CN109708977A - 一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置，包括反力框架、两根侧向支撑梁及两个滑轮连接件，反力框架内装设有待测试构件和加载装置，侧向支撑梁安装在待测试构件的两侧，两个滑轮连接件分别位于待测试构件与侧向支撑梁之间，所述滑轮连接件的固定端与待测试构件固定连接，所述滑轮连接件的转动端抵触在侧向支撑梁上并可在加载装置的作用下转动；或滑轮连接件的固定端与侧向支撑梁固定连接，滑轮连接件的转动端抵触在待测试构件上并可在加载装置的作用下转动。上述方案提供平面外防屈曲侧向支撑装置，解决了现有低周反复加载试验过程中待测试构件不在同一平面内变形即扭转的实际问题，有效提高了试验的准确性和可靠性。

Description

一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置

技术领域

本发明涉及低周反复加载试验设备技术领域，具体涉及一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置。

背景技术

低周反复加载试验又称静力试验或拟静力试验，是指通过控制荷载或位移对待测试构件进行低周反复加载，以研究待测试构件在地震荷载作用下的恢复特性和耗能能力，进而从强度、变形和能量三方面判别和鉴定待测试构件的抗震性能，为改进抗震设计方法、修改建筑抗震设计提供依据。

目前，低周反复加载试验装置加载装置包括水平加载装置和竖直加载装置，现有技术中由于加载装置加载端是固定不动的，在加载过程中待测试构件在受低周反复荷载时极易因为无侧向支撑而导致严重的偏心及扭转，也易因为过度约束限制结构受力变形，使得试验数据的误差较大，难以取得较为精准的试验数据。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置，该支撑装置在为待测试构件提供足够侧向支撑力的条件下，又保障了待测试构件的正常变形。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置，包括一反力框架、两根侧向支撑梁及两个滑轮连接件，所述反力框架内置有待测试构件和装设有分别向所述待测试构件提供竖向荷载、水平荷载的加载装置，所述侧向支撑梁对称安装在所述待测试构件的两侧，所述滑轮连接件的固定端与所述待测试构件固定连接，所述滑轮连接件的转动端抵触在所述侧向支撑梁上并可在加载装置的作用下转动；或所述滑轮连接件的固定端与所述侧向支撑梁固定连接，所述滑轮连接件的转动端抵触在所述待测试构件上并可在加载装置的作用下转动。

上述方案提供的用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置使用时，将待测试构件固定在反力框架内，竖向加载装置和水平加载装置对应安装在反力框架上且其加载端对准待测试构件设置，当加载装置向待测试构件施加作用力时，由于待测试构件与侧向支撑梁通过滑轮连接件可转动连接，可使待测试构件扭转变形的作用力将通过滑轮连接件转动产生摩擦力而消耗，进而使得待测试构件变形只能垂直于加载方向变形，由此解决了现有低周反复加载试验过程中待测试构件不在同一平面内变形即扭转的实际问题，有效提高了试验的准确性和可靠性。

为了更好实现上述方案，优选地，每个所述滑轮连接件均包括一螺栓，至少一个滑轮、至少两块连接板及若干个垫片，所述滑轮与所述连接板平行设置且所述滑轮位于相邻两块所述连接板之间，所述垫片夹设于所述滑轮与所述连接板之间，所述螺栓穿设于所述连接板、所述垫片及所述滑轮的轴孔形成所述滑轮连接件。

优选地，所述待测试构件为圆钢管混凝土柱式构件，所述连接板的一端固定于所述圆钢管混凝土柱式构件的圆周面上，所述连接板的另一端为自由端且该端与所述侧向支撑梁之间具有间隙，所述滑轮抵触在所述侧向支撑梁上并可在加载装置的作用下转动。

优选地，所述连接板固定端的端面为与所述圆钢管混凝土柱式构件圆周面相配合的圆弧面。

优选地，所述侧向支撑梁为工字型钢，所述滑轮抵触在所述侧向支撑梁槽体的内表面。

优选地，所述待测试构件为梁式构件，所述连接板一端固定于所述侧向支撑梁上，所述连接板的另一端为自由端且该端与所述梁式构件之间具有间隙，所述滑轮抵触在所述梁式构件上并可在加载装置的作用下转动。

优选地，所述侧向支撑梁为工字型钢，所述连接板固定在所述侧向支撑梁槽体的内表面。

优选地，所述反力框架包括一悬挂梁、至少两根第一钢梁、至少两根第二钢梁及四根立柱，四根所述立柱垂直于地面设置并围成矩形结构，每根所述第一钢梁均垂直连接于相邻两根所述立柱的上部，每根所述第二钢梁均垂直连接于相邻两根所述立柱的下部，相对设置的两根所述第一钢梁形成的平面、相对设置的两根所述第二钢梁形成的平面均与待测试构件竖向加载方向垂直，所述悬挂梁的两端对应垂直连接于两根所述第一钢梁的中部。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为实施例1提供的一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置的立体示意图；

