CN112179789A - 可装配的连接件抗剪实验装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可装配的连接件抗剪实验装置及使用方法，包括实验台座、自平衡框架，自平衡框架安装在实验台座上并与之滑动配合，自平衡框架能沿横向移动，实验台座左侧安装有升降承台，实验台座上于升降承台右侧安装有移动承台，移动承台经螺栓与实验台座可拆连接，移动承台上安装有固定件，固定件能通过螺栓与待测试件一侧端部相连接，待测试件另一侧端部由升降承台支撑，所述自平衡框架上侧中部竖直安装有与其螺纹配合的加载螺杆，加载螺杆下端安装有力传感器，自平衡框架内于加载螺杆下方设置用于夹固待测试件的夹具，本装置结构简单，在保证实验可靠性的基础上，不仅组装、拆卸简单，而且各个部分组件都可以根据实验要求灵活进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种可装配的连接件抗剪实验装置及使用方法。
背景技术
随着建筑工业化提出，装配式结构被越来越多地实际应用，装配式结构构件连接件的力学性能也成为人们关注的重点。装配式结构构件的连接件多种多样，螺栓连接是其中一种干式连接方式，此种连接方法应用广泛。
上述多种连接件在实际使用过程中，往往承受一定的剪切力，这就要求对设计的连接件在使用之前进行抗剪性能试验以保证所设计的连接件具有足够的抗剪性能。现有的连接件抗剪实验方法是适用于组合结构连接件的推出实验。但是由于连接件的形式多样，这种实验方法并不能满足所有连接件的实验要求。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提出一种可装配的连接件抗剪实验装置及其使用方法。
本发明解决技术问题所采用的方案是，一种可装配的连接件抗剪实验装置，包括实验台座、自平衡框架，自平衡框架安装在实验台座上并与之滑动配合，自平衡框架能沿横向移动，实验台座左侧安装有升降承台，实验台座上于升降承台右侧安装有移动承台，移动承台经螺栓与实验台座可拆连接，所述移动承台上安装有固定件，固定件能通过螺栓与待测试件一侧端部相连接，待测试件另一侧端部由升降承台支撑，所述自平衡框架上侧中部竖直安装有与其螺纹配合的加载螺杆，加载螺杆下端安装有力传感器，自平衡框架内于加载螺杆下方设置用于夹固待测试件的夹具。
进一步的，所述夹具包括夹固待测试件上下侧面的竖向夹具、夹固待测试件前后侧面的纵向夹具，所述纵向夹具包括左右对称安装在自平衡框架下部前后两侧的纵向螺杆，纵向螺杆内端安装有侧夹板，自平衡框架下部前后两侧均开设有与同侧的纵向螺杆相配合的纵向螺纹通孔，纵向螺杆上螺接两个螺母，两个螺母分别位于纵向螺纹通孔两侧并抵靠自平衡框架，所述竖向夹具包括上下间隔设的上横夹板、下横夹板，上横夹板、下横夹板经U型连接板相连接，上横夹板、下横夹板两端与自平衡框架在竖向上滑动配合。
进一步的，自平衡框架内部左右两侧沿竖向设置有竖滑槽，上横夹板、下横夹板的端部容置在竖滑槽内并与之滑动配合。
进一步的，所述自平衡框架上开设有连通竖滑槽用以供上横夹板、下横夹板放入与取出的通道。
进一步的，所述U型连接板前后对称设置两个，U型连接板上下两端分别经螺栓与上横夹板、下横夹板连接锁固。
进一步的，所述实验台座前后两侧沿横向开设有T型的滑槽，滑槽两端连通实验台座左右侧面，自平衡框架为门型框架，自平衡框架下端两侧的柱脚形状与滑槽的形状相适配。
进一步的，所述实验台座上于升降承台右侧前后对称设置有两组螺栓孔，每组螺栓孔有沿横向间隔设置的若干个螺栓孔组成，两组螺栓孔位于两侧的滑槽之间，移动承台下端前后两侧设置有向外延伸的连接部，连接部上开设有与实验台座上的螺栓孔相配合的通孔。
进一步的，所述移动承台开设有用于安装固定件的螺纹孔，固定件经螺栓锁固在移动承台上。
