CN107101872A - 钢筋混凝土梁抗扭试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢筋混凝土梁抗扭试验装置，包括扭转支座、固定支座、安装有位移采集单元的加载单元；扭转支座包括第一架体、放置在第一架体内的铰支座、传力单元、工字钢，传力单元与铰支座连接、并上下对称地固定工字钢的一端；固定支座包括第二架体、固定钢块，固定钢块上下对称地活动放置在第二架体内；加载单元固定在扭转支座的第一架体的延长部上、位于工字钢另一端的下部；钢筋混凝土梁试件的一端放置在铰支座的中部、另一端固定在固定支座的固定钢块之间。本发明架构简单合理，设计巧妙，通过扭转支座与固定支座将钢筋混凝土梁试件固定，同时利用工字钢将加载单元的力传导至扭转支座，实现钢筋混凝土梁试件反复扭转的试验要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土材料力学性能试验机，特别是涉及一种钢筋混凝土梁抗扭试验装置。
背景技术
目前，随着各种桥梁结构中广泛采用预应力混凝土薄腹梁，结构跨度不断增大，宽度也不断增大，扭转所产生的影响已达到不可忽视的程度，因此对钢筋混凝土梁抗扭性能的试验和理论研究变得极为迫切，而现有所对应的试验研究装置却寥寥无几。因此亟需提供一种新型的钢筋混凝土梁抗扭试验装置来解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钢筋混凝土梁抗扭试验装置，能够实现钢筋混凝土梁试件反复扭转的试验要求。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种钢筋混凝土梁抗扭试验装置，包括扭转支座、固定支座、安装有位移采集单元的加载单元；
扭转支座包括第一架体、放置在第一架体内的铰支座、传力单元、工字钢，传力单元与铰支座连接、并上下对称地固定工字钢的一端；
固定支座包括第二架体、固定钢块，固定钢块上下对称地活动放置在第二架体内；
加载单元固定在扭转支座的第一架体的延长部上、位于工字钢另一端的下部；
钢筋混凝土梁试件的一端放置在铰支座的中部、另一端固定在固定支座的固定钢块之间。
在本发明一个较佳实施例中，第一架体包括上固定钢板、下固定钢板、底座、第一连接钢管，上固定钢板与底座之间通过四根第一连接钢管连接，上固定钢板与第一连接钢管的上端通过螺栓连接，使上固定钢板能够根据钢筋混凝土梁试件的尺寸大小来自由调整其高度，下固定钢板放置在底座四根第一连接钢管之间，用于放置铰支座，底座设有延长部，用于放置加载单元。
在本发明一个较佳实施例中，铰支座包括上部铰支座、下部铰支座、第二连接钢管，上部铰支座包括上部钢板、上部弧形板，上部弧形板放置在上部钢板的上面，下部铰支座包括下部钢板、下部弧形板，下部弧形板位于下部钢板的下部、放置在下固定钢板上，上部钢板与下部钢板的一侧由两根第二连接钢管通过螺栓连接，同样上部铰支座能够根据钢筋混凝土梁的尺寸大小自由调整其高度。上部钢板的另一侧底面开有第一凹槽，下部钢板的另一侧上面也开有第二凹槽。
进一步的，上部弧形板与下部弧形板弧形段的弧心相重合，实现铰支座及钢筋混凝土梁的自由、反复扭转。
在本发明一个较佳实施例中，传力单元包括第一传力T字梁、第二传力T字梁，第一传力T字梁的横板与上部钢板的第一凹槽底面通过螺栓连接，第二传力T字梁的横板与下部钢板的第二凹槽底面通过螺栓连接，第一传力T字梁的竖板底面及第二传力T字梁的竖板底面均与工字钢的上下表面相接触。该种结构的传力单元将工字钢与铰支座稳固地连为一体，使加载单元施加的压力能够均匀传输至钢筋混凝土梁试件上。
在本发明一个较佳实施例中，第二架体包括上固定支座、下固定支座、第三连接钢管，上固定支座与下固定支座通过四根第三连接钢管连接，上固定支座与第三连接钢管的上端通过螺栓连接，使上固定支座能够根据钢筋混凝土梁的尺寸大小调整其高度，以实现稳定固定钢筋混凝土梁试件，第三连接钢管的下端固定在下固定支座上。
进一步的，上固定钢板、上固定支座、下固定支座均呈T字型。
在本发明一个较佳实施例中，加载单元为液压千斤顶，液压千斤顶的活塞杆与工字钢的一端相接触。
在本发明一个较佳实施例中，位移采集单元为位移计，安装在加载单元的侧面，用于测量与采集加载单元向上移动的距离。
本发明的有益效果是：本发明架构简单、合理，设计巧妙，通过扭转支座与固定支座将钢筋混凝土梁试件固定，同时利用工字钢将加载单元的力传导至扭转支座，实现钢筋混凝土梁试件反复扭转的试验要求，准确测量出钢筋混凝土梁的抗扭能力。
