CN112924280A - 一种用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置,包括工作台、一对固定单元、竖向加载单元及检测单元,工作台包括台面、龙门架和支脚;固定单元包括固定座和安装架,固定座的底部与台面固连,固定座内转动连接安装架,两安装架间安装蜂窝钢拱;竖向加载单元包括千斤顶和压力传感器;检测单元包括一对沉降位移测试机构、竖向位移测量机构、应变计及数据采集仪,沉降位移测试机构包括千分表和千分表固定座;竖向位移测量机构包括支撑机构和位移传感器。本发明还包括检测方法,包括以下步骤:利用固定单元固定蜂窝钢拱,竖向加载单元施加竖向载荷,检测单元检测极限荷载数值。本发明的有益效果是:自动获得跨中荷载位移曲线,得到极限荷载。
Description
技术领域
本发明涉及蜂窝钢检测技术领域,尤其涉及一种用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置及其检测方法。
背景技术
蜂窝钢是生活生产过程中重要的承重装置,因此蜂窝钢的承载力是非常重要的,蜂窝钢成型后需要对其进行承载力测试,现有的检测装置只能对蜂窝钢单一点进行检测,检测精确性较差,使用存在不足,为此我们提出一种用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺点,本发明提出了一种方便获得跨中荷载位移曲线,得到极限荷载,装置操作简单,使用十分方便的用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置及其检测方法。
本发明所述的一种用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置,其特征在于:包括用于支撑的工作台、一对用于固定蜂窝钢拱的固定单元、向蜂窝钢拱施加竖向载荷的竖向加载单元以及检测单元,
所述工作台包括台面、龙门架和若干支脚,所述台面水平设置于所述支脚上;所述龙门架固装于所述台面上,并在所述龙门架的两竖向立柱之间对称安装一对所述固定单元;
所述固定单元包括固定座和安装架,所述固定座的底部与所述台面固连,所述固定座内转动连接有安装架,所述安装架之间安装有蜂窝钢拱;
所述竖向加载单元包括千斤顶和压力传感器,所述千斤顶竖直悬装于所述龙门架的横梁上,并且所述千斤顶的伸缩端配装压力传感器,且所述压力传感器的检测头接触所述蜂窝钢拱顶部,用于测量所述千斤顶向所述蜂窝钢拱施加的竖向载荷的大小;
所述检测单元包括一对用于测量安装架沉降情况的沉降位移测试机构、用于测量所述蜂窝钢拱竖向位移的竖向位移测量机构、若干用来监测蜂窝钢拱开口处应变变化情况的应变计以及用于收集并处理测试数据的数据采集仪,所述沉降位移测试机构包括千分表和千分表固定座,所述千分表通过所述千分表固定座设置在所述龙门架的竖向立柱内侧,并且所述千分表的检测头抵触所述安装架;所述竖向位移测量机构包括可伸缩的支撑机构和位移传感器,所述支撑机构的底部与所述台面固接,所述支撑机构的顶部安装所述位移传感器,并且所述位移传感器的检测头接触所述蜂窝钢拱的底部;在所述蜂窝钢拱外部和内部均设置有所述应变计;所述压力传感器的信号输出端、所述千分表的信号输出端、所述位移传感器的信号输出端均与所述数据采集仪的信号输入端电连接或信号连接。
进一步,所述千分表固定座包括安装座、丝杆、滑块以及安装板,所述安装座固定在龙门架竖向立柱内部,所述安装座的内部转动连接有丝杆,所述丝杆沿所述竖向立柱轴向布置,且所述丝杆沿其轴向设有两段外螺纹,且每段外螺纹均螺纹连接一滑块,所述滑块与所述连杆的第一端铰接,所述连杆的第二端共同铰接在所述安装板上,所述安装板面向安装架的侧面安装有千分表。
进一步,所述丝杆的两段外螺纹旋向相反,所述丝杆贯穿所述安装座,并在其中一端部固装有旋钮。
进一步,所述应变计包括第一应变计和第二应变计,其中所述蜂窝钢拱的内、外表面均安装有第二应变计,所述蜂窝钢拱的内部开设有蜂窝孔,所述蜂窝孔的内部安装有第一应变计。
