CN108801764B - 可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架及实施方法 - Google Patents
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Abstract
一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架,主要由可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁、拆卸式立柱、垫梁和支架底座通过可拆卸方式组装而成,可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁位于两立柱之间的顶部,两立柱安装于支架底座上,垫梁位于两立柱之间、支架底座之上并与支架底座相连,支架底座固定在地面上,可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁、拆卸式立柱、支架底座及垫梁四者处于同一平面内。本发明可进行竖向、水平往复及多点局部独立竖向加载等多种实验,通过拆卸式立柱,可分步实现对实验墙体的加载与约束固定,进而减少移动试件对试件的损坏,可有效保持住试件加载后的损伤形态。
Description
技术领域
本发明涉及一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架及其实施方法,属于土木工程技术领域。
背景技术
与传统的钢筋混凝土结构相比,钢结构具有绿色环保、抗震性能好、施工速度快、材料可回收利用等特点。冷成型钢也称冷弯薄壁型钢,是将钢片、钢带、钢板或扁钢条通过冷加工形成,常用厚度为0~2mm。冷成型钢有多种截面形式,常见的有C型、U型和管状等。与传统热轧型钢相比,冷成型钢可经济地得到更加合理的截面形状,进而获得令人满意的强重比,因此,在钢结构建筑中,合理使用冷成型钢可明显降低用钢量。
轻钢龙骨复合剪力墙墙体是以冷成型钢为龙骨骨架,并在骨架表面覆以复合墙板而成。其上下墙柱导轨采用常规U型冷弯薄壁型钢龙骨,墙体立柱采用C型龙骨,将C型龙骨立柱以400mm或600mm等间距插入上下U型导轨龙骨空腔,并通过自攻螺钉将U型导轨龙骨两侧翼缘与C型龙骨立柱翼缘等间距连接,形成轻钢骨架,而后在轻钢骨架两侧通过自攻螺钉以低于300mm间距安装墙面板材(石膏板、玻镁板等)形成组合墙体。
轻钢龙骨复合剪力墙结构与木结构有着很多相似的性质,这两种类型的墙体实验是土木工程领域最重要的实验之一,实际工程中的轻钢龙骨复合剪力墙墙体及木结构墙体除需承受结构本身的荷载之外,还需要经受住地震、火灾等外部破坏的考验。实验模拟中,通常通过竖向加载或水平往复加载来模拟结构实际的受力情况,这两类试验的进行对加载系统及试件固定装置都有着严格的要求。
现有竖向加载试验,通常是通过反力架、加载器及分配梁组合进行,加载器与分配梁的组合可实现线性或多点的均布加载,被加载的墙通常根据墙体内柱的刚度进行力的分配。很多情况下,轻钢龙骨复合剪力墙及木结构墙体内柱构造形式并不完全相同,因此实际工程中每根柱的受力情况也各不相同,如果仅根据柱自身刚度进行力的分配,很容易造成实验墙体受力与实际工程中不符的情况。并且,现有单根分配梁的结构通常为工字钢或箱体型,所进行的力的传递,只能实现分配梁自身长度方向上的均布或者多点的均布加载,被加载的多个试件通常依照自身刚度进行力的分配,由此会造成实验加载与实际工程结构中构件受力不符的情况。现有常规分配梁无法对不同位置的构件进行单独的力的加载,而实际工程中的受力构件,在很多情况下并非真正的均匀受力,因而此类构件在加载试验过程中,对分配梁的要求便从均匀传递荷载转为非均匀传递。
现有水平加载试验,通常是通过水平作动器对承重墙体进行水平加载,被加载后的墙体试件通常处于受损或破坏状态,现有加载及固定装置,无法在保持其试验后状态不变的前提下,对其进行进固定、移动,进而进行深一步试验。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足,本发明提供一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架及实施方法,可进行竖向、水平往复及多点局部独立竖向加载多种实验,可分步实现对实验墙体试件的加载与约束固定,能减少移动试件对试件的损坏,可有效保持试件加载后的损伤形态。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是:
一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架,主要由可多点局部独立传递竖向荷载的可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁、拆卸式立柱、垫梁和支架底座通过可拆卸方式组装而成,可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁位于两立柱之间的顶部,两立柱安装于支架底座上,垫梁位于两立柱之间、支架底座之上并与支架底座相连,支架底座固定在地面上,可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁、拆卸式立柱、支架底座及垫梁四者处于同一平面内。
