说明

图1为一种模拟水平均布荷载试验装置的正面图；

图2为一种模拟水平均布荷载实验装置的剖面图；

图3为一种模拟水平均布荷载试验装置的底层平面图；

图4为一种模拟水平均布荷载试验装置的中间层平面图；

图中1是外框架，2是钢筋笼，3是角钢，4是定滑轮，5是钢绞线，6是钢梁，7是钢柱，8是横向钢梁，9是限位角钢，10是防冲击垫块，11是独立基础，12是试件，13是施加作用力的钢梁，14是加载质量块，15是助滑垫板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细说明：

如图所示：一种模拟水平均布荷载的试验装置，

包括外框架1，钢筋笼2，角钢3，定滑轮4，钢绞线5，钢梁6，钢柱7，横向钢梁8，限位角钢9，防冲击垫块10，独立基础11，试件12，作用力钢梁13，加载质量块14，助滑垫板15。

纵向独立基础11与横向独立基础11之间分别布置钢梁6，每个独立基础11上垂直布置钢柱7，独立基础11、钢梁6与钢柱7形成外框架1；外框架1的两横向独立基础11的钢柱7之间依次布置横向钢梁8；所述的外框架1内布置模拟均布荷载加载装置。

限位角钢9分别布置在横向钢梁8中部。试件12放置在外框架1内，限位角钢9位于试件12侧面的中心部。限位角钢9面对于钢筋笼2一面为正面、则另一面为背面，其背面布置防冲击垫块10。

助滑垫板15分别放置在冲击垫块10与钢柱7之间段的横向钢梁8上。

作用力钢梁13布置在外框架1的助滑垫板15上，作用力钢梁13的两端分别布置通孔；钢绞线5一端通过作用钢梁13两端的孔洞与作用力钢梁13连接、另一端通过定滑轮4与钢筋笼2连接；钢筋笼2内放置加载质量块14。

限位角钢9正面相对钢柱7的外侧布置角钢3，角钢3高于限位角钢9，角钢3的下端布置定滑轮4。

模拟水平均布荷载的试验装置的试验方法，步骤如下：

1）、将作用力钢梁13放置在外框架侧面的每一个横向钢梁8上，作用力钢梁13与横向钢梁8的接触面之间设有助滑垫板15，将钢梁紧贴着试件12的背部；

2）、将每根钢绞线的一端穿过作用力钢梁13端部的钻孔用钢绞锁固定住，钢绞线的另一端通过定滑轮4与钢筋笼2连接；

3）、同时在各个钢筋笼2中加入质量铁块14，逐级增加质量铁块的质量直至试件发生破坏；

4）、设每个加载质量块14的质量为m，试件破坏时每个钢筋笼2里面的质量块14的个数为n₁，整个试验装置钢筋笼2的个数为n₂，则作用在试件12上的合力为F=n₁n₂mg，均布荷载P=F/A；A为试件的正截面面积，g为重力加速度，P为均布荷载。

Claims (7)

1.一种模拟水平均布荷载的试验装置，其特征在于：包括独立基础（11），钢梁（6），钢柱（7），纵向排列的独立基础（11）与横向排列的独立基础（11）之间分别布置钢梁（6），每个独立基础（11）上垂直布置钢柱（7），独立基础（11）、钢梁（6）与钢柱（7）形成外框架（1）；外框架（1）的两横向独立基础（11）的钢柱（7）之间依次布置横向钢梁（8）；所述的外框架（1）内布置模拟均布荷载加载装置。

2.根据权利要求1所述的模拟水平均布荷载的试验装置，其特征在于：还包括限位角钢（9）；所述的限位角钢（9）分别布置在横向钢梁（8）中部。

3.根据权利要求2所述的模拟水平均布荷载的试验装置，其特征在于：还包括防冲击垫块（10）;所述的限位角钢（9）背面布置防冲击垫块（10）。

4.根据权利要求3所述的模拟水平均布荷载的试验装置，其特征在于：还包括助滑垫板（15），所述的助滑垫板（15）分别放置在防冲击垫块（10）与钢柱（7）之间。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的模拟水平均布荷载的试验装置，其特征在于：所述的模拟均布荷载加载装置包括钢筋笼（2），定滑轮（4），钢绞线（5），作用力钢梁（13），加载质量块（14）；所述的作用力钢梁（13）布置在外框架（1）的助滑垫板（15）上，作用力钢梁（13）的两端分别布置通孔；钢绞线（5）一端通过作用力钢梁（13）两端的孔洞与作用力钢梁（13）连接、另一端通过定滑轮（4）与钢筋笼（2）连接；钢筋笼（2）内放置加载质量块（14）。

6.根据权利要求2所述的模拟水平均布荷载的试验装置，其特征在于：所述的限位角钢（9）正面相对钢柱（7）的外侧布置角钢(3)，角钢(3)高于限位角钢（9），角钢（3）的下端布置定滑轮（4）。

7.利用上述权利要求所述的模拟水平均布荷载的试验装置的试验方法，其特征在于：步骤如下：

1）、将作用力钢梁（13）放置在外框架（1）侧面的每一个横向钢梁（8）上，作用力钢梁（13）与横向钢梁（8）的接触面之间设有助滑垫板（15），将作用力钢梁（13）紧贴着试件（12）的背部；

2）、将每根钢绞线的一端穿过作用力钢梁（13）端部的钻孔用钢绞锁固定住，钢绞线的另一端通过定滑轮（4）与钢筋笼（2）连接；

3）、同时在各个钢筋笼（2）中加入加载质量块（14），逐级增加质量块的质量直至试件发生破坏；

4）、设每个加载质量块（14）的质量为m，试件破坏时每个钢筋笼（2）里面的质量块（14）的个数为n₁，整个试验装置钢筋笼（2）的个数为n₂，则作用在试件（12）上的合力为F=n₁n₂mg，均布荷载P=F/A。