CN113390705A - 一种受压柱试验加载固定装置及受压柱受压性能测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种受压柱试验加载固定装置，包括两个中部开设矩形凹槽的矩形钢垫板，两个矩形钢垫板开口相对，每个矩形钢垫板与开口相对的一面均通过支撑结构连接压板，每个矩形钢垫板位于矩形凹槽内接触连接滑动板，每个矩形钢垫板的矩形凹槽位置穿接螺杆，螺杆螺纹连接滑动板，两个滑动板之间固定连接试验柱；通过螺杆来调整与锁定滑动板，快捷实现加载试验装置的对中及偏心距调整问题，可有效提高试验装载与精准，本发明还包含了通过使用该新型装置测试试验柱轴压和偏心受压性能的试验方法。

Description

一种受压柱试验加载固定装置及受压柱受压性能测试方法
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种受压柱试验加载固定装置，还涉及一种受压柱受压性能测试方法。
背景技术
建筑物中柱是结构房屋的主要竖向受力构件，其受力力学性能直接关系到结构的安全与否。对于柱的受力主要是在压力和弯矩状态下进行工作的，对于试验柱的偏心加载试验是土木工程基本试验之一。众多学者也通过偏心加载试验研究柱的偏心受压力学性能。但是在试验的加载过程中存在很多困难：
1、试件尺寸比较大，操作起来不方便，实际固定安放时难以立式固定，偏心距不易精准调整；
2、加载时偏心距不易控制，加载初始偏心距不易精确控制，同时在偏心加载过程中，实际偏心距可能发生变化；
3、满足试件两端的约束条件较难；
4、两端的加载装置很难对齐；
5、试验过程中由于构件弯曲变形过大极易导致构件倾侧，存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种受压柱试验加载固定装置，能够提高受压柱受压性能测试精度。
本发明的另一目的是提供一种受压柱受压性能测试方法。
本发明所采用的技术方案是，一种受压柱试验加载固定装置，包括两个中部开设矩形凹槽的矩形钢垫板，两个矩形钢垫板开口相对，每个矩形钢垫板与开口相对的一面均通过支撑结构连接压板，每个矩形钢垫板位于矩形凹槽内接触连接滑动板，每个矩形钢垫板的矩形凹槽位置穿接螺杆，螺杆螺纹连接滑动板，两个滑动板之间固定连接试验柱。
本发明的特点还在于：
支撑结构包括多个连接板，每个矩形钢垫板的两个相对侧面均固定连接多个连接板一端，每个连接板另一端固定连接压板侧面。
每个矩形钢垫板正对压板的一面中部开设垂直螺杆方向的刀口。
每个刀口截面夹角为120°的三角形。
压板上正对刀口位置连接尖刀，尖刀刀尖连接在矩形钢垫板的刀口处。
矩形钢垫板中矩形凹槽底部开设刻度，螺杆上连接标志物。
螺杆位于矩形钢垫板的外部两端分别连接手柄。
矩形凹槽内中部还开设矩形滑槽，矩形滑槽尺寸大于滑动板，矩形滑槽底部接触连接滑动板。
矩形钢垫板通过轴承连接螺杆。
本发明所采用的另一种技术方案是，一种受压柱受压性能测试方法，采用受压柱试验加载固定装置，具体按照以下步骤实施：
横向偏心测试：将试验柱固定连接在两个滑动板之间，分别调节两个螺杆，螺杆通过转动带动滑动板在矩形凹槽内滑动，滑动板对试验柱施加横向作用力，通过对试验柱形变监测获得试验柱横向偏心数据；
竖向受压测试：将试验柱固定连接在两个滑动板之间，调节螺杆，使试验柱在位于矩形钢垫板中部；将万能试验机分别连接在两个压板中部，向下施加压力，通过对试验柱形变监测获得试验柱竖向受压数据。
本发明的有益效果是：
本发明一种受压柱试验加载固定装置，对于压板侧面与矩形钢垫板侧面之间采用连接板进行连接，防止在安装过程中压板与矩形钢垫板发生偏移；在钢垫板的矩形凹槽内设置刻度，便于调节受压柱受到的偏心距；滑动板安装在滑槽内，能够在螺杆旋转作用下移动，实现对受压柱偏心距的调节，提高受压柱受压性能测试精度，还能保证受压柱在立式安装过程中的稳固性，通过受压柱的渐变式调节，有效防止加载后期受压柱弯曲变形过大产生的倾侧现象，提高偏心受压试验柱立式加载过程中的安全性。
附图说明
图1为本发明一种受压柱试验加载固定装置立体结构示意图；
图2为本发明一种受压柱试验加载固定装置主视图；
图3为本发明一种受压柱试验加载固定装置右视图；
