CN108398254A - 钢结构杆件、拉伸试验装置及拉伸试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢结构杆件、拉伸试验装置及拉伸试验方法，其中，一种钢结构杆件，包括杆件本体、固设于杆件本体两端的固定板以及垂直设于固定板外端面上的铰接板，铰接板上设置铰接孔，杆件本体为开口薄壁管件或闭口薄壁管件；本发明还包含钢结构杆件拉伸试验装置的技术方案以及钢结构杆件拉伸试验方法的技术方案。本发明一种钢结构杆件的有益效果是，在开口或闭口薄壁管件的两端设置固定板，固定板上设置带有铰接孔的铰接板，使得难以夹持的开口或闭口薄壁管件有了着力之处，便于进行钢结构杆件的拉伸试验。

Description

钢结构杆件、拉伸试验装置及拉伸试验方法

技术领域

本发明涉及市政工程道路交通设施领域，尤其涉及钢结构杆件、拉伸试验装置及拉伸试验方法。

背景技术

针对钢结构设计有时为了与施工安装相协调，结构构件（比如桁架弦杆）难免会出现一些截面的削弱和/或补强，此时构件的实际受力状况与结构设计中的简化模型有所差异。构件的截面形式发生了变化，其真实受力状态就需要进行试验研究或仿真模拟，而试验是最为直观的方式。

在实际试验中，对构件直接进行受拉试验对实验条件要求较高，拉试验机多用于钢材的材料试验（如钢筋、钢板带等），对于开口薄壁截面或闭口薄壁截面的构件，试验机往往难以夹持构件，另外，轴试验机的吨位不大，对开口薄壁截面或闭口薄壁截面的构件进行轴拉试验有困难，如何利用实验室中的压力机对开口薄壁截面或闭口薄壁截面的构件或者经过改造的开口薄壁截面或闭口薄壁截面的构件进行拉伸试验是一个新的方向，但是现有技术中缺乏合适的拉伸试验装置以及拉伸试验方法。

因此，如何对开口薄壁截面或闭口薄壁截面进行改造以及如何利用实验室压力机对改造后的开口薄壁截面或闭口薄壁截面的钢结构杆件进行拉伸试验是当下亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明旨在提供钢结构杆件、拉伸试验装置及拉伸试验方法，以解决现有技术中的问题。其中：

一种钢结构杆件，包括杆件本体、固设于杆件本体两端的固定板以及垂直设于固定板外端面上的铰接板，铰接板上设置铰接孔，杆件本体为开口薄壁管件或闭口薄壁管件。

优选的，杆件本体为开口薄壁管件，开口薄壁管件的开口一侧的中部设有缺口，且远离开口的另一侧的内壁上设置补强结构。

优选的，杆件本体的开口处以及杆件本体的外侧壁上设置连接杆件本体与相应端固定板的加劲肋。

本发明一种钢结构杆件的有益效果是，在开口或闭口薄壁管件的两端设置固定板，固定板上设置带有铰接孔的铰接板，使得难以夹持的开口或闭口薄壁管件有了着力之处，便于进行钢结构杆件的拉伸试验。

更进一步的，杆件本体的开口处以及杆件本体的外侧壁上设置连接杆件本体与相应端固定板的加劲肋，可以防止在拉伸试验过程中固定板与杆件本体的连接处先断裂而达不到试验目的。

一种钢结构杆件拉伸试验装置，包括外筒、用于插入外筒中的内筒以及两组持力梁，持力梁包括短梁以及设于短梁一侧的具有铰接孔连接板，外筒包括外筒筒体和设于外筒筒体一端的第一压板，与第一压板相邻的外筒筒体上设有横向穿过外筒筒体的第一穿孔，外筒筒体的另一端与第一穿孔竖向正对的位置设置第一凹槽，第一凹槽竖向深度小于第一穿孔的竖向长度，第一凹槽到第一穿孔的距离小于钢结构杆件的一侧铰接板的外缘到另一侧铰接板的铰接孔的距离，内筒包括内筒筒体和设于内筒筒体一端的第二压板，与第二压板相邻的内筒筒体上设有横向穿过内筒筒体的第二穿孔，内筒筒体的另一端与第二穿孔竖向正对的位置设置第二凹槽，第二凹槽竖向深度小于第二穿孔的竖向长度，第二凹槽到第二穿孔的距离小于钢结构杆件的一个铰接板的外缘到另一个铰接板的铰接孔的距离，短梁的长度长于外筒内壁的宽度。