一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架的实施方法,包括以下步骤:
步骤1,将支架底座通过其上翼缘边缘螺栓孔、下翼缘边缘螺栓孔及下翼缘板螺栓孔与地面进行锚固连接;
步骤2,将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁的独立局部荷载传递件及T型件通过螺栓与开洞箱型体梁进行螺栓连接,螺栓拧紧;
步骤3,将一根拆卸式立柱,通过其下矩形端板与支架底座上翼缘板一端的端部螺栓孔进行螺栓连接,其腹板所在平面与支架底座的腹板所在平面平行;
步骤4,将组装好的可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁放置于所需安装位置,把一端的T型件的悬臂板插入拆卸式立柱两U型钢柱的腹板间隔之间,通过悬臂板与拆卸式立柱腹板上的腹板螺孔,将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁与拆卸式立柱进行螺栓连接;
步骤5,将另一根拆卸式立柱放置于支架底座的另一端,放置过程中,将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁另一端的T型件悬臂板插入拆卸式立柱腹板间隔之中,通过悬臂板与拆卸式立柱腹板上的腹板螺孔,将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁与拆卸式立柱进行连接,拆卸式立柱与支架底座通过拆卸式立柱的下矩形端板及支架底座上翼缘板另一端端部螺栓孔进行螺栓连接;
步骤6,将垫梁放置于支架底座之上,通过其下翼缘板及支架底座上翼缘板上的上翼缘板螺栓孔,将其与支架底座进行螺栓连接;
步骤7,将组装好的轻钢龙骨复合墙体试件中的轻钢龙骨复合墙体骨架或木龙骨复合墙体试件中的木龙骨复合墙体骨架放置于组装好的多功能支架框内,将骨架上、下U型导轨分别与可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁的开洞箱型体梁底板及垫梁的上翼缘板进行螺栓连接,接着继续进行整个墙体试件的拼装及校正;
步骤8,将独立局部荷载传递件上传力螺杆上端与加载器进行连接,接着将已与加载器相连的独立局部荷载传递件上的侧垫板上的螺栓松卸下来,启动加载器,即可实现墙体试件的多点局部独立轴向加载;
松卸下传力螺杆与加载器的连接,并将独立局部荷载传递件通过其侧垫板螺栓孔重新与开洞箱型体梁进行螺栓连接;接着将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁置于悬吊状态,先将其一端与拆卸式立柱连接的螺栓卸下,接着将该拆卸式立柱与支架底座的连接螺栓卸下,将此拆卸式立柱移走;采用同样操作,将另一根拆卸式立柱移走;将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁两端的T型件拆卸下来,接着通过其开洞箱型体梁端板上的端板螺栓孔,将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁与外部竖向加载器相连,启动该加载器,即可实现墙体试件带竖向力的水平往复加载;
水平往复加载完成后,重新安装可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁的传力螺杆及T型件,重新将拆卸式立柱安装于轻钢龙骨复合墙体试件或木龙骨复合墙体试件两侧,并将拆卸式立柱与可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁及支架底座有效连接;重新对墙体试件进行多点局部竖向加载,接着即可进行墙体试件带损伤及竖向力的深一步试验;
步骤9,实验结束后,松卸下传力螺杆与加载器的连接,并将独立局部荷载传递件通过其侧垫板螺栓孔重新与开洞箱型体梁进行螺栓连接;接着将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁置于悬吊状态,先将其一端与拆卸式立柱连接的螺栓卸下,接着将该拆卸式立柱与支架底座的连接螺栓卸下,将该拆卸式立柱移走;采用同样操作,将另一根拆卸式立柱移走;接着进行墙体试件的拆解,最后将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁放置于安全位置。
相比现有技术,本发明的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架及实施方法,主要由可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁、拆卸式立柱、垫梁和支架底座通过可拆卸方式组装而成。
