CN111929148A - 一种采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置 - Google Patents

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李祥瑞
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Abstract

本发明涉及一种采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置,包括底梁(12),其上端分别安装两支座,两支座上端分别安装固定铰支座(6)和滑移支座(17),固定铰支座(6)和滑移支座(17)上方放置试验梁(1);支撑板(4)通过支撑杆(11)固定于底梁(12)上端;拉压千斤顶(7)固定于支撑板(4)下端;分配梁(10)腹板上穿装有两根下部连接轴(16),下部连接轴(16)的两端通过一对可调节长度的竖向连接装置(5)与上部连接轴(3)连接;复位装置(13)安装在底梁顶板上;在底梁(12)的下底板(9)上安装有活动脚轮(14)。本加载装置能够适配不同截面尺寸的试验梁,减少试验前、后工作量,试验过程不受空间限制。

Description

一种采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置
技术领域
本发明涉及土木工程试验技术领域,特别涉及一种钢筋混凝土梁加载试验装置。
背景技术
钢筋混凝土梁加载试验是土木工程专业本科教学中一堂重要的实验课,其目的在于让学 生直观的认识学习钢筋混凝土梁的破坏过程。目前,研发设计的一种适用于钢筋混凝土梁试 验实践教学用的自平衡加载系统已改进传统双立柱反力架钢筋混凝土梁加载装置的不足之 处,该自平衡加载系统不设立柱,结构构造简单。但此加载系统也存在一些问题,该系统无 法适应高度尺寸不同的试验梁;加载试验梁时,分配梁在拉压千斤顶作用下发生向下的位移, 加载完成后,无法依靠自身构造使分配梁恢复到试验前位置;而且,该加载系统在实验室场 地内移动不便。因此,设计一种能够适配不同高度尺寸试验梁、减少试验善后处理工作且移 动方便的加载装置就显得特别有意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置,该 试验装置结构构造简单,通过可调节的竖向连接装置适配不同截面尺寸的试验梁;为降低钢 筋混凝土梁加载试验的善后处理阶段的工作量,设计了一种复位螺栓,可实现加载试验结束 后将分配梁恢复试验前位置;并在加载装置底部安装有活动脚轮,可实现试验装置在实验室 场地内自由移动,加载试验不受空间限制。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
一种采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置,其特征在于:包括底梁12, 在底梁12顶板上分别安装左支座8和右支座15,左支座8上端安装有固定铰支座6,右支座 15上端安装有滑移支座17,固定铰支座6和滑移支座17上方为试验梁1放置空间;支撑板 4通过支撑杆11与底梁12连接,且置于分配梁10上部空间;拉压千斤顶7固定于支撑板4 下端,其活塞杆穿入分配梁10内部;在分配梁10腹板上穿装有两根下部连接轴16,下部连接轴16通过一对可调节长度的竖向连接装置5与位于试验梁1上端的轴支座上2的上部连接轴3连接;在底梁12顶板位于左支座8和右支座15的中间位置穿装有复位装置13;在底梁 12底板两侧的下底板9上,分别安装两个活动脚轮14。
而且的,每组竖向连接装置5分别由固定端5-1、螺杆5-2、适配端5-3、竖向拉杆5-4、 下接头5-5构成;固定端5-1下端设置半圆形凹槽,凹槽半径与上部连接轴3半径相同;固定端5-1下端置于上部连接轴3轴身的上端,固定端5-1和调节端5-3的两侧分别穿装两根螺杆5-2,并由配套的螺母紧固连接;竖向拉杆5-4上端设置螺纹和配套螺母与适配端5-3连接, 下端通过设置的螺纹与下接头5-5连接,下接头5-5与下部连接轴16的端部连接。
而且的,所述复位装置13由分配梁托盘13-1、轴承13-2、复位螺母13-3和复位螺栓13-4 构成,复位螺栓13-4由下至上穿过底梁12顶板,并在顶板两侧各穿装一个复位螺母13-3; 复位螺栓13-4顶端与轴承13-2内圈通过设置的螺纹紧固连接,轴承13-2外圈与分配梁托盘 13-1通过螺纹紧固连接。
而且的,所述活动脚轮14沿下底板9长轴方向布置,每个下底板9安装两个活动脚轮 14,下底板9与底梁12底板通过螺栓紧固连接。
一种采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置的安装与拆卸方法,其特征 在于,包括如下步骤:
步骤1:将试验梁(1)吊装至固定铰支座(6)和滑移支座(17)上,调整好位置;
步骤2:在试验梁(1)和分配梁(10)上按构造安装竖向连接装置(5);
步骤3:固定复位螺母(13-3),并旋转复位螺栓使分配梁托盘(13-1)落至底部;
步骤4:通过拉压千斤顶(7)开始加载,受拉力作用,拉压千斤顶(7)产生向下位移最终贴合分配梁(10)底板,试验梁(1)开始受压,试验开始进行;
步骤5:加载完成后,将分配梁托盘(13-1)升至分配梁(10)底端,按顺序拆卸竖向连 接装置(5),吊走试验梁(1);
步骤6:拉压千斤顶(7)回油,固定复位螺母(13-3),并旋转复位螺栓(13-4)使分配梁(10)上移,恢复到加载前位置。
本发明的优点和积极效果是:
1、本试验装置将拉压千斤顶设置于与底梁连接的支撑板上,试验梁与分配梁之间通过上 部连接轴、下部连接轴及四组竖向连接装置连接,整体形成一种无立柱的自平衡加载系统; 加载系统底部安装有活动脚轮,无需使用天车起吊,即可在实验室场地内自由移动,加载试 验不受空间限制。
