CN107884292A - 一种防屈曲支撑构件的余能及余命预测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防屈曲支撑构件的余能及余命预测方法及装置，试验装置包括工字钢支撑架以及安装在支撑架上的自平衡伪静力系统和余能测试系统，所述自平衡伪静力系统包括上千斤顶、下千斤顶、压力传感器、上结构反力梁、下结构反力梁、碳纤维支撑棒、双支撑反力梁支撑构件、支撑构件连接件、千斤顶垫板与支撑构件垫板，上千斤顶下端通过千斤顶垫板与双支撑反力梁支撑构件的上顶面相连，上方安装有上结构反力梁，下千斤顶通过千斤顶垫板安装在下结构反力梁的上端，且位于双支撑反力梁支撑构件的下方；上千斤顶与下千斤顶的上顶面上均安装有压力传感器。本发明使得防屈曲支撑构件在经过部分耗能后，构件余能得以测试，剩余寿命情况更为明确。

Description

一种防屈曲支撑构件的余能及余命预测方法及装置

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种防屈曲支撑构件的余能及余命预测方 法及装置。

背景技术

目前基于防屈曲支撑的研究目前大部分以研究防屈曲支撑构件及结构的 力学特性为主。主要的研究目标有两个，包含：一是通过对防屈曲支撑构件进 行屈曲和极限承载力分析，确定支撑构件的组成；二是通过对防屈曲支撑钢框 架进行静力和动力分析，确定防屈曲支撑钢框架的设计原则和方法。对于基于 电阻率变化的防屈曲支撑余能测试及余命预测的方法，国内外尚没有研究。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种防屈曲支撑构件的余能及余命预测方 法及装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种防屈曲支撑构件的余能及余命预测装置，包括工字钢支撑架以及安装 在支撑架上的自平衡伪静力系统和余能测试系统，所述自平衡伪静力系统包括 上千斤顶、下千斤顶、压力传感器、上结构反力梁、下结构反力梁、碳纤维支 撑棒、双支撑反力梁支撑构件、支撑构件连接件、千斤顶垫板与支撑构件垫板， 所述上千斤顶下端通过千斤顶垫板与所述双支撑反力梁支撑构件的上顶面相 连，上方安装有上结构反力梁，所述下千斤顶通过千斤顶垫板安装在所述下结 构反力梁的上端，且位于所述双支撑反力梁支撑构件的下方；所述上千斤顶与 下千斤顶的上顶面上均安装有压力传感器；所述上结构反力梁、下结构反力梁之间通过碳纤维支撑棒相连，所述下结构反力梁下端通过支撑构件连接件连接 有防屈曲支撑构件，所述支撑构件垫板通过支撑杆安装在工字钢支撑架上方， 且位于所述防屈曲支撑构件正下方；所述余能测试系统，包括电流传感器、电 阻传感器、电流及电阻率测试用万能表以及智能终端，用于进行电流及电阻率 的测试及采集。

优选地，所述碳纤维支撑棒的上下两端分别穿过所述上结构反力梁、下结 构反力梁连接有螺栓。

优选地，所述自平衡伪静力系统内的所有构件均进行防电流处理，用于进 行防屈曲支撑构件的耗能测试。

优选地，所述工字钢支撑架上焊接有加强肋。

优选地，所述支撑杆下端焊接有加强肋。

本发明还提供了一种基于上述预测装置的防屈曲支撑构件的余能及余命 预测方法，包括如下步骤：

S1、将电阻率测试元件与防屈曲支撑构件按特定尺寸环绕连接后，将电阻 率测试元件通过线路与万能表连接，并将万能表与智能终端连接；

S2、启动上千斤顶进行拉伸试验，下千斤顶进行抗压试验，交叉进行拉伸 及抗压试验，通过智能终端生成滞回曲线及屈服曲线；同时在进行防屈曲支撑 构件进行屈曲和极限承载力试验的过程中，同步进行防屈曲支撑构件电阻率的 测试，记录全过程变化曲线；

S3、试验结束后，先进行滞回曲线分析，若合适，则进行电阻率试验曲线 与屈服曲线的对应，对应后，进行二次验证试验，即为余能试验及余寿分析试 验。

本发明具有以下有益效果：

使得防屈曲支撑构件在经过部分耗能后，构件余能得以测试，剩余寿命情 况更为明确，解决了防屈曲支撑构件在经过低于其设计设防烈度下的耗能无法 测试的情况，从而使得防屈曲支撑构件在经过不同等级的地震后或其他低于其 能耗设计的情况下，其剩余能量可以测试，剩余寿命可以得到预测，这样使构 件的使用寿命更为明确，节约了成本。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1中A-A的平面图。

图3为图1中B的平面图。

图4为图1中C的平面图。

图5为图1中支撑构件垫板的平面图。

图6为图1中D的平面图.

图7为图1中E的平面图。

图8为图7中下结构反力梁的平面图。

图9为图1中防屈曲支撑构件示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行 进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。

如图1-图8所示，本发明实施例提供了一种防屈曲支撑构件的余能测试 研究试验装置，包括工字钢支撑架1以及安装在支撑架1上的自平衡伪静力系 统和余能测试系统，所述自平衡伪静力系统包括上千斤顶2、下千斤顶3、压 力传感器4、上结构反力梁5、下结构反力梁6、碳纤维支撑棒7、双支撑反力 梁支撑构件8、支撑构件连接件9、千斤顶垫板10与支撑构件垫板11，所述 上千斤顶2下端通过千斤顶垫板19与所述双支撑反力梁支撑构件8的上顶面 相连，上方安装有上结构反力梁5，所述下千斤顶3通过千斤顶垫板10安装 在所述下结构反力梁6的上端，且位于所述双支撑反力梁支撑构件8的下方； 所述上千斤顶2与下千斤顶3的上顶面上均安装有压力传感器4；所述上结构 反力梁5、下结构反力梁6之间通过碳纤维支撑棒7相连，所述下结构反力梁 3下端通过支撑构件连接件9连接有防屈曲支撑构件12，所述支撑构件垫板 11通过支撑杆13安装在工字钢支撑架1上方，且位于所述防屈曲支撑构件12 正下方；所述余能测试系统，包括电流传感器、电阻传感器和电流、电阻率测 试用万能表以及智能终端，用于进行电流及电阻率的测试及采集。