本发明支架的可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁,既有常规分配梁的为加载试件提供面外约束、均布加载等常规的功能,又通过有间隔的设置多块开洞箱型体梁底板,以及安装的独立局部荷载传递件,可实现多种加载类型的加载。独立局部荷载传递件与开洞箱型体梁通过螺栓有效连接时,可实现两者的紧密贴合,成为一个整体,进而保持住常规分配梁的一切功能。当独立局部荷载传递件上的螺栓松卸下来时,独立局部荷载传递件即处于可上下移动状态,可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁的局部位置即可通过加载器进行单独的加载,进而实现该可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁的非均布加载。组装好的可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁通过两侧的T型件与多功能支架的拆卸式立柱进行螺栓连接,可通过松卸螺栓实现可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁的固定与上下移动。
本发明支架的垫梁与支架底座通过螺栓进行连接,可实现自由拆卸。垫梁上翼缘开设有上翼缘带螺纹螺栓孔,可保证试件与调整垫梁的有效连接,上翼缘板的宽度与墙体试件导轨腹板宽度相同,可实现加载过程中仅由龙骨骨架直接受力,进而有效避免墙板的受力。
本发明的支架立柱通过螺栓与可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁及支架底座相连,可实现自由拆卸。拆卸式立柱与分配梁及支架底座有效连接时,可保证支架四框的封闭性,封闭型框架可为加载试件提供有效的面外约束,并可通过与可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁、垫梁、支架底座的组合对轻钢龙骨复合墙体试件或木龙骨复合墙体试件进行常规竖向加载及多点局部独立竖向加载实验;当立柱拆卸下来时,试件处于两侧无约束状态,通过可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁、垫梁、支架底座的组合对墙体试件进行水平往复试验,试验之后通过安装拆卸式立柱,可对带损坏的墙体试件进行约束与固定,保持住墙体试件的破坏形态,进而继续进行其他相关试验。立柱腹板间存在间隔,其中部沿长度方向设有多个螺栓孔,可实现可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁在立柱间的上下移动,及在不同位置的固定。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例多功能支架的结构示意图。
图2a是图1中可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁的立体图。
图2b是图2a中开洞箱型体梁顶板的平面图。
图2c是图2a中开洞箱型体梁侧板的平面图。
图2d是图2a中开洞箱型体梁端板的平面图。
图2e是图2a中开洞箱型体梁底板的平面图。
图3a是图1中独立局部荷载传递件的结构示意图。
图3b是图3a中U型垫板的底垫板的平面图。
图3c是图3a中U型垫板的侧垫板的平面图。
图3d是图3a中传力螺杆的平面图。
图4a是图1中T型件的立体图。
图4b是图4a中连接底板的平面图。
图4c是图4a中悬臂板的平面图。
图5a是图1中拆卸式立柱的正立面图。
图5b是图1中拆卸式立柱的侧立面图。
图6是图1中支架底座的立面示意图。
图7是图1中垫梁的立面示意图。
图8是利用本发明多功能支架进行多点局部独立竖向加载试验示意图。
图9是利用本发明多功能支架进行水平往复加载试验示意图。
图中,1、可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁,1-1、开洞箱型体梁顶板,1-1-1、圆形孔洞,1-1-2、顶板螺栓孔,1-2、开洞箱型体梁侧板,1-2-1、侧板螺栓孔,1-3、开洞箱型体梁端板,1-3-1、端板螺栓孔,1-4、开洞箱型体梁底板,1-4-1、底板螺栓孔,1-5、独立局部荷载传递件,1-5-1、U型垫板,1-5-1-1、底垫板,1-5-1-2、侧垫板,1-5-2、传力螺杆,1-5-2-1、短螺纹端,1-6、T型件,1-6-1、连接底板,1-6-1-1、连接底板螺栓孔,1-6-2、悬臂板,1-6-2-1、孔洞,2、拆卸式立柱,2-1、腹板螺孔,2-2、下端板螺孔,3、支架底座,3-1、上翼缘边缘螺栓孔,3-2、上翼缘端部螺栓孔,3-3、上翼缘螺栓孔,3-4、下翼缘边缘螺栓孔,3-5、下翼缘板螺栓孔,4、垫梁,4-1、上翼缘带螺纹螺栓孔,4-2、下翼缘螺栓孔,5、地面,6、轻钢龙骨复合墙体试件或木龙骨复合墙体试件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