进一步的，所述实验台座左侧中部开设有沉槽，升降承台设置在沉槽内，所述升降承台包括支撑台、剪叉式升降杆、千斤顶，千斤顶竖直安装在沉槽的槽底中部，千斤顶上端与支撑台下侧面相连接，支撑台下端前后对称设置两个剪叉式升降杆，剪叉式升降杆上端、下端左侧的端部分别与支撑台、沉槽槽底在横向上滑动配合，支撑台下侧面、沉槽槽底均沿横向开设有滑槽，滑槽内设置有与剪叉式升降杆铰接的滑块），剪叉式升降杆上端、下端右侧的端部分别与支撑台、沉槽槽底铰接。
一种可装配的连接件抗剪实验装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤S1：将自平衡框架两侧的柱脚从实验台座上滑槽的一端插入，实现二者连接；
步骤S2：根据实验要求将可移动承台移动到合适位置，并将其两侧的通孔与实验台座上的螺栓孔对齐，使用螺栓将二者连接，在移动承台上安装固定件；
步骤S3：向自平衡框架内放入下横夹板；
步骤S4：将待测试件放置在升降承台上，根据实验需要，将升降承台升至所需位置；
步骤S5：将待测试件端部与固定件通过螺栓连接；
步骤S6：向自平衡框架内放入上横夹板，移动下横夹板、上横夹板使下横夹板、上横夹板夹住待测试件，将下横夹板、上横夹板通过U型连接板连接固定成一个整体；
步骤S7：旋松螺母，转动纵向螺杆，使侧夹板夹住待测试件前后侧面，然后旋紧螺母将纵向螺杆固定在自平衡框架上；
步骤S8：将加载螺杆上端连接加载件，进行抗剪实验装置。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，设计合理，在保证实验可靠性的基础上，不仅组装、拆卸简单，而且各个部分组件都可以根据实验要求灵活进行调整。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为本装置的正视图；
图2为本装置的侧视图；
图3待测试件与固定件的连接示意图；
图4实验台座、移动承台、固定件的连接示意图；
图5自平衡框架的构造示意图。
图中：1-实验台座；101-滑槽；102-螺栓孔；103-沉槽；2-自平衡框架；21-加载螺杆；22-力传感器；23-纵向夹具；231-纵向螺杆；232-侧夹板；24-竖向夹具；241-上横夹板；242-下横夹板；243-U型连接板；201-自平衡框架的框架梁；202-自平衡框架的框架柱；203-竖滑槽；204-柱脚；205-纵向螺纹通孔；3-移动承台；301-螺纹孔；302-通孔；4-升降承台；5-固定件；501-连接试件的螺孔；502-连接移动承台的螺孔；6-待测试件；7-螺栓；8-螺母；9-剪叉式升降杆；10-千斤顶。
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。
如图1-5所示，一种可装配的连接件抗剪实验装置，包括实验台座1、自平衡框架2，自平衡框架安装在实验台座上并与之滑动配合，自平衡框架能沿横向移动，实验台座左侧安装有升降承台4，实验台座上于升降承台右侧安装有移动承台3，移动承台经螺栓7与实验台座可拆连接，所述移动承台上安装有固定件5，固定件能通过螺栓与待测试件6一侧端部相连接，待测试件另一侧端部由升降承台支撑，所述自平衡框架上侧中部竖直安装有与其螺纹配合的加载螺杆21，加载螺杆下端安装有力传感器22，自平衡框架内于加载螺杆下方设置用于夹固待测试件的夹具。
在本实施例中，所述夹具包括夹固待测试件上下侧面的竖向夹具24、夹固待测试件前后侧面的纵向夹具23，所述纵向夹具包括左右对称安装在自平衡框架下部前后两侧的纵向螺杆231，纵向螺杆内端安装有侧夹板232，侧夹板的作用是防止待测试件在加载的过程中发生面外失稳的现象，自平衡框架下部前后两侧均开设有与同侧的纵向螺杆相配合的纵向螺纹通孔205，纵向螺杆上螺接两个螺母8，两个螺母分别位于纵向螺纹通孔两侧并抵靠自平衡框架，所述竖向夹具包括上下间隔设的上横夹板241、下横夹板242，上横夹板、下横夹板经U型连接板243相连接，上横夹板、下横夹板两端与自平衡框架在竖向上滑动配合，使用时，可根据实验需要决定是否使用竖直向夹具、纵向夹具。