2、本试验装置将固定端、螺杆、适配端、竖向拉杆、下接头组成可调节的竖向连接装置; 使用中,可以通过螺杆上配套的螺母调节固定端和适配端之间的距离,以及通过竖向拉杆上 端配套的螺母调节适配端与下部连接轴之间的距离,此连接构件能够适配不同高度尺寸梁, 且安装方便、使用简单。
3、本试验装置将分配梁、支撑板、拉压千斤顶及复位螺栓高度集成,有效减低了钢筋混 凝土梁加载试验的准备阶段和善后处理阶段的工作量;在复位螺栓和分配梁托盘之间设置的 轴承,可有效防止复位螺栓在使用过程中受扭破坏。
附图说明
图1是本发明整体立体结构示意图;
图2是本发明整体正立面结构示意图;
图3是本发明竖向连接装置的结构示意图;
图4是本发明复位装置的结构示意图;
图中:1、试验梁;2、轴支座;3、上部连接轴;4、支撑板;5、竖向连接装置;5-1、 固定端;5-2、螺杆;5-3、调节端;5-4、竖向拉杆;5-5、下接头;6、固定铰支座;7、拉压 千斤顶;8、左支座;9、下底板;10、分配梁;11、支撑杆;12、底梁;13、复位装置;13-1、 分配梁托盘;13-2、轴承;13-3、复位螺母;13-4、复位螺栓;14、活动脚轮;15、右支座; 16、下部连接轴;17、滑移支座。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是 限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
一种采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置,请参见图1-4,其创新点在 于:可调节的竖向连接装置、复位装置及活动脚轮,采用了如下结构:
一种采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置,其特征在于:包括底梁12, 在底梁12顶板上分别安装左支座8和右支座15,左支座8上端安装有固定铰支座6,右支座 15的上端安装有滑移支座17,固定铰支座6和滑移支座17上方为试验梁1放置空间;支撑 板4通过支撑杆11与底梁12连接,且置于分配梁10上部空间;拉压千斤顶7底座通过螺栓 固定于支撑板4下端,其活塞杆穿入分配梁10内部;在分配梁10腹板上穿装有两根下部连 接轴16,下部连接轴16通过一对可调节长度的竖向连接装置5与位于试验梁1上端的上部 连接轴3连接;在底梁12顶板位于左支座8和右支座15的中间位置穿装有复位装置13,复位螺栓13-4顶部通过设置的轴承13-2和分配梁托盘13-1连接;在底梁12底板两侧的下底板9上,分别安装两个活动脚轮14。
上述每组竖向连接装置5分别由固定端5-1、螺杆5-2、适配端5-3、竖向拉杆5-4、下接 头5-5构成;固定端5-1下端设置半圆形凹槽,凹槽直径与上部连接轴3直径相同;固定端5-1下端置于上部连接轴3轴身的上部,固定端5-1和调节端5-3的两侧分别穿装两根螺杆5-2, 并由配套的螺母紧固连接;通过调整螺母的位置,调节固定端5-1和适配端5-3之间的距离, 以适应不同高度尺寸的梁,;竖向拉杆5-4上端设置螺纹和配套螺母与适配端5-3连接,下端 通过设置的螺纹与下接头5-5连接,下接头5-5与下部连接轴16的端部连接;通过调整竖向 拉杆5-4上的螺母的位置,调节适配端和下接头之间的距离,以达到适应不同高度尺寸梁的 目的。
上述复位装置13由分配梁托盘13-1、轴承13-2、复位螺母13-3和复位螺栓13-4构成, 复位螺栓13-4上穿装两个复位螺母13-3,复位螺母13-3分别位于底梁12顶板两侧;复位螺 栓13-4顶端与轴承13-2内圈通过设置的螺纹紧固连接,轴承13-2外圈与分配梁托盘13-1通 过螺纹紧固连接。通过旋转复位螺栓13-4上的复位螺母13-3,实现分配梁托盘13-1的上下 移动,进而实现分配梁10的上下移动。
上述活动脚轮14沿下底板9长轴方向布置,每个下底板9安装两个活动脚轮14,下底 板9与底梁12底板通过螺栓紧固连接。由人工推动,即可实现试验装置在实验室场地内的移 动。
一种采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置的安装与拆卸方法,其特征 在于,包括如下步骤:
步骤1:将试验梁(1)吊装至固定铰支座(6)和滑移支座(17)上,调整好位置;
步骤2:在试验梁(1)和分配梁(10)上按构造安装竖向连接装置(5);
步骤3:固定复位螺母(13-3),并旋转复位螺栓使分配梁托盘(13-1)落至底部;
步骤4:通过拉压千斤顶(7)开始加载,受拉力作用,拉压千斤顶(7)产生向下位移最终贴合分配梁(10)底板,试验梁(1)开始受压,试验开始进行;
步骤5:加载完成后,将分配梁托盘(13-1)升至分配梁(10)底端,按顺序拆卸竖向连 接装置(5),吊走试验梁(1);
步骤6:拉压千斤顶(7)回油,固定复位螺母(13-3),并旋转复位螺栓(13-4)使分配梁(10)上移,恢复到加载前位置。
本试验装置通过可调节的竖向连接装置适配不同截面尺寸的试验梁;并在底部设置有活 动脚轮,可以在实验室场地内自由移动;同时,此加载装置的分配梁、支撑板、拉压千斤顶 及复位螺栓高度集成,有效降低钢筋混凝土梁加载试验的准备阶段和善后处理阶段的工作量, 提高教学工作的效率,保证教学工作的顺利进行。尽管为说明目的公开了本发明的实施例和 附图,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内, 各种替换、变化和修改都是可能的,因此,本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内 容。