在图1所示实施例中,一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架,主要由可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1、拆卸式立柱2、垫梁4和支架底座3通过可拆卸方式组装而成,可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1位于两立柱之间的顶部,两立柱安装于支架底座3上,垫梁4位于两立柱之间、支架底座3之上并与支架底座3相连,支架底座3固定在地面5上,可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1、拆卸式立柱2、支架底座3及垫梁4四者处于同一平面内。
其中,参见图2a,所述的可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1主要由一个开洞箱型体梁、多个独立局部荷载传递件1-5及两个T型件1-6拼装组成,多个独立局部荷载传递件1-5位于开洞箱体梁底面各底板间的间隔处,独立局部荷载传递件1-5由连接一体的U型垫板1-5-1及传力螺杆1-5-2组合而成(即传力螺杆1-5-2通过短螺纹端1-5-2-1安装在U型垫板1-5-1上),独立局部荷载传递件1-5通过U型垫板1-5-1与开洞箱型体梁可拆卸连接,传力螺杆1-5-2穿过开洞箱型体梁后连接加载器,T型件1-6位于开洞箱型体梁的两侧,开洞箱型体梁通过T型件1-6与外部装置连接。
进一步地,如图2a所示,所述的开洞箱型体梁由一块开洞箱型体梁顶板1-1、两块开洞箱型体梁侧板1-2、两块开洞箱型体梁端板1-3及多块开洞箱型体梁底板1-4焊接而成,开洞箱型体梁顶板1-1位于箱型体梁顶面,开洞箱型体梁侧板1-2与开洞箱型体梁端板1-3分别位于开洞箱型体梁顶板1-1长边方向两侧及两端,并与开洞箱型体梁顶板1-1相互垂直,各开洞箱型体梁底板1-4等间距布置于箱型体梁底面。
再进一步地,如图2b-2e所示,所述的开洞箱型体梁顶板1-1为矩形板,其板厚为10~50mm,沿中线等间距开设多个圆形孔洞1-1-1,圆形孔洞1-1-1直径比顶板1-1宽度小100~500mm,各圆形孔洞1-1-1之间等间距开设多个顶板螺栓孔1-1-2;所述的开洞箱型体梁侧板1-2为矩形板,其长度与开洞箱型体梁顶板1-1长度相同,沿长边方向等间距开设多个带螺纹的侧板螺栓孔1-2-1;所述的开洞箱型体梁端板1-3为矩形板,其长度不小于开洞箱型体梁侧板1-2宽度与开洞箱型体梁顶板1-1厚度之和,其宽度与开洞箱型体梁顶板1-1的宽度相等,其上均匀开设多个带螺纹的端板螺栓孔1-3-1;所述的开洞箱型体梁底板1-4为矩形板,等间距有间隔的布置于箱型体梁底面,各相邻开洞箱型体梁底板1-4边与边之间的净空与开洞箱型体梁顶板1-1上的圆形孔洞1-1-1上下对正,底板中部开设有带螺纹的底板螺栓孔1-4-1,该底板螺栓孔1-4-1与开洞箱型体梁顶板1-1上的一个顶板螺栓孔1-1-2上下贯通对应。
如图3a-3d,更进一步地,所述的U型垫板1-5-1由一个底垫板1-5-1-1和两个侧垫板1-5-1-2焊接而成,底垫板1-5-1-1宽度较与之对应的开洞箱型体梁底板1-4的间隔的宽度小0~30mm,底垫板1-5-1-1的长度较开洞箱型体梁底板1-4的宽度加两个开洞箱型体梁侧板1-2厚度之和大5~20mm,每块底垫板1-5-1-1中心均开设一个带螺纹的底垫板螺栓孔;底垫板1-5-1-1的底面与开洞箱型体梁底板1-4的底面处于同一平面;两块侧垫板1-5-1-2位于底垫板1-5-1-1两端,并与底垫板相互垂直,两块侧垫板1-5-2的尺寸、规格均相同,两块侧垫板1-5-2的宽度与底垫板1-5-1-1相同,两块侧垫板(1-5-2)的高度较开洞型箱体梁侧板1-2高度小100~500mm,每块侧垫板1-5-1-2中部在与开洞箱型体梁侧板1-2同高度位置开设一个侧垫板螺栓孔,该侧垫板螺栓孔的尺寸与开洞箱型体梁侧板1-2上侧板螺栓孔1-2-1的尺寸一致;所述的传力螺杆1-5-2由高强钢制作而成,其长度较开洞箱型体梁的高度大100~800mm,其直径较箱型体梁顶板上圆形孔洞1-1-1的直径小10~500mm;传力螺杆1-5-2的两端均设有螺纹,两端螺纹段的直径比不带螺纹的中间段小5~20mm,其中一端螺纹段的长度与U型垫板1-5-1的底垫板1-5-1-1厚度相等。
如图4a-4c,本实施例中,所述的T型件1-6由连接底板1-6-1与悬臂板1-6-2焊接而成,连接底板1-6-1的尺寸、规格与开洞箱型体梁端板1-3相同,其上均匀开设有多个连接底板螺栓孔1-6-1-1,其位置与开洞箱型体梁端板1-3上的端板螺栓孔1-3-1相同,其规格、尺寸不低于开洞箱型体梁端板1-3上的端板螺栓孔1-3-1的规格与尺寸;悬臂板1-6-2为矩形板,位于连接底板1-6-1中线位置,并与连接底板1-6-1相互垂直,悬臂板1-6-2宽度与连接底板1-6-1的宽度相同,其上开设有多个孔洞。