在本实施例中，自平衡框架内部左右两侧沿竖向设置有竖滑槽203，上横夹板、下横夹板的端部容置在竖滑槽内并与之滑动配合。
在本实施例中，所述自平衡框架上开设有连通竖滑槽用以供上横夹板、下横夹板放入与取出的通道。
在本实施例中，所述U型连接板前后对称设置两个，U型连接板上下两端分别经螺栓与上横夹板、下横夹板连接锁固。
在本实施例中，所述实验台座前后两侧沿横向开设有T型的滑槽101，滑槽两端连通实验台座左右侧面，自平衡框架为门型框架，自平衡框架下端两侧的柱脚204形状与滑槽的形状相适配。
在本实施例中，所述实验台座上于升降承台右侧前后对称设置有两组螺栓孔102，每组螺栓孔有沿横向间隔设置的若干个螺栓孔组成，两组螺栓孔位于两侧的滑槽之间，移动承台下端前后两侧设置有向外延伸的连接部，连接部上开设有与实验台座上的螺栓孔相配合的通孔302。
在本实施例中，所述移动承台开设有用于安装固定件的螺纹孔301，固定件经螺栓锁固在移动承台上。
在本实施例中，所述实验台座左侧中部开设有沉槽103，升降承台设置在沉槽内，所述升降承台包括支撑台、剪叉式升降杆9、千斤顶10，千斤顶竖直安装在沉槽的槽底中部，千斤顶上端与支撑台下侧面相连接，支撑台下端前后对称设置两个剪叉式升降杆，剪叉式升降杆上端、下端左侧的端部分别与支撑台、沉槽槽底在横向上滑动配合，支撑台下侧面、沉槽槽底均沿横向开设有滑槽，滑槽内设置有与剪叉式升降杆铰接的滑块），剪叉式升降杆上端、下端右侧的端部分别与支撑台、沉槽槽底铰接。
一种可装配的连接件抗剪实验装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤S1：将自平衡框架两侧的柱脚从实验台座上滑槽的一端插入，实现二者连接；
步骤S2：根据实验要求将可移动承台移动到合适位置，并将其两侧的通孔与实验台座上的螺栓孔对齐，使用螺栓将二者连接，在移动承台上安装固定件；
步骤S3：向自平衡框架内放入下横夹板；
步骤S4：将待测试件放置在升降承台上，根据实验需要，将升降承台升至所需位置；
步骤S5：将待测试件端部与固定件通过螺栓连接；
步骤S6：向自平衡框架内放入上横夹板，移动下横夹板、上横夹板使下横夹板、上横夹板夹住待测试件，将下横夹板、上横夹板通过U型连接板连接固定成一个整体；
步骤S7：旋松螺母，转动纵向螺杆，使侧夹板夹住待测试件前后侧面，然后旋紧螺母将纵向螺杆固定在自平衡框架上；
步骤S8：将加载螺杆上端连接加载件，进行抗剪实验装置。
本装置适用于多种构件，为装配式结构构件连接件抗剪实验提供一种有效的实验装置，同样，本装置适用于组合结构抗剪连接件抗剪实验；本装置各个组件采用装配式连接，安装、拆卸方便，研究人员可根据具体实验需要安装拆卸各个组件；本装置中的自平衡框架和移动承台都可在实验台座上移动，可以满足不同长度试件的实验要求；本装置中的升降承台可以满足规则与不规则试件的实验要求。
本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸的固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”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专利，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专利的限制。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可装配的连接件抗剪实验装置，其特征在于：包括实验台座、自平衡框架，自平衡框架安装在实验台座上并与之滑动配合，自平衡框架能沿横向移动，实验台座左侧安装有升降承台，实验台座上于升降承台右侧安装有移动承台，移动承台经螺栓与实验台座可拆连接，所述移动承台上安装有固定件，固定件能通过螺栓与待测试件一侧端部相连接，待测试件另一侧端部由升降承台支撑，所述自平衡框架上侧中部竖直安装有与其螺纹配合的加载螺杆，加载螺杆下端安装有力传感器，自平衡框架内于加载螺杆下方设置用于夹固待测试件的夹具。