优选的，位于第一凹槽一侧的外筒外壁上设置外筒加强钢板，外筒加强钢板的顶部与第一凹槽的槽底平齐。

优选的，位于第二凹槽一侧的内筒内壁上设置内筒加强钢板，内筒加强钢板的顶部与第二凹槽的槽底平齐。

优选的，外筒筒壁以及内筒筒壁上正对的位置均设置观察孔。

本发明一种钢结构杆件拉伸试验装置的有益效果是，对于经过处理的杆件本体即上述钢结构杆件，可采用本实验装置在实验室内的压力机进行拉伸试验，具体的：先将持力梁放入内筒中，将钢结构杆件插入内筒中，在铰接板上的铰接孔与连接板上的铰接孔正对时插入销轴；然后将内筒倒置，使得第二压板位于上方，然后将内筒插入外筒中，且第一凹槽和第二凹槽在竖直方向正对，上方的短梁搭接在第一凹槽处将另一个持力梁从第一穿孔插入且该持力梁的连接板上的铰接孔与另一铰接板的铰接孔正对，插入销轴，然后继续下降内筒直至内筒的第二凹槽卡在下方持力梁的短梁上；接着在钢结构杆件上设置传感器，在压力机上对第一压板和第二压板进行挤压，同时对钢结构杆件进行观察以及数据采集。在挤压的过程中，第一卡槽卡住上方短梁向上施力，第二卡槽卡住下方的短梁向下施力，非常巧妙。

更进一步的，在第一凹槽一侧的外筒外壁上设置外筒加强钢板，在第二凹槽一侧的内筒内壁上设置内筒加强钢板，目的是加强相应凹槽的结构，防止凹槽被挤压变形或撕裂。

钢结构杆件拉伸试验方法包括以下步骤：

步骤1、将持力梁放入内筒中，将钢结构杆件插入内筒中，在铰接板上的铰接孔与连接板上的铰接孔正对时插入销轴；

步骤2、将内筒倒置，使得第二压板位于上方，然后将内筒插入外筒中，且第一凹槽和第二凹槽在竖直方向正对，上方的短梁搭接在第一凹槽处将另一个持力梁从第一穿孔插入且该持力梁的连接板上的铰接孔与另一铰接板的铰接孔正对，插入销轴，然后继续下降内筒直至内筒的第二凹槽卡在下方持力梁的短梁上；

步骤3、在压力机上对第一压板和第二压板进行挤压，同时对钢结构杆件进行观察以及数据采集。

优选的，步骤3中，通过观察孔对钢结构杆件进行观察以及安装数据采集用的传感器。

附图说明

图1是实施例中钢结构杆件的一种结构示意图。

图2是实施例中钢结构杆件的另一种结构示意图。

图3是实施例中杆件本体的横向结构示意图。

图4是实施例中内筒的结构示意图。

图5是实施例中外筒的结构示意图。

图6是实施例中钢结构杆件装入内筒的状态图。

图7是实施例中内筒倒置后的状态图。

图8是实施例中内筒插入外筒的状态图。

图9是实施例中压力机施加压力前的钢结构杆件拉伸试验装置与钢结构试件配合状态图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一种钢结构杆件如图1- 3所示，包括杆件本体、固设于杆件本体两端的固定板6以及垂直设于固定板外端面上的铰接板5，铰接板5上设置铰接孔4，其他实施例中杆件本体为闭口薄壁管件，本实施例中的杆件本体为开口薄壁管件2，开口薄壁管件2的开口一侧的中部设有缺口1，且远离开口的另一侧的内壁上设置补强结构3，在其他实施例中，如图2所示，开口薄壁管件8也可以不设缺口和补强结构，开口杆件本体的开口处以及杆件本体的外侧壁上设置连接杆件本体与相应端固定板的加劲肋。