参见图5a和5b,其中,所述的拆卸式立柱2由两个U型钢柱及上下两个矩形端板焊接而成;U型钢柱沿腹板中线等距离开设多个腹板螺孔2-1,两U型钢柱腹板相靠、有间距地布置于两矩形端板中部,两U型钢柱的下端同时与下矩形端板焊接在一起,上端同时与上端板焊接在一起,两U型钢柱的腹板间净距较T型件1-6的悬臂板1-6-2厚度大0~3mm;上、下矩形端板尺寸相同,下矩形端板上均匀开设有多个下端板螺孔2-2。
如图6所示,所述的支架底座3为工字型钢梁,其腹板处有间距地布置多个加劲肋板,其翼缘板宽度不低于拆卸式立柱2下矩形端板宽度,支架底座3上、下翼缘板两端部靠近边缘位置分别开设多个上下对正的上翼缘边缘螺栓孔3-1及下翼缘边缘螺栓孔3-4,上翼缘板端部靠近上翼边缘螺栓孔位置均匀开设多个上翼缘端部螺栓孔3-2,上翼缘板端部螺栓孔的规格及间距与拆卸式立柱2下矩形端板上的下端板螺孔2-2相同,上翼缘板中部沿长度方向均匀开设两排上翼缘螺栓孔3-3,下翼缘板中部沿长度方向均匀开设两排下翼缘板螺栓孔3-5,支架底座3通过上翼缘边缘螺栓孔3-1、下翼缘边缘螺栓孔3-4与地面5进行锚固连接,通过下翼缘板螺栓孔3-5与地面5进行螺栓连接。
如图7所示,所述的垫梁4为双腹板工字型钢梁,由上、下翼缘板及两个腹板焊接而成,其上翼缘板宽度与轻钢龙骨复合墙体试件或木龙骨复合墙体试件6(简称墙体试件)的U型导轨腹板宽度相同,两腹板有间距布置于上下翼缘板之间,并与上下翼缘板垂直;上翼缘板长边方向沿中线均匀开设有多个上翼缘带螺纹螺栓孔4-1,下翼缘板腹板两侧沿长度方向对称开设有两排下翼缘螺栓孔4-2,下翼缘螺栓孔4-2的规格及间距与支架底座3的上翼缘螺栓孔3-3相同。
利用本发明实施例进行的多点局部独立竖向荷载加载实验,轻钢龙骨复合墙体试件或木龙骨复合墙体试件6与本发明多功能支架的组装如图8所示:
在实验现场,首先组装可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1,将放置好的独立局部荷载传递件1-5与开洞箱型体梁,通过U型垫板1-5-1侧垫板上1-5-1-2的侧垫板螺栓孔及开洞箱型体梁侧板1-2上的侧板螺栓孔1-2-1进行螺栓连接,螺栓拧紧;将T型件1-6与开洞箱型体梁端板1-3贴合对正放置,并通过T型件1-6的连接底板1-6-1上的连接底板螺栓孔1-6-1-1与开洞箱型体梁端板1-3上的端板螺栓孔1-3-1进行螺栓连接;将组装好的可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1,摆放至安全位置。
将一根拆卸式立柱2放置于支架底座3一端,通过拆卸式立柱2的下端板螺孔2-2与支架底座3上翼缘板的端部螺栓孔,进行螺栓连接,拆卸式立柱2腹板所在平面与支架底座3的腹板平行;将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1吊至所需安装高度,一端的T型件1-6的悬臂板1-6-2插入拆卸式立柱2两U型钢柱的腹板间隔之间,通过悬臂板1-6-2与拆卸式立柱2腹板上的腹板螺孔2-1,将二者进行连接;采取同样操作,将另一根拆卸式立柱2安装于支架底座3另一端,可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1另一端T型件1-6与该拆卸式立柱2进行螺栓连接;
将垫梁4通过下翼缘板螺栓孔3-5与支架底座3上翼缘板螺栓孔进行螺栓连接,接着在多功能支架框内进行轻钢龙骨复合墙体试件或木龙骨复合墙体试件6的组装,通过垫梁4上翼缘带螺纹螺栓孔4-1与垫梁4进行连接,上端通过可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1的开洞箱型体梁顶板1-1、开洞箱型体梁底板1-4上的上下贯通的底板螺栓孔1-4-1、顶板螺栓孔1-1-2与可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1相连;
在地面5完成轻钢龙骨复合墙体试件或木龙骨复合墙体试件6的龙骨骨架拼装,随后将骨架放置于多功能支架内部,轻钢龙骨复合墙体试件或木龙骨复合墙体试件6的下导轨位于垫梁4之上,通过螺栓将二者进行连接;轻钢龙骨复合墙体试件或木龙骨复合墙体试件6上导轨位于可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1之下,并通过螺栓将二者进行连接。
墙体试件的骨架安装完成后,接着进行墙板的拼装。墙体试件组装完成后,将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1上独立荷载传递件的传力螺杆1-5-2另一端与加载器相连,并将侧垫板1-5-1-2上螺栓松卸下来,此时启动加载器,即可对试验墙体试件进行多点局部独立竖向荷载的加载。
