CN106289951A - 一种兼有测力功能的防止平面外失稳的装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种兼有测力功能的防止平面外失稳的装置与方法，属于结构工程技术加载试验领域，装置包括：平面试样、柔性钢索、约束连接模块、测力模块、固结墙、绳墙连接模块六大部分；通过多道柔性钢绳索约束试件，使得试件在静力试验中按预期方案进行，减小因侧向失稳造成的误差；本发明装置构造轻巧，操作简便，造价低，可循环使用，不影响试验过程的观察，符合绿色理念要求，实验表明，该装置与方法可以解决目前试验中普遍存在的平面外失稳问题，建议推广使用。

Description

一种兼有测力功能的防止平面外失稳的装置与方法
技术领域
本发明涉及到一种兼有测力功能的防止平面外失稳的装置与方法，属于结构工程技术加载试验领域。
背景技术
在静力试验中加载设备对试验试样的加载往往是控制在某一平面内沿某一直线方向或单向往复的进行加载，因技术水平及现有试件加工环境所限，试验试件的前期制备不可避免的会出现尺寸细微的差别，致使在静力试验安装试件过程中出现水平方向的倾斜，造成试件平面外失稳，影响试验最终效果，对于体积较大的试件造成的实验误差尤为严重。针对这种现象，目前应用较多的应对措施是在加载试件的两侧(平行于加载方向)施加类似钢梁的装置以阻挡的方式减小试件侧向倾斜，这种方式虽然在一定程度上减小了因侧向失稳造成试验误差，但该举措同时也增大了试件与装置的摩擦，无法分析阻挡措施造成的影响，同时该装置因体型较大易遮挡处于静力试验中的试验试件，对观察试验现象较为不利。为此，作者提出了一种新型的防止平面外失稳的装置与方法，该装置兼有测力功能，构造轻巧，操作简便，可拆卸循环利用，同时不影响试验过程的观察等。
发明内容
本发明提出了一种防止平面外失稳的装置与方法。发明目的在于通过多道柔性钢绳索约束试件，使得试件在静力试验中按预期方案进行，减小因侧向失稳造成的误差。同时由于每道绳索上都安装了测力装置，对于自身由于拉伸产生的索力亦可以直接测出，便于分析装置自身的影响，一般情况下装置产生的自身索力远小于试件施加荷载，可忽略索力影响。本发明装置构造简单且安全可靠，操作简便，并且成本较低，实验表明，该装置与方法可以解决目前试验中普遍存在的平面外失稳问题，建议推广使用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种兼有测力功能的防止平面外失稳的装置，该装置包括平面试样(1)、柔性钢索(2)、约束连接模块(3)、测力模块(4)、固结墙(5)、绳墙连接模块(6)。
所述的平面试样(1)为试验的主体，即需要进行试验的试件。
所述的柔性钢索(2)为试验中防试件平面外失稳的主体，采用外径为10mm的钢绞线，柔性钢索(2)用于平面试样(1)与固结墙(5)之间的连接，防止平面试样(1)出现平面外倾斜。
所述的约束连接模块(3)为平面试样(1)在平面外的约束，用于柔性钢索(2)与平面试样(1)之间具体的连接约束。约束连接模块(3)包括试样约束带(301)、约束螺栓(302)、约束吊钩(303)，试样约束带(301)设置在平面试样(1)外部表面，试样约束带(301)通过约束螺栓(302)与约束吊钩(303)连接。
所述的测力模块(4)为防失稳装置使用时测量绳索拉力的部分，测力模块(4)包括测力传感器(401)、保护壳(402)、信号输出线路(403)、连接螺栓(404)。其中，测力传感器(401)置于保护壳(402)内，保护壳(402)通过连接螺栓(404)固定于柔性钢索(2)上，测力传感器(401)通过信号输出线路(403)将柔性钢索(2)测得的各道绳索索力传至电脑设备中。
所述的固结墙(5)为固定柔性钢索(2)的一端，选用试验中的剪力墙。
所述的绳墙连接模块(6)为柔性钢索(2)与固结墙(5)之间的连接装置，包括：连接吊钩(601)、钢绞线索夹(602)、固结螺栓(603)。其中，连接吊钩(601)通过钢绞线索夹(602)、固结螺栓(603)分别与柔性钢索(2)、固结墙(5)连接在一起，形成连接整体。
一种兼有测力功能的防止平面外失稳的方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：根据施工图纸进行器材用具的准备加工，事先裁好六道柔性钢索、钢绞线，依照试件形状加工定做约束带，备好各型号螺栓；
步骤二：柔性钢索上安装测力模块，并对测力装置进行前期调试；
步骤三：在试验试件上安装约束连接模块，固结墙上安装绳墙连接模块；
步骤四：将装有测力模块的六道柔性钢索与约束连接模块、绳墙连接模块连接；
步骤五：调节各连接模块，使试验试件至预期状态位置，即完成试件的防止平面外失稳；
本发明是传统防止平面外失稳装置的改进提升，与其相比本发明的优点是：
1、装置简易灵活、构造轻巧，操作方法简单，不影响试验过程的观察，可以解决目前试验中普遍存在的平面外失稳问题，建议推广使用。
2、装置中钢绞线绳索造价低廉，测力传感器装置可循环使用，无需较大投入。符合绿色理念。
3、装置增加测力功能，可索力提取，易于后期试验结果分析。
附图说明
图1是防止平面外失稳的装置示意图。
图2是约束连接模块示意图。
图3是测力模块示意图。
图4是绳墙连接模块示意图。
图中：
1-平面试样、2-柔性钢索、3-约束连接模块、301-试样约束带、302-约束螺栓、303-约束吊钩、4-测力模块、401-测力传感器、402-保护壳、403-信号输出线路、404-连接螺栓、5-固结墙、6-绳墙连接模块、601-连接吊钩、602-钢绞线索夹、603-固结螺栓。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的最佳实施方式：
S1：前期准备。
根据施工图纸进行器材用具的准备加工，事先裁好六道(或八道，偶数道即可)长度相同的柔性钢索钢绞线，依照试件形状加工定做约束带(此步应按照实际试件约束端的形状进行定做)，备好各型号螺栓；
S2：模块安装。
S2.1、测力模块(4)的安装。将测力传感器(401)置于保护壳(402)中，使用连接螺栓(404)固定于柔性钢索(2)上，通过信号输出线路(403)将测力传感器(401)测得的各道绳索索力传与外界的电脑设备中，并对测力装置进行前期调试，检测安装是否无误；
S2.2、约束连接模块(3)的安装。将前期准备好的试样约束带(301)约束好平面试样(1)，安装上约束螺栓(302)通过约束螺栓(302)拧紧固定；
S2.3、绳墙连接模块(6)的安装。将连接吊钩(601)通过钢绞线索夹(602)、固结螺栓(603)分别与柔性钢索(2)、固结墙(5)连接在一起，形成连接模块。
S2.4、带有测力模块(4)的柔性钢索(2)与平面试样(1)、固结墙(5)的安装。完成以上三步后通过模块间螺栓绳索依照附图1完成装置的整体安装。
S3：模块调节。
调节各连接模块，参照激光水准仪定位，使试验试件纵向竖直，横向水平，即使得试件至预期状态位置，观察测力装置输出信号，完成对试件的防平面外失稳的调整。

