CN108051162A - 混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置及组合梁固定架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混凝土‑钢桁架组合梁受扭试验装置及组合梁固定架，组合梁固定架包括钢桁架固定支架和混凝土板固定支架，钢桁架固定支架包括用于左固定板和右固定板，左、右固定板通过第一螺栓锁紧件固定连接；混凝土板固定支架包括用于在上下方向上对拼在一起的第一固定支架和第二固定支架，第一固定支架的底部设置有上弦避让槽，第一固定支架和第二固定支架通过第二螺栓锁紧件固定连接，第一固定支架、第二固定支架上分别设置有用于对混凝土板的两侧板面夹持固定的第一夹持面和第二夹持面。本发明提供了一种可以对钢桁架横截面为三角形的混凝土‑钢桁架组合梁进行受扭试验的混凝土‑钢桁架组合梁受扭试验装置。

Description

混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置及组合梁固定架
技术领域
本发明涉及建筑工程试验装置中的混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置及组合梁固定架。
背景技术
为了使梁体兼具钢结构和混凝土的优点，混凝土-钢桁架组合梁应运而生，混凝土-钢桁架组合梁是利用剪力连接件将钢桁架和混凝土板连接形成整体受力构件，相比单独的钢桁架和混凝土梁而言能充分利用各自的材料性能。混凝土-钢桁架组合梁的受扭性能是组合梁的一个重要性能指标，需要借助相应的受扭试验装置来对组合梁进行受扭试验。现有的受扭试验装置仅能对横截面形状规则的组合梁进行试验，对于一些特殊截面形状的组合梁无法进行有效试验。
比如说现有的一种混凝土-钢桁架组合梁中的钢桁架包括呈倒三角形分布的三个弦杆，其中位置靠下的杆件称为下弦，位置靠上的两个杆件称为上弦，下弦与两个上弦之间及两个上弦之间均设有斜腹杆，混凝土板通过剪力连接件和两个上弦连接形成组合梁。此种形式的组合梁的横截面并非是规则形状，目前的组合梁受扭试验装置无法对其进行有效的受扭试验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以对钢桁架部分为三角形的混凝土-钢桁架组合梁进行受扭试验的混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置；本发明的目的还在于提供一种该混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置中使用的组合梁固定架。
为解决上述技术问题，本发明中混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置的技术方案如下：
混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置，包括组合梁固定架，组合梁固定架包括上下布置的钢桁架固定支架和混凝土板固定支架，钢桁架固定支架包括用于在左右方向上对拼在一起的左固定板和右固定板，左、右固定板通过第一螺栓锁紧件固定连接，左固定板和右固定板上设置有用于对相应钢桁架的下弦夹持固定的下弦夹持固定结构；混凝土板固定支架包括用于在上下方向上对拼在一起的第一固定支架和第二固定支架，第一固定支架的底部设置有上弦避让槽，第一固定支架和第二固定支架通过第二螺栓锁紧件固定连接，第一固定支架、第二固定支架上分别设置有用于对混凝土板的上下两侧板面夹持固定的第一夹持面和第二夹持面，第一固定支架的顶部通过第三螺栓锁紧件固定于左固定板和右固定板的底部，第二固定支架的底部中点设置有沿组合梁纵向延伸的弧形槽，混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置还包括轴线沿前后方向延伸的用于与所述弧形槽转动支撑配合的支撑轴，第一固定支架或第二固定支架的至少一端设置有承力结构，混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置还包括对承力结构施加拉力或推力的施力机构。
下弦夹持固定结构包括通过下弦左侧紧固螺栓设置于左固定板上的左弧形垫板和通过下弦右侧紧固螺栓设置于右固定板上的右弧形垫板。
第一螺栓锁紧件包括横跨左固定板、右固定板顶部的水平连接板及连接于水平连接板与对应固定板之间的第一螺栓；第一螺栓锁紧件还包括横跨左固定板、右固定板侧部的侧连接板及连接于侧连接板与对应固定板之间的第二螺栓。