试验结束后,先将传力螺杆1-5-2与加载器的连接松卸下来,接着将独立局部荷载传递件1-5与开洞箱型体梁进行螺栓连接。然后先将一根拆卸式立柱2与可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1一端的连接螺栓松卸下来,接着将拆卸式立柱2与支架底座3的连接螺栓卸下,将该拆卸式立柱2移走;接着把可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1另一端与拆卸式立柱2的连接螺栓卸下,将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1移走;将另一根拆卸式立柱2与支架底座3的连接螺栓卸下,将此拆卸式立柱2移走。然后对轻钢龙骨复合墙体试件或木龙骨复合墙体试件6进行拆卸,拆卸完成后,将垫梁4与支架底座3的连接螺栓卸下。
利用本发明多功能支架进行水平往复加载实验,试件与本发明多功能支架的组装如图9所示:
利用可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1进行水平往复试验时,不需要安装拆卸式立柱2,开洞箱型体梁的两端亦不需要安装T型件1-6,先进行可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1、垫梁4与支架底座3的组装,接着进行轻钢龙骨复合墙体试件或木龙骨复合墙体试件6的拼装与校正,墙体试件拼装完成后,将墙体试件通过可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1一端的端板1-3与外部水平加载器进行连接,可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁1上表面也可与竖向加载器进行连接,启动加载器,即可对墙体试件进行水平往复加载。试验过程中,独立局部荷载传递件1-5与开洞箱型体梁的连接螺栓始终处于拧紧状态。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质,对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化,均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架,其特征是:主要由可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)、拆卸式立柱(2)、垫梁(4)和支架底座(3)通过可拆卸方式组装而成,所述的可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)主要由一个开洞箱型体梁、多个独立局部荷载传递件(1-5)及两个T型件(1-6)拼装组成,多个独立局部荷载传递件(1-5)位于开洞箱体梁底面各底板间的间隔处,独立局部荷载传递件(1-5)由连接一体的U型垫板(1-5-1)及传力螺杆(1-5-2)组合而成,独立局部荷载传递件(1-5)通过U型垫板(1-5-1)与开洞箱型体梁可拆卸连接,传力螺杆(1-5-2)穿过开洞箱型体梁后连接加载器,T型件(1-6)位于开洞箱型体梁的两侧,开洞箱型体梁通过T型件(1-6)与外部装置连接,所述的开洞箱型体梁由一块开洞箱型体梁顶板(1-1)、两块开洞箱型体梁侧板(1-2)、两块开洞箱型体梁端板(1-3)及多块开洞箱型体梁底板(1-4)焊接而成,开洞箱型体梁顶板(1-1)位于箱型体梁顶面,开洞箱型体梁侧板(1-2)与开洞箱型体梁端板(1-3)分别位于开洞箱型体梁顶板(1-1)长边方向两侧及两端,并与开洞箱型体梁顶板(1-1)相互垂直,各开洞箱型体梁底板(1-4)等间距布置于箱型体梁底面,可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)位于两立柱之间的顶部,两立柱安装于支架底座(3)上,垫梁(4)位于两立柱之间、支架底座(3)之上并与支架底座(3)相连,支架底座(3)固定在地面(5)上,可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)、拆卸式立柱(2)、支架底座(3)及垫梁(4)四者处于同一平面内。
2.根据权利要求1所述的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架,其特征是:所述的开洞箱型体梁顶板(1-1)为矩形板,其板厚为10~50mm,沿中线等间距开设多个圆形孔洞(1-1-1),圆形孔洞(1-1-1)直径比顶板(1-1)宽度小100~500mm,各圆形孔洞(1-1-1)之间等间距开设多个顶板螺栓孔(1-1-2);所述的开洞箱型体梁侧板(1-2)为矩形板,其长度与开洞箱型体梁顶板(1-1)长度相同,沿长边方向等间距开设多个带螺纹的侧板螺栓孔(1-2-1);所述的开洞箱型体梁端板(1-3)为矩形板,其长度不小于开洞箱型体梁侧板(1-2)宽度与开洞箱型体梁顶板(1-1)厚度之和,其宽度与开洞箱型体梁顶板(1-1)的宽度相等,其上均匀开设多个带螺纹的端板螺栓孔(1-3-1);所述的开洞箱型体梁底板(1-4)为矩形板,等间距有间隔的布置于箱型体梁底面,各相邻开洞箱型体梁底板(1-4)边与边之间的净空与开洞箱型体梁顶板(1-1)上的圆形孔洞(1-1-1)上下对正,底板中部开设有带螺纹的底板螺栓孔(1-4-1),该底板螺栓孔(1-4-1)与开洞箱型体梁顶板(1-1)上的一个顶板螺栓孔(1-1-2)上下贯通对应。