所述碳纤维支撑棒的上下两端分别穿过所述上结构反力梁、下结构反力梁 连接有螺栓14，所述自平衡伪静力系统内的所有构件均进行防电流处理，用 于进行防屈曲支撑构件的耗能测试，所述工字钢支撑架上焊接有加强肋，所述 支撑杆下端焊接有加强肋。

本具体实施的装置分两部分：一部分为防屈曲支撑构件进行屈曲和极限承 载力试验。上千斤顶进行拉伸试验，下千斤顶进行抗压试验，交叉进行拉伸及 抗压试验，描述滞回曲线，及屈服曲线。一部分，在进行防屈曲支撑构件进行 屈曲和极限承载力试验的过程中，同步进行防屈曲支撑构件电阻率的测试，记 录全过程变化曲线。具体的，包括如下步骤：

S1、将电阻率测试元件与防屈曲支撑构件按特定尺寸环绕连接后，将电阻 率测试元件通过线路与万能表连接，并将万能表与智能终端连接；

S2、启动上千斤顶进行拉伸试验，下千斤顶进行抗压试验，交叉进行拉伸 及抗压试验，通过智能终端生成滞回曲线及屈服曲线；同时在进行防屈曲支撑 构件进行屈曲和极限承载力试验的过程中，同步进行防屈曲支撑构件电阻率的 测试，记录全过程变化曲线；

S3、试验结束后，先进行滞回曲线分析，若合适，则进行电阻率试验曲线 与屈服曲线的对应，对应后，进行二次验证试验，即为余能试验及余寿分析试 验。

此试验过程明确了试验所涉及的此种类型的防屈曲支撑构件的耗能曲线 及余能曲线图，故在应用本试验中的防屈曲支撑构件时，若建筑物遭遇低于设 计的地震烈度时，如设计使用本防屈曲支撑构件后建筑物的抗震等级由7度升 为8度，但此次发生的地震仅为6度，那么防屈曲支撑构件是否可以继续使用 或若继续使用还剩余多少能量。通过本发明提供的方法，仅在现场对防屈曲支 撑构件进行电阻率的测试，将测试曲线对应构件的屈服曲线，就可以得出本构 件的剩余能量及剩余寿命。

本发明提供的方法，改变了防屈曲支撑构件在遇到低于设计的地震烈度 时，无法判断其剩余能量及剩余寿命的缺点，节约了成本，减轻了工作量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种防屈曲支撑构件的余能及余命预测装置，包括工字钢支撑架以及安装在支撑架上的自平衡伪静力系统和余能测试系统，其特征在于，所述自平衡伪静力系统包括上千斤顶、下千斤顶、压力传感器、上结构反力梁、下结构反力梁、碳纤维支撑棒、双支撑反力梁支撑构件、支撑构件连接件、千斤顶垫板与支撑构件垫板，所述上千斤顶下端通过千斤顶垫板与所述双支撑反力梁支撑构件的上顶面相连，上方安装有上结构反力梁，所述下千斤顶通过千斤顶垫板安装在所述下结构反力梁的上端，且位于所述双支撑反力梁支撑构件的下方；所述上千斤顶与下千斤顶的上顶面上均安装有压力传感器；所述上结构反力梁、下结构反力梁之间通过碳纤维支撑棒相连，所述下结构反力梁下端通过支撑构件连接件连接有防屈曲支撑构件，所述支撑构件垫板通过支撑杆安装在工字钢支撑架上方，且位于所述防屈曲支撑构件正下方；所述余能测试系统，包括电流传感器、电阻传感器、电流及电阻率测试用万能表以及智能终端，用于进行电流及电阻率的测试及采集。

2.如权利要求1所述的一种防屈曲支撑构件的余能及余命预测装置，其特征在于，所述碳纤维支撑棒的上下两端分别穿过所述上结构反力梁、下结构反力梁连接有螺栓。

3.如权利要求1所述的一种防屈曲支撑构件的余能及余命预测装置，其特征在于，所述自平衡伪静力系统内的所有构件均进行防电流处理，用于进行防屈曲支撑构件的耗能测试。

4.如权利要求1所述的一种防屈曲支撑构件的余能及余命预测装置，其特征在于，所述工字钢支撑架上焊接有加强肋。

5.如权利要求1所述的一种防屈曲支撑构件的余能及余命预测装置，其特征在于，所述支撑杆下端焊接有加强肋。

6.一种防屈曲支撑构件的余能及余命预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将电阻率测试元件与防屈曲支撑构件按特定尺寸环绕连接后，将电阻率测试元件通过线路与万能表连接，并将万能表与智能终端连接；

S2、启动上千斤顶进行拉伸试验，下千斤顶进行抗压试验，交叉进行拉伸及抗压试验，通过智能终端生成滞回曲线及屈服曲线；同时在进行防屈曲支撑构件进行屈曲和极限承载力试验的过程中，同步进行防屈曲支撑构件电阻率的测试，记录全过程变化曲线；

S3、试验结束后，先进行滞回曲线分析，若合适，则进行电阻率试验曲线与屈服曲线的对应，对应后，进行二次验证试验，即为余能试验及余寿分析试验。