图2为图1所示的一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置的的正视图；

图3为图1所示的一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置的的侧视图；

图4为图2中滑轮连接件的放大图；

图5为图4所示滑轮连接件的侧视图；

图6为图4所示滑轮连接件的俯视图；

图7为实施例2提供的一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置的主视图；

图8为实施例2提供的一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置的侧视图；

图9为图7中所示滑轮连接件的俯视图；

附图标记中：

10、待测试构件；11、圆柱形钢柱；12、连接梁A；13、正方形钢柱；14、连接梁B；

20、反力框架；21、悬挂梁；22、第一钢梁；23、第二钢梁；24、立柱；

30、侧向支撑梁；

40、滑轮连接件；41、螺栓；42、滑轮；43、连接板；44、垫片。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

参照图1至图6，本实施例提供一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置，其包括反力框架20、两根侧向支撑梁30及两个滑轮连接件40。

如图1至图3所示，所述反力框架20内装设有待测试构件10和分别向待测试构件10提供竖向荷载、水平荷载的加载装置(加载装置图中未示出)，两根侧向支撑梁30对称安装在待测试构件10的两侧，两个滑轮连接件40分别位于待测试构件10与侧向支撑梁30之间，两个滑轮连接件40分别位于待测试构件10与侧向支撑梁30之间；所述滑轮连接件40的固定端与待测试构件10固定连接，滑轮连接件40的转动端抵触在侧向支撑梁30上并可在加载装置的作用下转动；或滑轮连接件40的固定端与侧向支撑梁30固定连接，滑轮连接件40的转动端抵触在待测试构件10上并可在加载装置的作用下转动。。

具体地，在本实施例中，所述反力框架20包括一悬挂梁21、至少两根第一钢梁22、至少两根第二钢梁23及四根立柱24，四根立柱24垂直固定于地面并围成矩形框结构，每根第一钢梁22均垂直连接于相邻两根立柱的上部，每根第二钢梁23均垂直连接于相邻两根立柱的下部，相对设置的两根第一钢梁22形成的平面、相对设置的两根第二钢梁23形成的平面均与待测试构件10竖向加载方向垂直，悬挂梁21的两端对应垂直连接于两根第一钢梁22的中部。

具体地，在本实施例中，所述第一钢梁22和第二钢梁23均为两根，且相互平行设置，所述立柱24分别与第一钢梁22、第二钢梁23通过高强度螺栓连接，所述第二钢梁23与悬挂梁21同样通过高强度螺栓连接，这种连接方式便于整个支撑装置的拆装，以使平面外防屈曲侧向支撑装置重复使用。

具体地，所述悬挂梁21优选工型钢结构，这样便于利用工型钢所具有的槽体安装竖向加载装置，以使竖向加载装置在加载过程中更安全、更稳定的运行。

在本实施例中，所述待测试构件10为圆钢管混凝土柱式构件，该圆钢管混凝土柱式构件包括垂直设置在地面的两根圆柱形钢柱11和连接在两根圆柱形钢柱11上部的连接梁A12，所述圆柱形钢柱11的上端伸出连接梁A12，以使圆柱形钢柱11的上端面形成竖向加载的荷载面。

在本实施例中，每个滑轮连接件40均包括一螺栓41，至少一个滑轮42、至少两块连接板43及若干个垫片44，滑轮42与连接板43平行设置且滑轮42位于相邻两块连接板43之间，垫片44夹设于滑轮42与连接板43之间，螺栓41穿设于连接板43、垫片44及滑轮42的轴孔形成所述滑轮连接件40，在本实施例中，优选地，所述连接板43为三块，所述滑轮42为两块。

具体地，所述连接板43的一端固定于圆钢管混凝土柱式构件的圆周面上，所述连接板43的另一端为自由端且该端与侧向支撑梁30之间具有间隙，为了保证连接板43与圆钢管混凝土柱式构件连接的可靠性，优选地，可将连接板43固定端的端面设置成与圆柱形钢柱11圆周面相配合的圆弧面且连接板43与圆柱形钢柱11通过焊接连接，所述连接板43与侧向支撑梁30之间的间隙必须保证在规定的范围内待测试构件10受压、受拉变形后不会抵触在侧向支撑梁30表面，进而确保低周反复加载试验数据的准确性。

在本实施例中，优选地，所述侧向支撑梁30为工字型钢，所述滑轮42抵触在侧向支撑梁30槽体的内表面，这样可避免待测试构件10荷载变形后滑轮42脱离侧向支撑梁30失去支撑作用。

本实施例提供的平面外防屈曲侧向支撑装置使用时，将待测试构件固定在反力框架内，竖向加载装置和水平加载装置对应安装在反力框架上且其加载端对准待测试构件设置，当加载装置向待测试构件施加作用力时，由于待测试构件10与侧向支撑梁30通过滑轮连接件40可转动连接，使得待测试构件10扭转变形的作用力将通过滑轮连接件40转动产生的摩擦力而消耗，进而使得待测试构件10变形只能垂直于加载方向变形，由此解决了现有低周反复加载试验过程中待测试构件10不在同一平面内变形即扭转的实际问题，大幅降低待测试构件10在低周反复荷载作用下的试验误差，有效提高了试验的准确性和可靠性。