3.根据权利要求2所述的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架,其特征是:所述的U型垫板(1-5-1)由一个底垫板(1-5-1-1)和两个侧垫板(1-5-2)焊接而成,底垫板(1-5-1-1)宽度较与之对应的开洞箱型体梁底板(1-4)的间隔的宽度小0~30mm,底垫板(1-5-1-1)的长度较开洞箱型体梁底板(1-4)的宽度加两个开洞箱型体梁侧板(1-2)厚度之和大5~20mm,每块底垫板(1-5-1-1)中心均开设一个带螺纹的底垫板螺栓孔;底垫板(1-5-1-1)的底面与开洞箱型体梁底板(1-4)的底面处于同一平面;两块侧垫板(1-5-2)位于底垫板(1-5-1-1)两端,并与底垫板(1-5-1-1)相互垂直,两块侧垫板(1-5-2)的尺寸、规格均相同,两块侧垫板(1-5-2)的宽度与底垫板(1-5-1-1)相同,两块侧垫板(1-5-2)的高度较开洞型箱体梁侧板(1-2)高度小100~500mm,每块侧垫板(1-5-2)中部在与开洞箱型体梁侧板(1-2)同高度位置开设一个侧垫板螺栓孔,该侧垫板螺栓孔的尺寸与开洞箱型体梁侧板(1-2)上侧板螺栓孔(1-2-1)的尺寸一致;所述的传力螺杆(1-5-2)由高强钢制作而成,其长度较开洞箱型体梁的高度大100~800mm,其直径较箱型体梁顶板上圆形孔洞(1-1-1)的直径小10~500mm;传力螺杆(1-5-2)的两端均设有螺纹,两端螺纹段的直径比不带螺纹的中间段小5~20mm,其中一端螺纹段的长度与U型垫板(1-5-1)的底垫板(1-5-1-1)厚度相等。
4.根据权利要求3所述的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架,其特征是:所述的T型件(1-6)由连接底板(1-6-1)与悬臂板(1-6-2)焊接而成,连接底板(1-6-1)的尺寸、规格与开洞箱型体梁端板(1-3)相同,其上均匀开设有多个连接底板螺栓孔(1-6-1-1),其位置与开洞箱型体梁端板(1-3)上的端板螺栓孔(1-3-1)相同,其规格、尺寸不低于开洞箱型体梁端板(1-3)上的端板螺栓孔(1-3-1)的规格与尺寸;悬臂板(1-6-2)为矩形板,位于连接底板(1-6-1)中线位置,并与连接底板(1-6-1)相互垂直,悬臂板(1-6-2)宽度与连接底板(1-6-1)的宽度相同,其上开设有多个孔洞(1-6-2-1)。
5.根据权利要求4所述的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架,其特征是:所述的拆卸式立柱(2)由两个U型钢柱及上下两个矩形端板焊接而成;U型钢柱沿腹板中线等距离开设多个腹板螺孔(2-1),两U型钢柱腹板相靠、有间距地布置于两矩形端板中部,两U型钢柱的下端同时与下矩形端板焊接在一起,上端同时与上端板焊接在一起,两U型钢柱的腹板间净距较T型件(1-6)的悬臂板(1-6-2)厚度大0~3mm;上、下矩形端板尺寸相同,下矩形端板上均匀开设有多个下端板螺孔(2-2)。
6.根据权利要求5所述的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架,其特征是:所述的支架底座(3)为工字型钢梁,其腹板处有间距地布置多个加劲肋板,其翼缘板宽度不低于拆卸式立柱(2)下矩形端板宽度,支架底座(3)上翼缘板、下翼缘板两端部靠近边缘位置分别开设多个上下对正的上翼缘边缘螺栓孔(3-1)及下翼缘边缘螺栓孔(3-4),上翼缘板端部靠近上翼边缘螺栓孔位置均匀开设多个上翼缘端部螺栓孔(3-2),上翼缘板端部螺栓孔的规格及间距与拆卸式立柱(2)下矩形端板上的下端板螺孔(2-2)相同,上翼缘板中部沿长度方向均匀开设两排上翼缘螺栓孔(3-3),下翼缘板中部沿长度方向均匀开设两排下翼缘板螺栓孔(3-5),支架底座(3)通过上翼缘边缘螺栓孔(3-1)、下翼缘边缘螺栓孔(3-4)与地面(5)进行锚固连接,通过下翼缘板螺栓孔(3-5)与地面(5)进行螺栓连接。
7.根据权利要求6所述的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架,其特征是:所述的垫梁(4)为双腹板工字型钢梁,由上、下翼缘板及两个腹板焊接而成,其上翼缘板宽度与轻钢龙骨复合墙体试件或木龙骨复合墙体试件(6)的U型导轨腹板宽度相同,两腹板有间距布置于上下翼缘板之间,并与上下翼缘板垂直;上翼缘板长边方向沿中线均匀开设有多个上翼缘带螺纹螺栓孔(4-1),下翼缘板腹板两侧沿长度方向对称开设有两排下翼缘螺栓孔(4-2),下翼缘螺栓孔(4-2)的规格及间距与支架底座(3)的上翼缘螺栓孔(3-3)相同。
8.根据权利要求7所述的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架的实施方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,将支架底座(3)通过其上翼缘边缘螺栓孔(3-1)、下翼缘边缘螺栓孔(3-4)及下翼缘板螺栓孔(3-5)与地面(5)进行锚固连接;