本实施例中，在开口或闭口薄壁管件的两端设置固定板，固定板上设置带有铰接孔的铰接板，使得难以夹持的开口或闭口薄壁管件有了着力之处，便于进行钢结构杆件的拉伸试验，杆件本体的开口处以及杆件本体的外侧壁上设置连接杆件本体与相应端固定板的加劲肋，可以防止在拉伸试验过程中固定板与杆件本体的连接处先断裂而达不到试验目的。

钢结构杆件拉伸试验装置的实施例，该钢结构杆件拉伸试验装置，专用于拉伸如图1-3所示结构的钢结构杆件，拉伸试验装置如图4-9所示，包括外筒15、用于插入外筒中的内筒11以及两组持力梁18、19，持力梁18、19包括短梁1802、1902以及设于短梁一侧的具有铰接孔连接板1801、1901，外筒15包括外筒筒体和设于外筒筒体一端的第一压板16，与第一压板相邻的外筒筒体上设有横向穿过外筒筒体的第一穿孔20，外筒筒体的另一端与第一穿孔竖向正对的位置设置第一凹槽17，第一凹槽17竖向深度小于第一穿孔20的竖向长度，第一凹槽17到第一穿孔20的距离小于钢结构杆件的一侧铰接板的外缘到另一侧铰接板的铰接孔的距离，内筒11包括内筒筒体和设于内筒筒体一端的第二压板12，与第二压板12相邻的内筒筒体上设有横向穿过内筒筒体的第二穿孔13，内筒筒体的另一端与第二穿孔13竖向正对的位置设置第二凹槽9，第二凹槽9竖向深度小于第二穿孔13的竖向长度，第二凹槽到第二穿孔的距离小于钢结构杆件的一个铰接板的外缘到另一个铰接板的铰接孔的距离，短梁1802、1902的长度长于外筒15内壁的宽度；位于第一凹槽一侧的外筒外壁上设置外筒加强钢板14，外筒加强钢板14的顶部与第一凹槽17的槽底平齐；位于第二凹槽一侧的内筒内壁上设置内筒加强钢板10，内筒加强钢板10的顶部与第二凹槽9的槽底平齐；外筒筒壁以及内筒筒壁上正对的位置均设置观察孔（本实施例中，为了加强内、外筒的具有凹槽侧的筒壁强度，观察孔设于凹槽相邻侧的内、外筒筒壁上，因此图中未显示）。

本发明一种钢结构杆件拉伸试验装置的有益效果是，对于经过处理的杆件本体即上述钢结构杆件，可采用本实验装置在实验室内的压力机进行拉伸试验，具体的：先将持力梁放入内筒中，将钢结构杆件插入内筒中，在铰接板上的铰接孔与连接板上的铰接孔正对时插入销轴；然后将内筒倒置，使得第二压板位于上方，然后将内筒插入外筒中，且第一凹槽和第二凹槽在竖直方向正对，上方的短梁搭接在第一凹槽处将另一个持力梁从第一穿孔插入且该持力梁的连接板上的铰接孔与另一铰接板的铰接孔正对，插入销轴，然后继续下降内筒直至内筒的第二凹槽卡在下方持力梁的短梁上；接着在钢结构杆件上设置传感器，在压力机上对第一压板和第二压板进行挤压，同时对钢结构杆件进行观察以及数据采集。在挤压的过程中，第一卡槽卡住上方短梁向上施力，第二卡槽卡住下方的短梁向下施力，非常巧妙，另外，在第一凹槽一侧的外筒外壁上设置外筒加强钢板，在第二凹槽一侧的内筒内壁上设置外筒加强钢板，目的是加强相应凹槽的结构，防止凹槽被挤压变形或撕裂，为了保证附图中线条的辨识度，附图7-9的外筒加强钢板和内筒加强钢板均未显示。