Claims (2)

1.一种兼有测力功能的防止平面外失稳的装置，其特征在于：该装置包括平面试样(1)、柔性钢索(2)、约束连接模块(3)、测力模块(4)、固结墙(5)、绳墙连接模块(6)；
所述的平面试样(1)为试验的主体，即需要进行试验的试件；
所述的柔性钢索(2)为试验中防试件平面外失稳的主体，采用外径为10mm的钢绞线，柔性钢索(2)用于平面试样(1)与固结墙(5)之间的连接，防止平面试样(1)出现平面外倾斜；
所述的约束连接模块(3)为平面试样(1)在平面外的约束，用于柔性钢索(2)与平面试样(1)之间具体的连接约束；约束连接模块(3)包括试样约束带(301)、约束螺栓(302)、约束吊钩(303)，试样约束带(301)设置在平面试样(1)外部表面，试样约束带(301)通过约束螺栓(302)与约束吊钩(303)连接；
所述的测力模块(4)为防失稳装置使用时测量绳索拉力的部分，测力模块(4)包括测力传感器(401)、保护壳(402)、信号输出线路(403)、连接螺栓(404)；其中，测力传感器(401)置于保护壳(402)内，保护壳(402)通过连接螺栓(404)固定于柔性钢索(2)上，测力传感器(401)通过信号输出线路(403)将柔性钢索(2)测得的各道绳索索力传至电脑设备中；
所述的固结墙(5)为固定柔性钢索(2)的一端；
所述的绳墙连接模块(6)为柔性钢索(2)与固结墙(5)之间的连接装置，绳墙连接模块(6)包括连接吊钩(601)、钢绞线索夹(602)、固结螺栓(603)；其中，连接吊钩(601)通过钢绞线索夹(602)、固结螺栓(603)分别与柔性钢索(2)、固结墙(5)连接在一起，形成连接整体。
2.一种兼有测力功能的防止平面外失稳的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤一：根据施工图纸进行器材用具的准备加工，事先裁好六道柔性钢索、钢绞线，依照试件形状加工定做约束带，备好各型号螺栓；
步骤二：柔性钢索上安装测力模块，并对测力装置进行前期调试；
步骤三：在试验试件上安装约束连接模块，固结墙上安装绳墙连接模块；
步骤四：将装有测力模块的六道柔性钢索与约束连接模块、绳墙连接模块连接；
步骤五：调节各连接模块，使试验试件至预期状态位置，即完成试件的防止平面外失稳。
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解晋珍 等: "《第24届全国结构工程学术会议论文集 第1册》", 31 October 2015, 工程力学杂志社 *

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