步骤2,将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)的独立局部荷载传递件(1-5)及T型件(1-6)通过螺栓与开洞箱型体梁进行螺栓连接,螺栓拧紧;
步骤3,将一根拆卸式立柱(2),通过其下矩形端板与支架底座(3)上翼缘板一端的上翼缘端部螺栓孔(3-2)进行螺栓连接,其腹板所在平面与支架底座(3)的腹板所在平面平行;
步骤4,将组装好的可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)放置于所需安装位置,把一端的T型件(1-6)的悬臂板(1-6-2)插入拆卸式立柱(2)两U型钢柱的腹板间隔之间,通过悬臂板(1-6-2)与拆卸式立柱(2)腹板上的腹板螺孔(2-1),将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)与拆卸式立柱(2)进行螺栓连接;
步骤5,将另一根拆卸式立柱(2)放置于支架底座(3)的另一端,放置过程中,将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)另一端的T型件(1-6)悬臂板(1-6-2)插入拆卸式立柱(2)腹板间隔之中,通过悬臂板(1-6-2)与拆卸式立柱(2)腹板上的腹板螺孔(2-1),将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)与拆卸式立柱(2)进行连接,拆卸式立柱(2)与支架底座(3)通过拆卸式立柱(2)的下矩形端板及支架底座(3)上翼缘板另一端端部螺栓孔进行螺栓连接;
步骤6,将垫梁(4)放置于支架底座(3)之上,通过其下翼缘板及支架底座(3)上翼缘板上的上翼缘板螺栓孔,将其与支架底座(3)进行螺栓连接;
步骤7,将组装好的轻钢龙骨复合墙体试件中的轻钢龙骨复合墙体骨架或木龙骨复合墙体试件中的木龙骨复合墙体骨架放置于组装好的多功能支架框内,将骨架上、下U型导轨分别与可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)的开洞箱型体梁底板(1-4)及垫梁(4)的上翼缘板进行螺栓连接,接着继续进行整个墙体的拼装及校正;
步骤8,将独立局部荷载传递件(1-5)上传力螺杆(1-5-2)上端与加载器进行连接,接着将已与加载器相连的独立局部荷载传递件(1-5)上的侧垫板(1-5-2)上的螺栓松卸下来,启动加载器,即可实现墙体试件的多点局部独立轴向加载;松卸下传力螺杆(1-5-2)与加载器的连接,并将独立局部荷载传递件(1-5)通过其侧垫板螺栓孔重新与开洞箱型体梁进行螺栓连接,;接着将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)置于悬吊状态,先将其一端与拆卸式立柱(2)连接的螺栓卸下,接着将该拆卸式立柱(2)与支架底座(3)的连接螺栓卸下,将此拆卸式立柱(2)移走;采用同样操作,将另一根拆卸式立柱(2)移走;将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)两端的T型件(1-6)拆卸下来,接着通过其开洞箱型体梁端板(1-3)上的端板螺栓孔(1-3-1),将其与外部水平加载器进行连接,将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)与外部竖向加载器相连,启动该加载器,即可实现墙体试件带竖向力的水平往复加载;水平往复加载完成后,重新安装可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)的传力螺杆(1-5-2)及T型件,重新将拆卸式立柱(2)安装于轻钢龙骨复合墙体试件或木龙骨复合墙体试件(6)两侧,并将拆卸式立柱(2)与可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)及支架底座(3)有效连接;重新对墙体试件进行多点局部竖向加载,接着即可进行墙体试件带损伤及竖向力的深一步试验;
步骤9,实验结束后,松卸下传力螺杆(1-5-2)与加载器的连接,并将独立局部荷载传递件(1-5)通过其侧垫板螺栓孔重新与开洞箱型体梁进行螺栓连接;接着将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)置于悬吊状态,先将其一端与拆卸式立柱(2)连接的螺栓卸下,接着将该拆卸式立柱(2)与支架底座(3)的连接螺栓卸下,将该拆卸式立柱(2)移走;采用同样操作,将另一根拆卸式立柱(2)移走;接着进行墙体试件的拆解,最后将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)放置于安全位置。
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