第一固定支架包括左固定支架部分和左端用于由右至左穿设于相应钢桁架中的右固定支架部分，左固定支架部分通过第三螺栓固定于右固定支架部分的左端，第一夹持面和上弦避让槽设置于所述右固定支架部分上，第三螺栓锁紧件连接于右固定支架部分与左固定板和右固定板之间。
第二螺栓锁紧件连接于第二固定支架的两端与左固定支架部分和右固定支架部分之间。
第二固定支架的左端铰接于所述左固定支架部分上，第二螺栓锁紧件连接于第二固定支架的右端与右固定支架部分之间。
左固定板、右固定板的上端铰接，第一螺栓锁紧件包括横跨左固定板、右固定板侧部的侧连接板及连接于侧连接板与对应固定板之间的第二螺栓。
所述承力结构设置于右固定支架部分的右端顶部，所述施力机构为向所述承力结构施加推力的液压千斤顶。
本发明中组合梁固定架的技术方案为：
组合梁固定架，组合梁固定架包括上下布置的钢桁架固定支架和混凝土板固定支架，钢桁架固定支架包括用于在左右方向上对拼在一起的左固定板和右固定板，左、右固定板通过第一螺栓锁紧件固定连接，左固定板和右固定板上设置有用于对相应钢桁架的下弦夹持固定的下弦夹持固定结构；混凝土板固定支架包括用于在上下方向上对拼在一起的第一固定支架和第二固定支架，第一固定支架的底部设置有上弦避让槽，第一固定支架和第二固定支架通过第二螺栓锁紧件固定连接，第一固定支架、第二固定支架上分别设置有用于对混凝土板的两侧板面夹持固定的第一夹持面和第二夹持面，第一固定支架的顶部通过第三螺栓锁紧件固定于左固定板和右固定板的底部，第二固定支架的底部设置有轴线沿前后方向延伸的弧形槽。
第一固定支架包括左固定支架部分和左端用于由右至左穿设于相应钢桁架中的右固定支架部分，左固定支架部分通过第三螺栓固定于右固定支架部分的左端，第一夹持面和上弦避让槽设置于所述右固定支架部分上，第三螺栓锁紧件连接于右固定支架部分与左固定板和右固定板之间。
本发明的有益效果为：本发明中将三角形的钢桁架组合梁倒置过来进行试验，因为此类组合梁扭心一般位于混凝土板内，倒置加载可使试验转动中心和组合梁实际扭心更为接近，同时可以降低试验重心，提高试验过程中的稳定性，在试验时，左固定板、右固定板分别从左右方向伸入到横截面为三角形的钢桁架中，左固定板、右固定板在左右方向拼装在一起，并通过第一螺栓锁紧件固定，左、右固定板上的下弦夹持固定结构可以对钢桁架的下弦固定；第一固定支架沿左右方向穿过钢桁架并位于混凝土板的上侧，第二固定支架位于混凝土板的下侧，第一固定支架、第二固定支架通过第二螺栓锁紧件锁紧固定的同时，第一夹持面、第二夹持面也完成对混凝土板的夹持固定；钢桁架固定支架和混凝土板固定支架通过第三螺栓锁紧件锁紧固定，这样就完成了对不规则横截面的组合梁的固定，弧形槽支撑于支撑轴上，通过施力机构对组合梁固定架产生竖向力，组合梁固定架带着组合梁绕支撑轴扭转，从而对组合梁进行受扭试验。
附图说明
图1是本发明中混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置的实施例1的使用状态图；
图2是图1中钢桁架固定支架的分解图；
图3是图1中混凝土板固定支架的分解图；
图4是图1中左、右固定板与右固定支架部分的配合示意图；
图5是本发明中混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置的实施例2中的钢桁架固定支架的结构示意图；
图6是本发明中混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置的实施例2中的混凝土板固定支架的结构示意图；
图7是本发明中混凝土-钢桁架组合梁的结构示意图；
图8是图7的A-A向剖视图。
具体实施方式
本发明的受扭试验对象，混凝土-钢桁架组合梁的结构如图7-8所示，其包括钢桁架和混凝土板3，钢桁架包括呈倒三角形布置的三根轴线沿前后方向延伸的弦杆，其中位置靠上的两根弦杆的高度一致，称为上弦4，位置靠下的弦杆称为下弦5，混凝土板利用剪力连接件连接在上弦上，在下弦与各上弦之间分别设置有斜腹杆25。两上弦之间设置有横向支撑26。
混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置的实施例1如图1~4所示：包括组合梁固定架和施力机构，组合梁固定架包括上下布置的钢桁架固定支架1和混凝土板固定支架2，钢桁架固定支架包括用于在左右方向上对拼在一起的左固定板17和右固定板18，左、右固定板可以穿过相邻斜腹杆间的间隙，左、右固定板通过第一螺栓锁紧件固定连接，第一螺栓锁紧件包括横跨左固定板、右固定板顶部的水平连接板19及连接于水平连接板与对应固定板之间的第一螺栓；第一螺栓锁紧件还包括横跨左固定板、右固定板侧部的侧连接板22及连接于侧连接板与对应固定板之间的第二螺栓。左固定板和右固定板上设左右用于对下弦夹持固定的下弦夹持固定结构，本实施例中下弦夹持固定结构包括通过下弦左侧紧固螺栓9设置于左固定板上的左弧形垫板20和通过下弦右侧紧固螺栓设置于右固定板上的右弧形垫板21。