进一步,所述台面上安装有若干块限位板,所述限位板两两一对,分别设置于蜂窝钢拱两侧,用于限制蜂窝钢拱的平面外位移。
进一步,所述支撑机构包括套筒、活动杆和锁紧螺栓,所述套筒的底部与所述台面顶部固连,所述套筒的内部滑动连接有活动杆,所述套筒的侧面安装有锁紧螺栓,所述套筒和活动杆通过锁紧螺栓固定;所述活动杆的顶端固装所述位移传感器,且所述位移传感器的检测头抵触所述蜂窝钢拱跨中位置的底部。
采用如本发明所述用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:根据蜂窝钢拱的规格调整两个固定座之间的距离和安装架的角度,将蜂窝钢拱安装在安装架上,通过螺栓将限位板固定在蜂窝钢拱的两侧,限制蜂窝钢拱的平面外位移,随后将第一应变计安装在蜂窝钢拱的蜂窝孔内,第二应变计安装在蜂窝钢拱的内、外表面,随后拉动活动杆,活动杆带动位移传感器向上使位移传感器的检测轴接触蜂窝钢拱跨中位置的底部;
S2:启动千斤顶,千斤顶的伸缩轴带动压力传感器向下与蜂窝钢拱跨中位置的顶面接触,施加竖向集中荷载,压力传感器获取施加荷载数值,分级施加,每级荷载施加完成后,稳定10min,直至蜂窝钢拱的变形和应变充分发展,蜂窝钢拱的底部设置一个位移传感器,获取竖向挠度,第二应变计沿蜂窝钢拱轴向布设在蜂窝钢拱的表面,在蜂窝孔内设置第一应变计,第一应变计和第二应变计的数量均为四组,用来监测开口处的应变变化情况,在两个安装架处设置两个千分表,每施加一级荷载记录一次数据,监测安装架的沉降情况,安装架为铰接,限制了三个方向的平动,仅绕着固定座发生转动;
S3:检测的力、位移、应变数据均由数据采集仪记录,临近极限荷载时,仅仅增加一点荷载,就会产生很大的竖向变形;过了极限荷载数值,荷载数值降低,但变形仍然在增加,变化剧烈,此时实验结束,试件丧失承载能力,最后将数据采集仪采集的数据进行处理,获得跨中载荷位移曲线,得到极限荷载。
本发明在使用时,根据蜂窝钢拱的规格调整两个固定座之间的距离和安装架的角度,将蜂窝钢拱安装在安装架上,通过螺栓将限位板固定在蜂窝钢拱的两侧,限制蜂窝钢拱的平面外位移,随后将第一应变计安装在蜂窝钢拱的蜂窝孔内,第二应变计安装在蜂窝钢拱的顶部和底部,随后拉动活动杆,活动杆带动位移传感器向上使位移传感器的检测轴接触蜂窝钢拱的底部,随后启动千斤顶,千斤顶的输出轴带动压力传感器向下与蜂窝钢拱接触,施加竖向集中荷载,压力传感器获取施加荷载数值,分级施加,每级荷载施加完成后,稳定10min,为了使变形和应变充分发展,蜂窝钢拱的底部设置一个位移传感器,获取竖向挠度,在蜂窝钢拱的内部设置有第一应变器和第二应变计,第一应变器和第二应变计的数量均为四组,用来监测开口处的应变变化情况,在两个安装架处设置两个千分表,每施加一级荷载记录一次数据,监测安装架的沉降情况,安装架为铰接,限制了三个方向的平动,仅可绕着固定座发生转动。以上检测的力、位移、应变数据均由数据采集仪记录,并传递到计算机中。临近极限荷载时,仅仅增加一点荷载,就会产生很大的竖向变形。过了极限荷载数值,荷载数值降低,但变形仍然在增加,变化剧烈。此时实验结束,试件丧失出承载能力,最后将数据采集仪采集的数据进行处理,获得跨中荷载位移曲线,得到极限荷载,装置操作简单,使用十分方便。
本发明的有益效果是:通过设置的千分表、第一应变计、第二应变计、压力传感器和位移传感器对测试过程中的力、位移、应变数据记录并传递到数据采集仪记录中,方便获得跨中荷载位移曲线,得到极限荷载,装置操作简单,使用十分方便。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置的结构示意图;
图2为图1的A部分放大示意图;
图3为图1的B部分放大示意图;
图4为本发明的固定座的整体图;
图5为本发明的支撑机构的整体图;
