CN109470579A - 用于测定幕墙物理性能的机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测定幕墙物理性能的机构及方法，所述机构包括本体、压紧组件和测力计固定部：本体具有竖直工作面和水平工作面，所述竖直工作面和水平工作上各设置有若干定位孔；压紧组件包括设置在所述水平工作面上的第一水平压紧组件，和/或设置在所述竖直工作面上的第一竖直夹紧组件；所述第一水平压紧组件通过螺杆与本体固定连接；所述第一水平压紧组件用于将试件压紧在水平工作面上；所述第一竖直夹紧组件通过螺杆与本体固定连接；所述第一竖直夹紧组件用于将试件压紧在竖直工作面上；测力计固定部固定于水平工作面下方。本发明提供了一种全新的测量机构，测量准确度高，使用方便。

Description

用于测定幕墙物理性能的机构及方法

技术领域

本发明涉及一种实验装置，尤其是一种用于测定幕墙物理性能的机构及方法。

背景技术

目前，随着研发计划的不断推进，建筑工业化和绿色建筑得到了前所未有的支持，发展速度非常快。复合材料幕墙，尤其是GRC幕墙，具有显著的技术优势，其突出的优点是节地、节能、节水、节材和环保，能够提升建筑能效、品质和建设效率，在建筑节能、环境品质提升、工程建设效率和质量安全等方面具有突出的优势，可以为绿色建筑及建筑工业化实现规模化、高效益和可持续发展提供技术支撑。为此，技术人员进行了多方面的探索，设计了多种方案，对GRC幕墙的防水、抗震、绿植等结构进行了深入地探索，取得了一些列的成果。

随着复合材料幕墙，尤其是GRC幕墙结构的不断涌现，亟需一些标准化的方法来对幕墙的物理性能（例如抗拉、抗拔等）进行检测，以规范幕墙的制作安装和施工，统一幕墙的各项标准，从而推动复合材料幕墙，尤其是GRC幕墙的快速发展。

发明内容

发明目的：提供一种用于测定幕墙物理性能的机构，以解决幕墙抗拉拔和/或抗剪检测的问题，同时提供一种基于上述用于测定幕墙物理性能的装置的检测方法。

技术方案：用于测定幕墙物理性能的机构，包括：

本体，具有竖直工作面和水平工作面，所述竖直工作面和水平工作上各设置有若干定位孔；

压紧组件，包括设置在所述水平工作面上的第一水平压紧组件，和/或设置在所述竖直工作面上的第一竖直夹紧组件；所述第一水平压紧组件通过螺杆与本体固定连接；所述第一水平压紧组件用于将试件压紧在水平工作面上；所述第一竖直夹紧组件通过螺杆与本体固定连接；所述第一竖直夹紧组件用于将试件压紧在竖直工作面上；

测力计固定部，固定于水平工作面下方。

根据本方案的一个方面，进一步为：

所述水平压紧组件包括第一框架，固定于第一框架一侧的侧向定位件，设置在第一框架另一侧的螺栓，以及沿第一框架四周开设的第一压紧杆；所述螺栓的位置与定位孔对应。

根据本方案的一个方面，进一步为：

所述第一竖直夹紧组件包括横向压紧组件、竖向挡止组件和纠偏组件；

所述横向压紧组件与竖直工作面平行设置，并通过螺栓固定于水平工作面上，所述横向压紧组件上设置有若干螺孔部，以及与所述螺孔部适配的、可调节自由端与竖直工作面间距的第二压紧杆；所述竖向挡止组件通过螺栓固定在竖直工作面上，竖向挡止组件具有一与水平工作面平行的挡止部；所述纠偏组件包括螺接在竖直工作面上的支撑杆及转动连接在支撑杆上的辊筒。

根据本方案的一个方面，进一步为：所述水平工作面上设置有垫板，和/或所述第一压紧杆端部设置有垫片。

根据本方案的一个方面，进一步为：所述竖直工作面设置有垫板，和/或所述第二压紧杆端部设置有垫片。

根据本方案的一个方面，进一步为：所述本体采用方管焊接而成，所述压紧组件采用槽钢和/或方管焊接而成。

根据本方案的一个方面，进一步为：所述挡止部的横截面为Z形。

根据本方案的一个方面，进一步为：所述横向压紧组件的横截面为L形。

一种测定幕墙物理性能的方法，采用上述任一方案所述的用于测定幕墙物理性能的机构，所述方法包括如下步骤：

步骤1、将上述用于测定幕墙物理性能的机构安装在电子万能试验机上；

步骤2、根据测量的实验参数，调整第一水平压紧组件和/或第一竖直夹紧组件的位置，安装或拆卸部分构件；

步骤3、将试件安装在用于测定幕墙物理性能的机构上，通过第一水平压紧组件和/或第一竖直夹紧组件将其压紧；

步骤4、将电子万能试验机的夹具和测力计分别与试件上的钢筋以及测力计固定部连接；

步骤5、开启试验机，记录实验数据。

本发明的有益效果：提供了一种多功能的、可以测量复合材料幕墙物理性能，尤其是抗剪、抗拉拔性能的结构，测量数据准确，标准统一，解决了当前幕墙产品物理性能测量标准不一、准确度不够的问题。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的侧视图。