混凝土固定支架包括用于在上下方向上对拼在一起的第一固定支架2和第二固定支架13，第一固定支架位于混凝土板的上侧，第二固定支架位于混凝土板的下侧，第二固定支架为一块沿左右方向延伸的连接板，第一固定支架包括左固定支架部分12和左端用于由右至左穿设于相应钢桁架中的右固定支架部分14，右固定支架部分为一个整体焊接件，左固定支架部分通过第三螺栓24固定于右固定支架部分的左端，右固定支架部分的左端的厚度要小于右固定支架部分的右端的厚度，右固定支架部分的左端底部与下第二固定支架之间用于容纳混凝土板，右固定支架部分的左端底部设置有上弦避让槽23，同时右固定支架部分的左端底面构成第一夹持面27，第二固定支架13上设置有与第一夹持面相对设置的第二夹持面28，当第二固定支架的两端通过第二螺栓锁紧件11分别固定于左固定支架部分和右固定支架部分上时，混凝土板3被夹持固定于第一夹持面27和第二夹持面28之间，本实施例中第二螺栓锁紧件包括多个间隔布置的轴线沿上下方向延伸的锁紧螺栓。右固定支架部分的顶部通过第三螺栓锁紧件10固定于左固定板和右固定板的底部，本实施例中第三螺栓锁紧件包括多个沿左右方向间隔布置的锁紧螺栓。
第二固定支架的底部设置轴线沿前后方向延伸的弧形槽15，混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置还包括轴线沿前后方向延伸的用于与弧形槽转动支撑配合的支撑轴16，支撑轴为固定轴，其固定于支座上。右固定支架部分的顶部设置有承力结构，施力机构为向承力结构施加推力的液压千斤顶8，为避免组合梁扭转变形时对液压千斤顶的活塞杆产生过大水平力，并保证施加荷载为竖向力，在液压千斤顶的活塞杆与右固定支架部分之间设置有球铰6，同时在球铰与右固定支架部分之间垫有橡胶垫7。
本发明中的整个组合梁固定架成体呈倒T形，相当于把混凝土-钢桁架组合梁倒置过来进行试验，重心较低，易于设置，稳定性较高，重要的是使组合梁扭心和试验转动中心贴近，实际试验时，在待试验的混凝土-钢桁架组合梁的两端均设置本发明中的组合梁固定架，其中一端的组合梁固定架配套液压千斤顶使用，另一端的组合梁固定架不配套千斤顶，该端的混凝土-钢桁架组合梁称为固定端。组合梁固定架具体装配时，左、右固定板可以沿左右方向穿过相邻斜腹杆间的间隙，最终拼在一起，通过下弦夹持固定结构对下弦夹持固定；右固定支架部分由右至左的穿过斜腹杆间的间隙，然后将左固定支架部分固定于右固定支架部分的左端，将第二固定支架固定于第一固定支架的底部，第一夹持面、第二夹持面完成对混凝土板的夹持固定。钢桁架固定支架和混凝土板固定支架固定在一起后就可以对混凝土-钢桁架组合梁进行受扭试验，本发明中通过将组合梁固定架分成多个模块，从而能够适应这种横截面不规则的组合梁试验，设计较为巧妙；施力机构由右固定支架部分的右端顶部施力，左固定支架部分、右固定支架部分之间的锁紧螺栓承力过大而损坏，同时也可以避免与第一固定支架、第二固定支架之间的锁紧螺栓干涉。
在本发明的其它实施例中：施力机构还可以是气压缸或电动推杆等；左弧形垫板、右弧形垫板也可以分别固定于对应固定板上，此时需要较高的配合精度，当左固定板、右固定板锁紧固定后，左弧形垫板、右弧形垫板对下弦夹持固定。
混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置的实施例2如图5~6所示：实施例2与实施例1不同的是，钢桁架固定支架的左固定板17、右固定板18的上端铰接在一起，第一螺栓锁紧件仅包括横跨左固定板、右固定板侧部的侧连接板22及连接于侧连接板与对应固定板之间的螺栓；第二固定支架13的左端与左固定支架部分12铰接相连，第二固定支架13的右端通过第二螺栓锁紧件与右固定支架部分14相连。采用上述结构可以减小试验装置的分散零件数量，避免零件过多而容易丢失的问题，同时还可以简化装配过程，提高试验效率。图中项5表示下弦；项4表示上弦，项3表示混凝土板；项23表示用于避让上弦的上弦避让槽。
组合梁固定架的实施例如图1~8所示：组合梁固定架的具体结构与上述各混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置实施例中所述的组合梁固定架相同，在此不再详述。

Claims (10)