钢结构杆件拉伸试验方法的实施例，该试验方法采用上述钢结构杆件拉伸试验装置对上述钢结构杆件进行拉伸试验，如图1-9所示，包括以下步骤：

步骤1、将持力梁放入内筒中，将钢结构杆件插入内筒中，在铰接板上的铰接孔与连接板上的铰接孔正对时插入销轴；

步骤2、将内筒倒置，使得第二压板位于上方，然后将内筒插入外筒中，且第一凹槽和第二凹槽在竖直方向正对，上方的短梁搭接在第一凹槽处将另一个持力梁从第一穿孔插入且该持力梁的连接板上的铰接孔与另一铰接板的铰接孔正对，插入销轴，然后继续下降内筒直至内筒的第二凹槽卡在下方持力梁的短梁上；

步骤3、在压力机上对第一压板和第二压板进行挤压，同时对钢结构杆件进行观察以及数据采集。

本实施例的步骤3中，通过观察孔对钢结构杆件进行观察以及安装数据采集用的传感器，步骤2中通过旋入第二压板中的吊环19将内筒吊起倒置。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种钢结构杆件，其特征在于：包括杆件本体、固设于杆件本体两端的固定板以及垂直设于固定板外端面上的铰接板，铰接板上设置铰接孔，杆件本体为开口薄壁管件或闭口薄壁管件。

2.根据权利要求1所述的一种钢结构杆件，其特征在于：杆件本体为开口薄壁管件，开口薄壁管件的开口一侧的中部设有缺口，且远离开口的另一侧的内壁上设置补强结构。

3.根据权利要求1或2所述的一种钢结构杆件，其特征在于：杆件本体的开口处以及杆件本体的外侧壁上设置连接杆件本体与相应端固定板的加劲肋。

4.一种钢结构杆件拉伸试验装置，其特征在于：包括外筒、用于插入外筒中的内筒以及两组持力梁，持力梁包括短梁以及设于短梁一侧的具有铰接孔连接板，外筒包括外筒筒体和设于外筒筒体一端的第一压板，与第一压板相邻的外筒筒体上设有横向穿过外筒筒体的第一穿孔，外筒筒体的另一端与第一穿孔竖向正对的位置设置第一凹槽，第一凹槽竖向深度小于第一穿孔的竖向长度，第一凹槽到第一穿孔的距离小于钢结构杆件的一侧铰接板的外缘到另一侧铰接板的铰接孔的距离，内筒包括内筒筒体和设于内筒筒体一端的第二压板，与第二压板相邻的内筒筒体上设有横向穿过内筒筒体的第二穿孔，内筒筒体的另一端与第二穿孔竖向正对的位置设置第二凹槽，第二凹槽竖向深度小于第二穿孔的竖向长度，第二凹槽到第二穿孔的距离小于钢结构杆件的一个铰接板的外缘到另一个铰接板的铰接孔的距离，短梁的长度长于外筒内壁的宽度。

5.根据权利要求4所述的一种钢结构杆件拉伸试验装置，其特征在于：位于第一凹槽一侧的外筒外壁上设置外筒加强钢板，外筒加强钢板的顶部与第一凹槽的槽底平齐。

6.根据权利要求4或5所述的一种钢结构杆件拉伸试验装置，其特征在于：位于第二凹槽一侧的内筒内壁上设置内筒加强钢板，内筒加强钢板的顶部与第二凹槽的槽底平齐。

7.根据权利要求6所述的一种钢结构杆件拉伸试验装置，其特征在于：外筒筒壁以及内筒筒壁上正对的位置均设置观察孔。

8.钢结构杆件拉伸试验方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、将持力梁放入内筒中，将钢结构杆件插入内筒中，在铰接板上的铰接孔与连接板上的铰接孔正对时插入销轴；

步骤2、将内筒倒置，使得第二压板位于上方，然后将内筒插入外筒中，且第一凹槽和第二凹槽在竖直方向正对，上方的短梁搭接在第一凹槽处将另一个持力梁从第一穿孔插入且该持力梁的连接板上的铰接孔与另一铰接板的铰接孔正对，插入销轴，然后继续下降内筒直至内筒的第二凹槽卡在下方持力梁的短梁上；

步骤3、在压力机上对第一压板和第二压板进行挤压，同时对钢结构杆件进行观察以及数据采集。

9.根据权利要求8所述的钢结构杆件拉伸试验方法，其特征在于：步骤3中，通过观察孔对钢结构杆件进行观察以及安装数据采集用的传感器。