图3是本发明的俯视图。

图4是本发明另一实施例的主视图。

图5是本发明另一实施例的侧视图。

图6是本发明另一实施例的仰视图。

图1至图6中的各标注为：本体1、压紧组件2、测力计固定部3、竖直工作面11、水平工作面12、第一水平压紧组件21、第一竖直夹紧组件22、第一框架211、侧向定位件212、螺栓213、第一压紧螺杆214、垫板215、顶杆216、横向压紧组件221、竖向挡止组件222、纠偏组件223、GRC面板a、锚固筋b 。

具体实施方式

结合附图说明，描述本发明的相关技术细节和工作原理。

为了解决幕墙的物理性能测定的问题，申请人进行了深入地探索，由于复合材料幕墙，特别是GRC幕墙属于新兴的产品，国内的工程案例较少，相关的规范和标准并不齐全，相关性能的检测标准不一，数据差别较大。同时，现有的金属幕墙或厚度很大的混凝土幕墙的相关检测方法和装置并不能用于复合材料幕墙。其原因在于，金属幕墙的连接件与幕墙板是焊接固定的，其物理性能和结构与复合材料幕墙相差很大，金属幕墙的试件可以直接安装固定在试验机上进行测试。厚度很大的混凝土幕墙，其结构与复合材料幕墙相差也很大，由于混凝土幕墙的厚度很大，因此连接件（锚固筋）可以直接预埋在墙板内部，无需设置加厚的预埋部，因此，其安装在试验机或采用反力测量装置上时，锚固筋周围的幕墙板不容易发生形变，实验参数能够较好地体现连接强度。

但是，对于复合材料幕墙，尤其是GRC幕墙而言，上述的装置和方法均无法采用。其原因主要是，复合材料幕墙的面板厚度很小，大部分区域的厚度一般为1至6cm，在预埋部，其厚度一般为2.5~8cm。因此，预埋部与墙板其他区域形成一个厚度不同的结构，锚固筋被包覆在预埋部中，如果直接将试件固定在试验机上，预埋部的边缘与面板其他区域的交界处将首先被破坏，测量的数据是不准确的。同时，试验机的测力计及夹具也不方便与试件同时直接连接。

另外，采用反力框架和千斤顶的方式，也非常不方便，需要重新设计一种新的测力装置，然后做数据标定。其方案相对于采用标准化的试验机，更为复杂和繁琐，成本较高。

如图1至3所示，描述本申请的一个实施例，如图1所示，该用于测定幕墙物理性能的机构主要包括本体1、压紧组件2和测力计固定部3。本体由槽钢、钢板、钢管或方管焊接/螺接/铆接而成。在该实施例中，本体的截面成L形，具有一个竖直工作面11和一个水平工作面12。本体主要提供墙板试件的固定安装区域。其主要的目的是试件与本体相对固定连接，形成一个便于安装在电子万能实验机上的结构，从而便于对幕墙的性能进行测试，避免墙板预先被应力破坏，提高数据的准确性。

如图1所示，描述第一水平压紧组件21及其工作原理。第一水平压紧组件主要包括第一框架211、侧向定位件212、螺栓213和第一压紧螺杆214 。如图所示，第一框架由槽钢、钢板、方管或其他材料焊接/螺接/铆接而成，形成一个中部空心的近似四边形的整体。侧向定位件位于第一框架的一侧，其自由端沿第一框架所在的平面延伸，该侧向定位件与竖直工作面上的定位孔适配。与侧向定位件相对的另一端，第一框架上设置有若干螺纹孔，螺栓穿过该螺纹孔并连接至水平工作面上。通过侧向定位件和螺栓，将第一框架与本体相对固定连接。第一框架的周围，均匀开设有压紧螺纹孔，第一压紧螺杆穿过相应的压紧螺纹孔并压紧在复合材料幕墙的面板上。

在优选的实施例中，水平工作面上设置有垫板215，第一压紧螺杆的端部设置有垫片，从而使墙板被夹紧的同时，避免与夹紧结构之间形成刚性接触，防止局部应力过大，导致墙板的非正常破坏，进而导致测量数据的不准确。

在进一步的实施例中，在水平工作面的一侧，即与竖直工作面相对的一侧，设置有顶杆216，通过该顶杆与试验机上的通孔连接，限定本体的运动方向，防止本体发生倾斜，从而导致测量数据不准确。

