CN110658066A - 井字梁结构轴压试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了井字梁结构轴压试验装置，夹具部分对试件起固定支撑和对中作用，夹具分别由两组夹具长板(8)、夹具短板(7)组成，每组夹具长板(8)、夹具短板(7)通过螺栓(5)垂直连接组成L型结构，两组L型结构通过侧部拼接成矩形结构。对中加载部分起调整井字梁试件(4)载荷分布和对中的作用，测量部分用来安装千分表，测量部分包括测量板(8)和千分表。将四个千分表分别安装在四个测量板(8)上。本发明可以有效地提高测量精度，降低测量成本，实现对井字梁结构轴向压缩试验变形的高精度测量。

Description

井字梁结构轴压试验装置
技术领域
本发明是一种对井字梁结构轴向压缩力学性能试验的新型试验装置，可以有效地提高测量精度，降低测量成本，实现对井字梁结构轴向压缩试验变形的高精度测量。
背景技术
井字梁是指不分主次、相互交叉、高度相当、且呈井字型的梁，是一种空间内力结构体系。井字梁是双向板演化发展的一种结构形式，二者具有相似的受力特点。双向板是两个方向都承受弯矩的构件，当跨度增大时，双向板自身的厚度和自重也会相应增加，这就使得双向板下部的混凝土受拉区域受到较大的拉裂而易于出现裂缝现象，降低了结构的抗压能力，因而，在双向板跨度增大对应的板厚需要增加时，只有在受拉钢筋的地方增加板厚，其他地方的板厚保持不变，同时把受力钢筋集中在几条带状区域内，这些条状区域的板厚增大，就形成了井字梁的结构形式，有效地减轻了板的自重，充分发挥了各材料的受力性能。
井字梁结构的应用离不开其力学性能的测试。其中，井字梁的可以通过测量其侧压试验的破坏载荷和试件尺寸并经过相关计算得到，但目前通用的井字梁结构轴向压缩力学性能试验标准夹具测量精度较低，可操作性较差，原因是在安装过程中难以保证压头对中，影响试验结果；标准中的夹具无法保证压头轴线与试件垂直，导致试件两侧受力不均，使得测量出的试件侧压承载力偏低；标准中夹具稳定性较差，一旦在试验过程中有横向力扰动，试件有可能会倾倒导致试验失败；在标准中，引伸计安装方法和安装位置不明确，无法有效指导实际试验的执行。
发明内容
为了改善现有的井字梁结构轴向压缩测量标准中测量精度低、可操作性较差的现状，本发明提供了一种井字梁结构轴向压缩试验装置。该装置解决了试件安装过程中和加载过程中的对中问题，大大降低安装误差和加载误差对试验结果的影响，进而提高井字梁结构轴向压缩模量的计算精度。
本发明采用的技术方案为井字梁结构轴压试验装置，该轴压试验装置由夹具部分、对中加载部分和测量部分组成。
夹具部分对试件起固定支撑和对中作用，夹具分别由两组夹具长板(8)、夹具短板(7)组成，每组夹具长板(8)、夹具短板(7)通过螺栓(5)垂直连接组成L型结构，两组L型结构通过侧部拼接成矩形结构。
夹具长板(8)、夹具短板(7)上均设有开槽，开槽发位置由测量板(6)的安装位置确定，井字梁试件(4)放置在夹具长板(8)、夹具短板(7)上，测量板(6)放置在夹具长板(8)、夹具短板(7)的凹槽内，实现井字梁试件(4)的对中安装。
对中加载部分起调整井字梁试件(4)载荷分布和对中的作用，对中加载部分包括上压头(1)、下压头(2)和垫块(3)。下压头(2)通过螺纹与垫块(3)连接，上压头(1)安装在下压头(2)上，两者之间为球面接触，并通过四个弹簧(9)和八个拧紧螺栓(10)连接。上压头(1)、下压头(2)连接以后相互之间可以转动，保证试验机的载荷能够垂直作用于下压头(2)，有效减少试验机误差对试验结果的影响。
测量部分用来安装千分表，测量部分包括测量板(8)和千分表。将四个千分表分别安装在四个测量板(8)上。
测量时，四个千分表度数取平均，试验夹具安装时首先对井字梁试件(4)进行预加载，根据千分表示数的差别大小来判断井字梁试件(4)安装是否对中，如果不对中向示数较大的方向移动试件，直到千分表示数相近。
附图说明
图1为试验装置的整体结构细节图。
图2为整体结构正视图。
图3为整体结构俯视图。
图4为井字梁试件细节图。
图中：1、上压头，2、下压头，3、垫块，4、井字梁，5、螺栓，6、测量板，7、夹具短板，8、夹具长板，9、弹簧，10、拧紧螺钉。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
井字梁结构轴压试验装置的实施过程如下：
a)对试验试件进行测量。测量试件的质量以及图4中标记的A、B、C、M、D、L、H参数尺寸、7个标记表面粗糙度、底面与上表面平行度、四根梁两两相对的平行度、四根梁与底面的垂直度。
b)安装试验试件。将试验件的8个支撑面搭放在夹具上，使试件除8个支撑面外其余部分不接触夹具(7、8)，试件上端面与垫块(3)相连，垫块(3)自动定位并使其自动对中，将夹具(7、8)平放在试验机工作台上。
c)安装对中加载部分。上下压头(1、2)通过螺纹连接安装在垫块(3)上，并通过弹簧(9)和拧紧螺栓(10)连接上下压头(1、2)。
d)安装测量部分。将四个千分表分别安装在四个测量板(8)上，测量时四个千分表度数取平均。
e)预加载。为防止井字梁试件(4)安装不对称，试验前对装置进行预加载，观察千分表示数的差别大小来判断井字梁试件(4)安装是否对中，如果不对中向示数较大的方向移动试件，直到千分表示数相近。
f)进行试验。对井字梁试样施加轴压载荷并进行逐级加载，每级载荷3kN分10级从0kN加载到30kN，再由30kN逐级卸载。记录试验数据。