2.根据权利要求1所述的可装配的连接件抗剪实验装置，其特征在于：所述夹具包括夹固待测试件上下侧面的竖向夹具、夹固待测试件前后侧面的纵向夹具，所述纵向夹具包括左右对称安装在自平衡框架下部前后两侧的纵向螺杆，纵向螺杆内端安装有侧夹板，自平衡框架下部前后两侧均开设有与同侧的纵向螺杆相配合的纵向螺纹通孔，纵向螺杆上螺接两个螺母，两个螺母分别位于纵向螺纹通孔两侧并抵靠自平衡框架，所述竖向夹具包括上下间隔设的上横夹板、下横夹板，上横夹板、下横夹板经U型连接板相连接，上横夹板、下横夹板两端与自平衡框架在竖向上滑动配合。
3.根据权利要求2所述的可装配的连接件抗剪实验装置，其特征在于：自平衡框架内部左右两侧沿竖向设置有竖滑槽，上横夹板、下横夹板的端部容置在竖滑槽内并与之滑动配合。
4.根据权利要求3所述的可装配的连接件抗剪实验装置，其特征在于：所述自平衡框架上开设有连通竖滑槽用以供上横夹板、下横夹板放入与取出的通道。
5.根据权利要求2所述的可装配的连接件抗剪实验装置，其特征在于：所述U型连接板前后对称设置两个，U型连接板上下两端分别经螺栓与上横夹板、下横夹板连接锁固。
6.根据权利要求1所述的可装配的连接件抗剪实验装置，其特征在于：所述实验台座前后两侧沿横向开设有T型的滑槽，滑槽两端连通实验台座左右侧面，自平衡框架为门型框架，自平衡框架下端两侧的柱脚形状与滑槽的形状相适配。
7.根据权利要求1所述的可装配的连接件抗剪实验装置，其特征在于：所述实验台座上于升降承台右侧前后对称设置有两组螺栓孔，每组螺栓孔有沿横向间隔设置的若干个螺栓孔组成，两组螺栓孔位于两侧的滑槽之间，移动承台下端前后两侧设置有向外延伸的连接部，连接部上开设有与实验台座上的螺栓孔相配合的通孔。
8.根据权利要求1所述的可装配的连接件抗剪实验装置，其特征在于：所述移动承台开设有用于安装固定件的螺纹孔，固定件经螺栓锁固在移动承台上。
9.根据权利要求1所述的可装配的连接件抗剪实验装置，其特征在于：所述实验台座左侧中部开设有沉槽，升降承台设置在沉槽内，所述升降承台包括支撑台、剪叉式升降杆、千斤顶，千斤顶竖直安装在沉槽的槽底中部，千斤顶上端与支撑台下侧面相连接，支撑台下端前后对称设置两个剪叉式升降杆，剪叉式升降杆上端、下端左侧的端部分别与支撑台、沉槽槽底在横向上滑动配合，支撑台下侧面、沉槽槽底均沿横向开设有滑槽，滑槽内设置有与剪叉式升降杆铰接的滑块），剪叉式升降杆上端、下端右侧的端部分别与支撑台、沉槽槽底铰接。
10.一种可装配的连接件抗剪实验装置的使用方法，采用如权利要求3所述的可装配的连接件抗剪实验装置，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将自平衡框架两侧的柱脚从实验台座上滑槽的一端插入，实现二者连接；
步骤S2：根据实验要求将可移动承台移动到合适位置，并将其两侧的通孔与实验台座上的螺栓孔对齐，使用螺栓将二者连接，在移动承台上安装固定件；
步骤S3：向自平衡框架内放入下横夹板；
步骤S4：将待测试件放置在升降承台上，根据实验需要，将升降承台升至所需位置；
步骤S5：将待测试件端部与固定件通过螺栓连接；
步骤S6：向自平衡框架内放入上横夹板，移动下横夹板、上横夹板使下横夹板、上横夹板夹住待测试件，将下横夹板、上横夹板通过U型连接板连接固定成一个整体；
步骤S7：旋松螺母，转动纵向螺杆，使侧夹板夹住待测试件前后侧面，然后旋紧螺母将纵向螺杆固定在自平衡框架上；
步骤S8：将加载螺杆上端连接加载件，进行抗剪实验装置。
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