图中:1台面、2支脚、3龙门架、4沉降位移测试机构、41安装座、42丝杆、43滑块、44连杆、45安装板、46千分表、47旋钮、5固定座、6安装架、7蜂窝钢拱、8蜂窝孔、9第一应变计、10第二应变计、11限位板、12千斤顶、13压力传感器、14支撑机构、141套筒、142活动杆、143锁紧螺栓、15位移传感器、16数据采集仪。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
参照附图:
实施例1本发明所述的一种用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置,包括用于支撑的工作台、一对用于固定蜂窝钢拱7的固定单元、向蜂窝钢拱7施加竖向载荷的竖向加载单元以及检测单元,
所述工作台包括台面1、龙门架3和若干支脚2,所述台面1水平设置于所述支脚2上;所述龙门架3固装于所述台面1上,并在所述龙门架3的两竖向立柱之间对称安装一对所述固定单元;
所述固定单元包括固定座5和安装架6,所述固定座5的底部与所述台面1固连,所述固定座5内转动连接有安装架6,所述安装架6之间安装有蜂窝钢拱7;
所述竖向加载单元包括千斤顶12和压力传感器13,所述千斤顶12竖直悬装于所述龙门架3的横梁上,并且所述千斤顶12的伸缩端配装压力传感器13,且所述压力传感器13的检测头接触所述蜂窝钢拱7顶部,用于测量所述千斤顶12向所述蜂窝钢拱7施加的竖向载荷的大小;
所述检测单元包括一对用于测量安装架6沉降情况的沉降位移测试机构4、用于测量所述蜂窝钢拱7竖向位移的竖向位移测量机构、若干用来监测蜂窝钢拱7开口处应变变化情况的应变计以及用于收集并处理测试数据的数据采集仪16,所述沉降位移测试机构包括千分表46和千分表固定座,所述千分表46通过所述千分表固定座设置在所述龙门架3的竖向立柱内侧,并且所述千分表46的检测头抵触所述安装架6;所述竖向位移测量机构包括可伸缩的支撑机构14和位移传感器15,所述支撑机构14的底部与所述台面1固接,所述支撑机构14的顶部安装所述位移传感器15,并且所述位移传感器15的检测头接触所述蜂窝钢拱7的底部;在所述蜂窝钢拱7外部和内部均设置有所述应变计;所述压力传感器13的信号输出端、所述千分表46的信号输出端、所述位移传感器的信号输出端均与所述数据采集仪16的信号输入端电连接或信号连接。
进一步,所述千分表固定座包括安装座41、丝杆42、滑块43以及安装板45,所述安装座41固定在龙门架3竖向立柱内部,所述安装座41的内部转动连接有丝杆42,所述丝杆42沿所述竖向立柱轴向布置,且所述丝杆42沿其轴向设有两段外螺纹,且每段外螺纹均螺纹连接一滑块43,所述滑块43与所述连杆44的第一端铰接,所述连杆44的第二端共同铰接在所述安装板45上,所述安装板45面向安装架6的侧面安装有千分表46。
进一步,所述丝杆42的两段外螺纹旋向相反,所述丝杆42贯穿所述安装座41,并在其中一端部固装有旋钮47。
进一步,所述应变计包括第一应变计9和第二应变计10,其中所述蜂窝钢拱7的内、外表面均安装有第二应变计10,所述蜂窝钢拱7的内部开设有蜂窝孔8,所述蜂窝孔8的内部安装有第一应变计9。
进一步,所述台面1上安装有若干块限位板11,所述限位板11两两成对,分别设置于蜂窝钢拱7两侧,用于限制蜂窝钢拱7的平面外位移。
进一步,所述支撑机构14包括套筒141、活动杆142和锁紧螺栓143,所述套筒141的底部与所述台面1顶部固连,所述套筒141的内部滑动连接有活动杆142,所述套筒141的侧面安装有锁紧螺栓143,所述套筒141和活动杆142通过锁紧螺栓143固定;所述活动杆142的顶端固装所述位移传感器15,且所述位移传感器15的检测头抵触所述蜂窝钢拱7跨中位置的底部。
实施例2采用如本发明所述用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置的检测方法,包括以下步骤:
S1:根据蜂窝钢拱7的规格调整两个固定座5之间的距离和安装架6的角度,将蜂窝钢拱7安装在安装架6上,通过螺栓将限位板11固定在蜂窝钢拱7的两侧,限制蜂窝钢拱7的平面外位移,随后将第一应变计9安装在蜂窝钢拱7的蜂窝孔8内,第二应变计10安装在蜂窝钢拱7的内、外表面,随后拉动活动杆142,活动杆142带动位移传感器15向上使位移传感器15的检测轴接触蜂窝钢拱7跨中位置的底部;
S2:启动千斤顶12,千斤顶12的伸缩轴带动压力传感器13向下与蜂窝钢拱7跨中位置的顶面接触,施加竖向集中荷载,压力传感器13获取施加荷载数值,分级施加,每级荷载施加完成后,稳定10min,直至蜂窝钢拱7的变形和应变充分发展,蜂窝钢拱7的底部设置一个位移传感器15,获取竖向挠度,第二应变计10沿蜂窝钢拱7轴向布设在蜂窝钢拱7的表面,在蜂窝孔8内设置第一应变计9,第一应变计9和第二应变计10的数量均为四组,用来监测开口处的应变变化情况,在两个安装架6处设置两个千分表46,每施加一级荷载记录一次数据,监测安装架6的沉降情况,安装架6为铰接,限制了三个方向的平动,仅绕着固定座5发生转动;
S3:检测的力、位移、应变数据均由数据采集仪16记录,临近极限荷载时,仅仅增加一点荷载,就会产生很大的竖向变形;过了极限荷载数值,荷载数值降低,但变形仍然在增加,变化剧烈,此时实验结束,试件丧失承载能力,最后将数据采集仪16采集的数据进行处理,获得跨中载荷位移曲线,得到极限荷载。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举,本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式,本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (7)
1.一种用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置,其特征在于:包括用于支撑的工作台、一对用于固定蜂窝钢拱(7)的固定单元、向蜂窝钢拱(7)施加竖向载荷的竖向加载单元以及检测单元,
所述工作台包括台面(1)、龙门架(3)和若干支脚(2),所述台面(1)水平设置于所述支脚(2)上;所述龙门架(3)固装于所述台面(1)上,并在所述龙门架(3)的两竖向立柱之间对称安装一对所述固定单元;
所述固定单元包括固定座(5)和安装架(6),所述固定座(5)的底部与所述台面(1)固连,所述固定座(5)内转动连接有安装架(6),所述安装架(6)之间安装有蜂窝钢拱(7);
所述竖向加载单元包括千斤顶(12)和压力传感器(13),所述千斤顶(12)竖直悬装于所述龙门架(3)的横梁上,并且所述千斤顶(12)的伸缩端配装压力传感器(13),且所述压力传感器(13)的检测头接触所述蜂窝钢拱(7)顶部,用于测量所述千斤顶(12)向所述蜂窝钢拱(7)施加的竖向载荷的大小;
所述检测单元包括一对用于测量安装架(6)沉降情况的沉降位移测试机构(4)、用于测量所述蜂窝钢拱(7)竖向位移的竖向位移测量机构、若干用来监测蜂窝钢拱(7)开口处应变变化情况的应变计以及用于收集并处理测试数据的数据采集仪(16),所述沉降位移测试机构包括千分表(46)和千分表固定座,所述千分表(46)通过所述千分表固定座设置在所述龙门架(3)的竖向立柱内侧,并且所述千分表(46)的检测头抵触所述安装架(6);所述竖向位移测量机构包括可伸缩的支撑机构(14)和位移传感器(15),所述支撑机构(14)的底部与所述台面(1)固接,所述支撑机构(14)的顶部安装所述位移传感器(15),并且所述位移传感器(15)的检测头接触所述蜂窝钢拱(7)的底部;在所述蜂窝钢拱(7)外部和内部均设置有所述应变计;所述压力传感器(13)的信号输出端、所述千分表(46)的信号输出端、所述位移传感器的信号输出端均与所述数据采集仪(16)的信号输入端电连接或信号连接。