在上述各实施例中，幕墙的面板b被压紧固定在水平工作面上，锚固筋a垂直于水平工作面，锚固筋的位置与测力计固定部的位置上下对应。当试验机的夹具与锚固筋连接，试验机的测力计与测力计固定部连接时，开启试验机，即可测量该墙板锚固节点的抗拉拔性能，由于墙板被压紧在本体上，且本体被固定，不能发生侧偏，因此测量的准确度大大提高。

在进一步的实施例中，水平压紧组件和/或竖直夹紧组件可以采用转动或滑动结构，从而能够避免在操作空间较小的万能试验机下，需要拆卸和安装相关组件，进一步提高实验效率。例如水平压紧组件设计为可转动的两部分，可向工作空间（放置试件的区域）外侧进行转动，即水平压紧组件为两个水平压紧单元，水平压紧单元的端部与本体转动连接，两个水平压紧单元的另一端（自由端）通过固定杆（插杆或螺杆）相互固定，并与本体固定，从而避免水平压紧单元之间相互偏离，以及防止水平压紧单元的自由端向上或向下偏转，保持水平压紧单元的各处基本在同一水平面内。或者，水平压紧组件与本体滑动连接，例如在本体的竖直面上设置有滑动轨道，水平压紧组件的一端通过滑动轴承沿该滑动轨道移动，滑动轨道上安装有锁紧件，当水平压紧组件移动至预期位置时，两端通过锁紧件固定；水平压紧组件的另一端，即自由端，通过螺杆或插杆，与本体固定连接，进行锁紧。再或者，水平压紧组件与本体之间形成转动连接，可以向上翻转，并定位，从而空出工作空间。

同理，竖直夹紧组件亦可以采用滑动或转动连接，本体上设置有滑轨或滑杆，横向压紧组件通过滑动轴承沿其轴向移动，横向压紧组件的两端设置有锁紧件，在达到预期位置是，通过锁紧件与本体之间固定连接。相关结构不再详细描述。

如图4至6所示，描述第一竖直夹紧组件22及其工作原理。如图4所示，该第一竖直夹紧组件主要包括横向压紧组件221、竖向挡止组件222和纠偏组件223。该竖直工作面主要用于测量幕墙的抗剪性能。横向压紧组件包括横截面大致呈L形的主体部221a，在该主体部221a一侧上设置的定位螺栓221c，以及固定在主体部另一侧的若干个水平压紧螺杆221b。横向压紧组件主要用于压紧墙板的下端部，防止其受力倾斜，进而造成数据不准确。竖向挡止组件主要包括Z形挡止部222a、以及将Z形挡止部固定在竖直工作面上的定位螺栓222b。Z形挡止部的一端形成加强部222c 。竖向挡止组件主要用于限制墙板的竖向移动，将墙板与本体连接固定。纠偏组件223主要包括凵形的支撑杆223b，将支撑杆两侧杆固定在竖直工作面上的螺栓223a，以及转动连接在支撑杆的横杆上的辊筒223c 。纠偏组件主要用于对墙板的上端进行定位，防止墙板上端偏移，提高测量的准确性。

在进一步的实施例中，竖直工作面设置有竖直垫板和水平垫板，压紧螺杆的端部设置有垫片。防止面板的局部与钢结构直接接触，造成局部受力过大，从而面板首先被非正常破坏。

在进一步的实施例中，为了防止墙板的左右偏移，在其左右两侧亦设置有纠偏组件，其结构与上述纠偏结构基本相同或相同，从而在三个方向上阻止墙板的倾斜，进而进一步提高测量的准确度。

在更优选的实施例中，辊筒上套设一个直径更大的套筒，降低辊筒的转动频率，从而避免当墙板表面不太光滑时，由于辊筒转动速度快而造成墙板振动频率较高，对连接处造成非正常破坏。进而提高了测量的准确性。