1.混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置， 其特征在于：包括组合梁固定架，组合梁固定架包括上下布置的钢桁架固定支架和混凝土板固定支架，钢桁架固定支架包括用于在左右方向上对拼在一起的左固定板和右固定板，左、右固定板通过第一螺栓锁紧件固定连接，左固定板和右固定板上设置有用于对相应钢桁架的下弦夹持固定的下弦夹持固定结构；混凝土板固定支架包括用于在上下方向上对拼在一起的第一固定支架和第二固定支架，第一固定支架的底部设置有上弦避让槽，第一固定支架和第二固定支架通过第二螺栓锁紧件固定连接，第一固定支架、第二固定支架上分别设置有用于对混凝土板的上下两侧板面夹持固定的第一夹持面和第二夹持面，第一固定支架的顶部通过第三螺栓锁紧件固定于左固定板和右固定板的底部，第二固定支架的底部中点设置有沿组合梁纵向延伸的弧形槽，混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置还包括轴线沿前后方向延伸的用于与所述弧形槽转动支撑配合的支撑轴，第一固定支架或第二固定支架的至少一端设置有承力结构，混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置还包括对承力结构施加拉力或推力的施力机构。
2.根据权利要求1所述的混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置，其特征在于：下弦夹持固定结构包括通过下弦左侧紧固螺栓设置于左固定板上的左弧形垫板和通过下弦右侧紧固螺栓设置于右固定板上的右弧形垫板。
3.根据权利要求1所述的混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置，其特征在于：第一螺栓锁紧件包括横跨左固定板、右固定板顶部的水平连接板及连接于水平连接板与对应固定板之间的第一螺栓；第一螺栓锁紧件还包括横跨左固定板、右固定板侧部的侧连接板及连接于侧连接板与对应固定板之间的第二螺栓。
4.根据权利要求1所述的混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置，其特征在于：第一固定支架包括左固定支架部分和左端用于由右至左穿设于相应钢桁架中的右固定支架部分，左固定支架部分通过第三螺栓固定于右固定支架部分的左端，第一夹持面和上弦避让槽设置于所述右固定支架部分上，第三螺栓锁紧件连接于右固定支架部分与左固定板和右固定板之间。
5.根据权利要求4所述的混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置，其特征在于：第二螺栓锁紧件连接于第二固定支架的两端与左固定支架部分和右固定支架部分之间。
6.根据权利要求4所述的混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置，其特征在于：第二固定支架的左端铰接于所述左固定支架部分上，第二螺栓锁紧件连接于第二固定支架的右端与右固定支架部分之间。
7.根据权利要求1所述的混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置，其特征在于：左固定板、右固定板的上端铰接，第一螺栓锁紧件包括横跨左固定板、右固定板侧部的侧连接板及连接于侧连接板与对应固定板之间的第二螺栓。
8.根据权利要求4所述的混凝土-钢桁架组合梁受扭试验装置，其特征在于：所述承力结构设置于右固定支架部分的右端顶部，所述施力机构为向所述承力结构施加推力的液压千斤顶。
9.组合梁固定架，其特征在于：组合梁固定架包括上下布置的钢桁架固定支架和混凝土板固定支架，钢桁架固定支架包括用于在左右方向上对拼在一起的左固定板和右固定板，左、右固定板通过第一螺栓锁紧件固定连接，左固定板和右固定板上设置有用于对相应钢桁架的下弦夹持固定的下弦夹持固定结构；混凝土板固定支架包括用于在上下方向上对拼在一起的第一固定支架和第二固定支架，第一固定支架的底部设置有上弦避让槽，第一固定支架和第二固定支架通过第二螺栓锁紧件固定连接，第一固定支架、第二固定支架上分别设置有用于对混凝土板的两侧板面夹持固定的第一夹持面和第二夹持面，第一固定支架的顶部通过第三螺栓锁紧件固定于左固定板和右固定板的底部，第二固定支架的底部设置有轴线沿前后方向延伸的弧形槽。
10.根据权利要求9所述的组合梁固定架，其特征在于：第一固定支架包括左固定支架部分和左端用于由右至左穿设于相应钢桁架中的右固定支架部分，左固定支架部分通过第三螺栓固定于右固定支架部分的左端，第一夹持面和上弦避让槽设置于所述右固定支架部分上，第三螺栓锁紧件连接于右固定支架部分与左固定板和右固定板之间。
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