Claims (3)

1.井字梁结构轴压试验装置，其特征在于：由夹具部分、对中加载部分和测量部分组成；
夹具部分对试件起固定支撑和对中作用，夹具分别由两组夹具长板(8)、夹具短板(7)组成，每组夹具长板(8)、夹具短板(7)通过螺栓(5)垂直连接组成L型结构，两组L型结构通过侧部拼接成矩形结构；
夹具长板(8)、夹具短板(7)上均设有开槽，开槽发位置由测量板(6)的安装位置确定，井字梁试件(4)放置在夹具长板(8)、夹具短板(7)上，测量板(6)放置在夹具长板(8)、夹具短板(7)的凹槽内，实现井字梁试件(4)的对中安装；
对中加载部分起调整井字梁试件(4)载荷分布和对中的作用，对中加载部分包括上压头(1)、下压头(2)和垫块(3)；下压头(2)通过螺纹与垫块(3)连接，上压头(1)安装在下压头(2)上，两者之间为球面接触，并通过四个弹簧(9)和八个拧紧螺栓(10)连接；上压头(1)、下压头(2)连接以后相互之间能够转动，保证试验机的载荷能够垂直作用于下压头(2)，有效减少试验机误差对试验结果的影响；
测量部分用来安装千分表，测量部分包括测量板(8)和千分表；将四个千分表分别安装在四个测量板(8)上。
2.根据权利要求1所述的井字梁结构轴压试验装置，其特征在于：测量时，四个千分表度数取平均，试验夹具安装时首先对井字梁试件(4)进行预加载，根据千分表示数的差别大小来判断井字梁试件(4)安装是否对中，如果不对中向示数较大的方向移动试验试件，直到千分表示数相近。
3.根据权利要求1所述的井字梁结构轴压试验装置，其特征在于：井字梁结构轴压试验装置的实施过程如下：
a)对试验试件进行测量；测量试验试件的质量以及标记参数尺寸、7个标记表面粗糙度、底面与上表面平行度、四根梁两两相对的平行度、四根梁与底面的垂直度；
b)安装试验试件；将试验件的八个支撑面搭放在夹具上，使试件除八个支撑面外其余部分不接触夹具，试件上端面与垫块(3)相连，垫块(3)自动定位并使其自动对中，将夹具平放在试验机工作台上；
c)安装对中加载部分；上下压头通过螺纹连接安装在垫块(3)上，并通过弹簧(9)和拧紧螺栓(10)连接上下压头；
d)安装测量部分；将四个千分表分别安装在四个测量板(8)上，测量时四个千分表度数取平均；
e)预加载；为防止井字梁试件(4)安装不对称，试验前对装置进行预加载，观察千分表示数的差别大小来判断井字梁试件(4)安装是否对中，如果不对中向示数较大的方向移动试件，直到千分表示数相近；
f)进行试验；对井字梁试样施加轴压载荷并进行逐级加载，每级载荷3kN分10级从0kN加载到30kN，再由30kN逐级卸载；记录试验数据。
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杨建荣: "井字梁系粘钢加固静载试验研究", 《昆明理工大学学报（理工版）》 *

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