在更进一步的实施例中，提供一种测定幕墙物理性能的方法，采用上述任一方案所述的用于测定幕墙物理性能的机构，方法包括如下步骤：

步骤1、将上述用于测定幕墙物理性能的机构安装在电子万能试验机上；

步骤2、根据测量的实验参数，调整第一水平压紧组件和/或第一竖直夹紧组件的位置，安装或拆卸部分构件；

步骤3、将试件安装在用于测定幕墙物理性能的机构上，通过第一水平压紧组件和/或第一竖直夹紧组件将其压紧；

步骤4、将电子万能试验机的夹具和测力计分别与试件上的钢筋以及测力计固定部连接；

步骤5、开启试验机，记录实验数据。

从上述实施例可知，本申请解决了复合材料幕墙的物理性能测定问题，尤其是解决了抗拉拔和抗剪性能测定，填补了复合材料幕墙性能测定装置的空白。在上述某实施例中，抗剪和抗拉可以在同一装置中实现，或者通过拆卸和安装部分零件的方式在同一装置中实现。在可拆卸的设计方案中，拆卸结构不仅实现了拆装方便，拆装速度快，节省实验时间，而且装置的强度能够符合实验的要求。夹紧组件或压紧组件与本体可以有一定的调整空间，具体可以采用在本体上设置多组螺纹孔的方式实现，通过对样品/压紧或夹紧组件的位置进行调整，或通过加设垫片的方式，可以对样品制作过程中的误差进行调整，提高测定数据的准确性。可以根据工况对其中心位置进行调整，即进行前后左右调整，或者在垂直方向上调整。在上述实施例中，由于夹紧或压紧机构的作用，以及设置有纠偏机构，可以防止撬动和扭转的破坏效应。总之，该结构可以解决样品误差，安装误差以及引起的偏心、撬动和扭转效应，大幅提高抗拉和抗剪测量数据的准确性。

需要说明的是，由于根据试验机的尺寸的不同，可以设置两个竖直工作面，从而进行多组测量。同时，竖直工作面上的第一竖直夹紧组件与第一水平夹紧组件通过错位的方式安装，进而能够在不拆卸相关零件的情况下，测量抗拉的性能和抗剪的性能。另外，如果试验机的尺寸较小，工作空间较小，可以通过拆卸相关零件的方式，进行分别测量。例如在使用第一水平压紧组件测量抗拉性能时，拆除部分或全部的第一竖直夹紧组件。当测量完成后，再将第一水平夹紧组件拆下，安装第一竖直夹紧组件，进而测量抗剪性能。

根据不同的工况，相关构件或零件的安装固定方式可以改变，这种改变并不影响其实质性内容和设计思想。

需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.用于测定幕墙物理性能的机构，其特征在于，包括：

本体，具有竖直工作面和水平工作面，所述竖直工作面和水平工作上各设置有若干定位孔；

压紧组件，包括设置在所述水平工作面上的第一水平压紧组件，和/或设置在所述竖直工作面上的第一竖直夹紧组件；所述第一水平压紧组件通过螺杆与本体固定连接；所述第一水平压紧组件用于将试件压紧在水平工作面上；所述第一竖直夹紧组件通过螺杆与本体固定连接；所述第一竖直夹紧组件用于将试件压紧在竖直工作面上；

测力计固定部，固定于水平工作面下方。

2.根据权利要求1所述的用于测定幕墙物理性能的机构，其特征在于，

所述第一水平压紧组件包括第一框架，固定于第一框架一侧的侧向定位件，设置在第一框架另一侧的螺栓，以及沿第一框架四周布设的第一压紧杆；所述螺栓的位置与定位孔对应。

3.根据权利要求1所述的用于测定幕墙物理性能的机构，其特征在于，

所述第一竖直夹紧组件包括横向压紧组件、竖向挡止组件和纠偏组件；

所述横向压紧组件与竖直工作面平行设置，并通过螺栓固定于水平工作面上，所述横向压紧组件上设置有若干螺孔部，以及与所述螺孔部适配的、可调节自由端与竖直工作面间距的第二压紧杆；所述竖向挡止组件通过螺栓固定在竖直工作面上，竖向挡止组件具有一与水平工作面平行的挡止部；所述纠偏组件包括螺接在竖直工作面上的支撑杆及转动连接在支撑杆上的辊筒。

4.根据权利要求2所述的用于测定幕墙物理性能的机构，其特征在于，所述水平工作面上设置有垫板，和/或所述第一压紧杆端部设置有垫片。

5.根据权利要求3所述的用于测定幕墙物理性能的机构，其特征在于，所述竖直工作面设置有垫板，和/或所述第二压紧杆端部设置有垫片。

6.根据权利要求1所述的用于测定幕墙物理性能的机构，其特征在于，所述本体采用方管焊接而成，所述压紧组件采用槽钢和/或方管焊接而成。

7.根据权利要求3所述的用于测定幕墙物理性能的机构，其特征在于，所述挡止部的横截面为Z形。

8.根据权利要求3所述的用于测定幕墙物理性能的机构，其特征在于，所述横向压紧组件的横截面为L形。

9.一种测定幕墙物理性能的方法，其特征在于，采用权利要求1至8任一项所述的用于测定幕墙物理性能的机构，所述方法包括如下步骤：

步骤1、将上述用于测定幕墙物理性能的机构安装在电子万能试验机上；

步骤2、根据测量的实验参数，调整第一水平压紧组件和/或第一竖直夹紧组件的位置，安装或拆卸部分构件；

步骤3、将试件安装在用于测定幕墙物理性能的机构上，通过第一水平压紧组件和/或第一竖直夹紧组件将其压紧；

步骤4、将电子万能试验机的夹具和测力计分别与试件上的钢筋以及测力计固定部连接；

步骤5、开启试验机，记录实验数据。