附图说明
图1是本发明钢筋混凝土梁抗扭试验装置一较佳实施例的立体结构示意图；
图2是所述扭转支座的立体结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1、钢筋混凝土梁试件，2、扭转支座，20、第一架体，200、上固定钢板，201、下固定钢板，202、底座，203、第一连接钢管，21、铰支座，210、上部铰支座，2101、上部钢板，2102、上部弧形板，211、下部铰支座，2111、下部钢板，2112、下部弧形板，212、第二连接钢管，22、传力单元，220、第一传力T字梁，221、第二传力T字梁，23、工字钢，3、固定支座，30、第二架体，301、上固定支座，302、下固定支座，303、第三连接钢管，31、固定钢块，4、加载单元，5、位移采集单元，6、螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种钢筋混凝土梁抗扭试验装置，包括扭转支座2、固定支座3、安装有位移采集单元4的加载单元5。扭转支座2包括第一架体20、放置在第一架体20内的铰支座21、传力单元22、工字钢23，传力单元22与铰支座21连接、并上下对称地固定工字钢23的一端；固定支座3包括第二架体30、固定钢块31，固定钢块31上下对称地活动放置在第二架体30内；加载单元4固定在扭转支座2的第一架体20的延长部上、位于工字钢23另一端的下部。钢筋混凝土梁试件1的一端放置在铰支座21的中部、另一端固定在固定支座3的固定钢块31之间。
结合图2，所述扭转支座2用于实现钢筋混凝土梁1的自由、反复扭转，第一架体20为扭转支座2的固定及承载支架，铰支座21为钢筋混凝土梁1的扭转支座，工字钢23将加载单元4的力通过传力单元22传导至铰支座21上固定的钢筋混凝土梁1。下面具体描述扭转支座2的各结构，第一架体20包括上固定钢板200、下固定钢板201、底座202、第一连接钢管203，上固定钢板200呈T字型，上固定钢板200与底座202之间通过四根第一连接钢管203连接，上固定钢板200与第一连接钢管203的上端通过螺栓6连接，使上固定钢板200能够根据钢筋混凝土梁试件1的尺寸大小来自由调整其高度，下固定钢板201放置在底座202四根第一连接钢管203之间，用于放置铰支座21。底座202设有延长部，用于放置加载单元5，为简化结构及成本考虑，底座202分为左右两部分结构，下固定钢板201即架设在左右两个底座上。
铰支座21包括上部铰支座210、下部铰支座211、第二连接钢管212。上部铰支座210包括上部钢板2101、上部弧形板2102，上部弧形板2102放置在上部钢板2101的上面，下部铰支座211包括下部钢板2111、下部弧形板2112，下部弧形板2112位于下部钢板2111的下部、放置在下固定钢板201上，上部钢板2101与下部钢板2111的一侧由两根第二连接钢管212通过螺栓6连接，同样上部铰支座210能够根据钢筋混凝土梁1的尺寸大小自由调整其高度。上部钢板2101的另一侧底面开有第一凹槽，下部钢板的另一侧上面也开有第二凹槽。上部弧形板2102与下部弧形板2112弧形段的弧心相重合，实现铰支座21及钢筋混凝土梁1的自由、反复扭转。
传力单元22包括第一传力T字梁220、第二传力T字梁221，第一传力T字梁220的横板与上部钢板2101的第一凹槽底面通过螺栓6连接，第二传力T字梁221的横板与下部钢板2111的第二凹槽底面通过螺栓6连接，第一传力T字梁220的竖板底面及第二传力T字梁221的竖板底面均与工字钢23的上下表面相接触。该种结构的传力单元22将工字钢23与铰支座21稳固地连为一体，使加载单元4施加的压力能够均匀传输至钢筋混凝土梁试件1上。
加载单元4为液压千斤顶，液压千斤顶的活塞杆与工字钢23的一端相接触。位移采集单元5为位移计，安装在液压千斤顶的侧面，用于测量与采集千斤顶向上移动的距离。
所述固定支座3用于固定钢筋混凝土梁1的另一端，第二架体30包括上固定支座301、下固定支座302、第三连接钢管303，上固定支座301与下固定支座302通过四根第三连接钢管303连接，上固定支座301与第三连接钢管303的上端通过螺栓6连接，使上固定支座301能够根据钢筋混凝土梁1的尺寸大小调整其高度，以实现稳定固定钢筋混凝土梁试件1，第三连接钢管303的下端固定在下固定支座302上。上固定支座301与下固定支座302均呈T字型，固定钢块31与上固定支座301的底面、下固定支座302的顶面相接触。
下面具体描述所述钢筋混凝土梁抗扭试验装置的试验方法。