Claims (5)

1.一种采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置,其特征在于:包括底梁(1),在底梁(1)顶板上分别安装左支座(8)和右支座(15),左支座(8)上端安装有固定铰支座(6),右支座(15)上端安装有滑移支座(17),固定铰支座(6)和滑移支座(17)上方为试验梁(1)放置空间;支撑板(4)通过支撑杆(11)与底梁(12)连接,且置于分配梁(10)上部空间;液压千斤顶(7)固定于支撑板(4)下端,其活塞杆穿入分配梁(10)内部;在分配梁(10)腹板上穿装有两根下部连接轴(16),下部连接轴(16)通过一对可调节长度的竖向连接装置(5)与位于试验梁(1)上端的轴支座(2)上的上部连接轴(3)连接;在底梁(12)顶板位于左支座(8)和右支座(15)的中间位置穿装有复位装置(13);在底梁(12)底板两侧的下底板(9)上,分别安装两个活动脚轮(14)。
2.根据权利要求1所述的采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置,其特征在于:每组竖向连接装置(5)分别由固定端(5-1)、螺杆(5-2)、适配端(5-3)、竖向拉杆(5-4)、下接头(5-5)构成;固定端(5-1)下端设置半圆形凹槽,凹槽半径与上部连接轴(3)半径相同;固定端(5-1)下端置于上部连接轴(3)轴身的上部,固定端(5-1)和调节端(5-3)的两侧分别穿装两根螺杆(5-2),并由配套的螺母紧固连接;竖向拉杆(5-4)上端设置螺纹和配套螺母与适配端(5-3)连接,下端通过设置的螺纹与下接头(5-5)连接,下接头(5-5)与下部连接轴(16)的端部连接。
3.根据权利要求1所述的采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置,其特征在于:所述复位装置(13)由分配梁托盘(13-1)、轴承(13-2)、复位螺母(13-3)和复位螺栓(13-4)构成,复位螺栓(13-4)上穿装两个复位螺母(13-3),复位螺母(13-3)分别位于底梁(12)顶板两侧;复位螺栓(13-4)顶端与轴承(13-2)内圈通过设置的螺纹紧固连接,轴承(13-2)外圈与分配梁托盘(13-1)通过螺纹紧固连接。
4.根据权利要求1所述的采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置,其特征在于:所述活动脚轮(14)沿下底板(9)长轴方向布置,每个下底板(9)安装两个活动脚轮(14),下底板(9)与底梁(12)底板通过螺栓紧固连接。
5.一种采用自平衡系统的新型钢筋混凝土梁试验实践教学装置的安装与拆卸方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:将试验梁(1)吊装至固定铰支座(6)和滑移支座(17)上,调整好位置;
步骤2:在试验梁(1)和分配梁(10)上按构造安装竖向连接装置(5);
步骤3:固定复位螺母(13-3),并旋转复位螺栓使分配梁托盘(13-1)落至底部;
步骤4:通过拉压千斤顶(7)开始加载,受拉力作用,拉压千斤顶(7)产生向下位移最终贴合分配梁(10)底板,试验梁(1)开始受压,试验开始进行;
步骤5:加载完成后,将分配梁托盘(13-1)升至分配梁(10)底端,按顺序拆卸竖向连接装置(5),吊走试验梁(1);
步骤6:拉压千斤顶(7)回油,固定复位螺母(13-3),并旋转复位螺栓(13-4)使分配梁(10)上移,恢复到加载前位置。
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