2.如权利要求1所述的一种用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置,其特征在于:所述千分表固定座包括安装座(41)、丝杆(42)、滑块(43)以及安装板(45),所述安装座(41)固定在龙门架(3)竖向立柱内部,所述安装座(41)的内部转动连接有丝杆(42),所述丝杆(42)沿所述竖向立柱轴向布置,且所述丝杆(42)沿其轴向设有两段外螺纹,且每段外螺纹均螺纹连接一滑块(43),所述滑块(43)与所述连杆(44)的第一端铰接,所述连杆(44)的第二端共同铰接在所述安装板(45)上,所述安装板(45)面向安装架(6)的侧面安装有千分表(46)。
3.根据权利要求2所述的一种用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置,其特征在于,所述丝杆(42)的两段外螺纹旋向相反,所述丝杆(42)贯穿所述安装座(41),并在其中一端部固装有旋钮(47)。
4.根据权利要求3所述的一种用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置,其特征在于:所述应变计包括第一应变计(9)和第二应变计(10),其中所述蜂窝钢拱(7)的内、外表面均安装有第二应变计(10),所述蜂窝钢拱(7)的内部开设有蜂窝孔(8),所述蜂窝孔(8)的内部安装有第一应变计(9)。
5.根据权利要求4所述的一种用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置,其特征在于:所述台面(1)上安装有若干块限位板(11),所述限位板(11)两两一对,分别设置于蜂窝钢拱(7)两侧,用于限制蜂窝钢拱(7)的平面外位移。
6.根据权利要求5所述的一种用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置,其特征在于,所述支撑机构(14)包括套筒(141)、活动杆(142)和锁紧螺栓(143),所述套筒(141)的底部与所述台面(1)顶部固连,所述套筒(141)的内部滑动连接有活动杆(142),所述套筒(141)的侧面安装有锁紧螺栓(143),所述套筒(141)和活动杆(142)通过锁紧螺栓(143)固定;所述活动杆(142)的顶端固装所述位移传感器(15),且所述位移传感器(15)的检测头抵触所述蜂窝钢拱(7)跨中位置的底部。
7.采用如权利要求6所述的用于平面内蜂窝钢拱承载力的检测装置的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:根据蜂窝钢拱(7)的规格调整两个固定座(5)之间的距离和安装架(6)的角度,将蜂窝钢拱(7)安装在安装架(6)上,通过螺栓将限位板(11)固定在蜂窝钢拱(7)的两侧,限制蜂窝钢拱(7)的平面外位移,随后将第一应变计(9)安装在蜂窝钢拱(7)的蜂窝孔(8)内,第二应变计(10)安装在蜂窝钢拱(7)的内、外表面,随后拉动活动杆(142),活动杆(142)带动位移传感器(15)向上使位移传感器(15)的检测轴接触蜂窝钢拱(7)跨中位置的底部;
S2:启动千斤顶(12),千斤顶(12)的伸缩轴带动压力传感器(13)向下与蜂窝钢拱(7)跨中位置的顶面接触,施加竖向集中荷载,压力传感器(13)获取施加荷载数值,分级施加,每级荷载施加完成后,稳定一段时间直至蜂窝钢拱(7)的变形和应变充分发展,蜂窝钢拱(7)的底部设置一个位移传感器(15),获取竖向挠度,第二应变计(10)沿蜂窝钢拱(7)轴向布设在蜂窝钢拱(7)的表面,在蜂窝孔(8)内设置第一应变计(9),第一应变计(9)和第二应变计(10)的数量均为四组,用来监测开口处的应变变化情况,在两个安装架(6)处设置两个千分表(46),每施加一级荷载记录一次数据,监测安装架(6)的沉降情况,安装架(6)为铰接,限制了三个方向的平动,仅绕着固定座(5)发生转动;
S3:检测的力、位移、应变数据均由数据采集仪(16)记录,直至试件丧失承载能力,最后将数据采集仪(16)采集的数据进行处理,获得跨中载荷位移曲线,得到极限荷载。
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