首先，选取无明显裂纹和缺陷的钢筋混凝土梁试件1，将钢筋混凝土梁试件1利用吊车平稳吊装至扭转支座2的下部铰支座211及固定支座3的下固定支座302上。
然后，将上部铰支座210放置在钢筋混凝土梁试件1上，利用第二连接钢管212将上部铰支座210与下部铰支座211连接起来，同时利用螺栓6将传力单元22与铰支座21连为一体，由于上部铰支座210、下部铰支座211的弧心与钢筋混凝土梁试件1完全重合，因此可以实现钢筋混凝土梁试件1的自由扭转。
最后，将上固定钢板200通过第一连接钢管203与底座202相连接，以此固定铰支座21和钢筋混凝土梁试件1，同时，将上固定支座301通过第三连接钢管303与下固定支座302相互连接，完成钢筋混凝土梁试件1的固定过程。
试验开始后，由终端电脑控制液压千斤顶向上移动，利用液压千斤顶侧面的位移计测量液压千斤顶向上移动的距离，并将数据实时传送至终端电脑。液压千斤顶向上移动顶起工字钢23的一端，工字钢23的另一端通过传力单元22带动铰支座21旋转，相当于给土梁一个扭矩，以此可以实现铰支座21及钢筋混凝土梁试件1扭转的试验要求。整个试验过程中，观察钢筋混凝土梁试件1从开始加载到破坏的过程，通过计算出钢筋混凝土梁试件1的临界扭矩及扭转角度，分析出不同土梁的抗扭能力。其中，临界扭矩N＝F*L，F为混凝土梁破坏时液压千斤顶的压力，L为液压千斤顶的中心位置与混凝土梁试件的中心位置之间的距离；扭转角度为工字钢移动的弧长与L之间的比值，工字钢23移动的弧长通过位移计在终端电脑上显示的位移数据来计算。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种钢筋混凝土梁抗扭试验装置，其特征在于，包括扭转支座、固定支座、安装有位移采集单元的加载单元；
扭转支座包括第一架体、放置在第一架体内的铰支座、传力单元、工字钢，传力单元与铰支座连接、并上下对称地固定工字钢的一端；
固定支座包括第二架体、固定钢块，固定钢块上下对称地活动放置在第二架体内；
加载单元固定在扭转支座的第一架体的延长部上、位于工字钢另一端的下部；
钢筋混凝土梁试件的一端放置在铰支座的中部、另一端固定在固定支座的固定钢块之间。
2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土梁抗扭试验装置，其特征在于，第一架体包括上固定钢板、下固定钢板、底座、第一连接钢管，上固定钢板与底座之间通过四根第一连接钢管连接，上固定钢板与第一连接钢管的上端通过螺栓连接，下固定钢板放置在底座四根第一连接钢管之间，底座设有延长部。
3.根据权利要求1所述的钢筋混凝土梁抗扭试验装置，其特征在于，铰支座包括上部铰支座、下部铰支座、第二连接钢管，上部铰支座包括上部钢板、上部弧形板，上部弧形板放置在上部钢板的上面，下部铰支座包括下部钢板、下部弧形板，下部弧形板位于下部钢板的下部、放置在下固定钢板上，上部钢板与下部钢板的一侧由两根第二连接钢管通过螺栓连接，上部钢板的另一侧底面开有第一凹槽，下部钢板的另一侧上面也开有第二凹槽。
4.根据权利要求3所述的钢筋混凝土梁抗扭试验装置，其特征在于，上部弧形板与下部弧形板弧形段的弧心相重合。
5.根据权利要求3所述的钢筋混凝土梁抗扭试验装置，其特征在于，传力单元包括第一传力T字梁、第二传力T字梁，第一传力T字梁的横板与上部钢板的第一凹槽底面通过螺栓连接，第二传力T字梁的横板与下部钢板的第二凹槽底面通过螺栓连接，第一传力T字梁的竖板底面及第二传力T字梁的竖板底面均与工字钢的上下表面相接触。
6.根据权利要求1所述的钢筋混凝土梁抗扭试验装置，其特征在于，第二架体包括上固定支座、下固定支座、第三连接钢管，上固定支座与下固定支座通过四根第三连接钢管连接，上固定支座与第三连接钢管的上端通过螺栓连接，第三连接钢管的下端固定在下固定支座上。
7.根据权利要求2或6所述的钢筋混凝土梁抗扭试验装置，其特征在于，上固定钢板、上固定支座、下固定支座均呈T字型。
8.根据权利要求1所述的钢筋混凝土梁抗扭试验装置，其特征在于，加载单元为液压千斤顶，液压千斤顶的活塞杆与工字钢的一端相接触。
9.根据权利要求1所述的钢筋混凝土梁抗扭试验装置，其特征在于，位移采集单元为位移计，安装在加载单元的侧面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170829 |
|
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