在本实施例中，所述防屈曲侧向支撑装置中所有部件均基于常见几何形状设计，加工快捷，成本低廉，在使用时可根据实际情况调整安装位置及数量，具有重复利用性高，适应范围广的优点。

实施例2：

如图7至9，本实施例同样提供一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置，其与实施例1不同的是：所述待测试构件10为梁式构件，所述梁式构件包括两根正方形钢柱13和连接两根正方形钢柱13的连接梁B14。

具体地，在本实施例中，所述连接板43一端固定于侧向支撑梁30上，所述连接板43的另一端为自由端且该端与梁式构件之间具有间隙，所述滑轮42抵触在梁式构件上并可在加载装置的作用下转动。当然滑轮42也可以抵触在连接梁B14的端面上。

在本实施例中，所述连接板43与梁式构件之间的间隙必须保证在规定的范围内待测试构件10受压、受拉变形后与梁式构件表面接触，以确保低周反复加载试验数据的准确性。

在本实施例中，所述侧向支撑梁30为工字型钢，连接板43固定在侧向支撑梁30槽体的内表面。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置，包括一反力框架(20)，所述反力框架(20)内置有待测试构件(10)和装设有分别向所述待测试构件(10)提供竖向荷载、水平荷载的加载装置，其特征在于，还包括：

两根侧向支撑梁(30)，所述侧向支撑梁(30)对称安装在所述待测试构件(10)的两侧；

及两个滑轮连接件(40)，两个所述滑轮连接件(40)分别位于所述待测试构件(10)与所述侧向支撑梁(30)之间；所述滑轮连接件(40)的固定端与所述待测试构件(10)固定连接，所述滑轮连接件(40)的转动端抵触在所述侧向支撑梁(30)上并可在加载装置的作用下转动；或所述滑轮连接件(40)的固定端与所述侧向支撑梁(30)固定连接，所述滑轮连接件(40)的转动端抵触在所述待测试构件(10)上并可在加载装置的作用下转动。

2.根据权利要求1所述的一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置，其特征在于：每个所述滑轮连接件(40)均包括一螺栓(41)，至少一个滑轮(42)、至少两块连接板(43)及若干个垫片(44)，所述滑轮(42)与所述连接板(43)平行设置且所述滑轮(42)位于相邻两块所述连接板(43)之间，所述垫片(44)夹设于所述滑轮(42)与所述连接板(43)之间，所述螺栓(41)穿设于所述连接板(43)、所述垫片(44)及所述滑轮(42)的轴孔形成所述滑轮连接件(40)。

3.根据权利要求2所述的一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置，其特征在于：所述待测试构件(10)为圆钢管混凝土柱式构件，所述连接板(43)的一端固定于所述圆钢管混凝土柱式构件的圆周面上，所述连接板(43)的另一端为自由端且该端与所述侧向支撑梁(30)之间具有间隙，所述滑轮(42)抵触在所述侧向支撑梁(30)上并可在加载装置的作用下转动。

4.根据权利要求3所述的一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置，其特征在于：所述连接板(43)固定端的端面为与所述圆钢管混凝土柱式构件圆周面相配合的圆弧面。

5.根据权利要求4所述的一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置，其特征在于：所述侧向支撑梁(30)为工字型钢，所述滑轮(42)抵触在所述侧向支撑梁(30)槽体的内表面。

6.根据权利要求1所述的一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置，其特征在于：所述待测试构件(10)为梁式构件，所述连接板(43)一端固定于所述侧向支撑梁(30)上，所述连接板(43)的另一端为自由端且该端与所述梁式构件之间具有间隙，所述滑轮(42)抵触在所述梁式构件上并可在加载装置的作用下转动。

7.根据权利要求6所述的一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置，其特征在于：所述侧向支撑梁(30)为工字型钢，所述连接板(43)固定在所述侧向支撑梁(30)槽体的内表面。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种用于低周反复加载试验的平面外防屈曲侧向支撑装置，其特征在于：所述反力框架(20)包括一悬挂梁(21)、至少两根第一钢梁(22)、至少两根第二钢梁(23)及四根立柱(24)，四根所述立柱(24)垂直于地面设置，每根所述第一钢梁(22)均垂直连接于相邻两根所述立柱的上部，每根所述第二钢梁(23)均垂直连接于相邻两根所述立柱的下部，相对设置的两根所述第一钢梁(22)形成的平面、相对设置的两根所述第二钢梁(23)形成的平面均与待测试构件(10)竖向加载方向垂直，所述悬挂梁(21)的两端对应垂直连接于两根所述第一钢梁(22)的中部。