图4为本发明中压板与矩形钢垫板连接关系示意图。
图中，1.压板，2.矩形钢垫板，3.受压柱，4.手柄，5.矩形滑槽，6.滑动板，7.刻度，8.螺杆，9.尖刀，10.刀口，11.连接板。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种受压柱试验加载固定装置，如图1、图2及图3所示，包括两个中部开设矩形凹槽的矩形钢垫板2，两个矩形钢垫板2开口相对，每个矩形钢垫板2与开口相对的一面均通过支撑结构连接压板1，每个矩形钢垫板2位于矩形凹槽内接触连接滑动板6，每个矩形钢垫板2的矩形凹槽位置穿接螺杆8，螺杆8螺纹连接滑动板6，两个滑动板6之间固定连接试验柱3。当对两个压板1施加相向的作用力时，能够测试试验柱3竖向的受压性能，当调节螺杆8转动时，通过螺杆传动原理使滑动板6在矩形凹槽内移动，同时给试验柱3施加一个横向的作用力，用于测试试验柱3的横向受压性能。
支撑结构包括多个连接板11，每个矩形钢垫板2的两个相对侧面均固定连接多个连接板11一端，每个连接板11另一端固定连接压板1侧面，能够防止在加载过程中压板1与矩形钢垫板2发生偏移，提高测试时的稳定性。
每个矩形钢垫板2正对压板1的一面中部开设垂直螺杆8方向的刀口10。
每个刀口10截面夹角为120°的三角形，刀口10的截面夹角设置为尖刀9夹角的2倍，刀口10的截面夹角远大于尖刀9的夹角，防止在加载过程中受压柱偏压角度太大，导致刀口10的侧壁紧贴尖刀9的侧壁而使刀口铰支座失效。
如图4所示，压板1上正对刀口10位置连接尖刀9，尖刀9刀尖为60°，尖刀9刀尖连接在矩形钢垫板2的刀口10处，当压板1受力时，通过尖刀9将力施加至至矩形钢垫板2上，通过尖刀9传递力，若万能试验机与压板直接连接，相当于是面荷载，而通过尖刀传递可以将面荷载转变为线荷载，传递给受压柱，对柱进行的是集中荷载的受压。螺杆8对滑动板6作用力可忽略。
矩形钢垫板2中矩形凹槽底部开设刻度7，便于对受压柱3受到的偏心距进行控制，提高受压柱横向测试精度。
螺杆8位于矩形钢垫板2的外部两端分别连接手柄4，通过手柄摇动带动螺杆8转动，提高螺杆8控制的便利性。
矩形凹槽内中部还开设矩形滑槽5，矩形滑槽5尺寸大于滑动板6，能够使滑动板6在矩形滑槽5内移动，矩形滑槽5底部接触连接滑动板6。
矩形钢垫板2通过轴承连接螺杆8，能够使螺杆8相对矩形钢垫板2转动，减少螺杆8设置长度。
一种受压柱受压性能测试方法，采用受压柱试验加载固定装置，具体按照以下步骤实施：
横向偏心测试：将试验柱3固定连接在两个滑动板6之间，分别调节两个螺杆8，螺杆8通过转动带动滑动板6在矩形凹槽内滑动，滑动板6对试验柱3施加横向作用力，通过对试验柱3形变监测获得试验柱3横向偏心数据，即试验柱3横向形变随受力变化数据；
竖向受压测试：将试验柱3固定连接在两个滑动板6之间，调节螺杆8，使试验柱3在位于矩形钢垫板2中部；将万能试验机分别连接在两个压板1中部，向下施加压力，通过对试验柱3形变监测获得试验柱3竖向受压数据，即试验柱3竖向形变随受力变化数据。
通过上述方式，本发明一种受压柱试验加载固定装置，通过螺杆来调整与锁定滑动板，快捷实现加载试验装置的对中及偏心距调整问题，能够有效提高试验装载与精准，本发明还包含了通过使用该新型装置测试试验柱轴压和偏心受压性能的试验方法。

Claims (10)

1.一种受压柱试验加载固定装置，其特征在于，包括两个中部开设矩形凹槽的矩形钢垫板(2)，两个所述矩形钢垫板(2)开口相对，每个所述矩形钢垫板(2)与开口相对的一面均通过支撑结构连接压板(1)，每个所述矩形钢垫板(2)位于矩形凹槽内接触连接滑动板(6)，每个所述矩形钢垫板(2)的矩形凹槽位置穿接螺杆(8)，所述螺杆(8)螺纹连接滑动板(6)，两个所述滑动板(6)之间固定连接试验柱(3)。
2.根据权利要求1所述一种受压柱试验加载固定装置，其特征在于，所述支撑结构包括多个连接板(11)，每个所述矩形钢垫板(2)的两个相对侧面均固定连接多个连接板(11)一端，每个所述连接板(11)另一端固定连接压板(1)侧面。
3.根据权利要求2所述一种受压柱试验加载固定装置，其特征在于，每个所述矩形钢垫板(2)正对压板(1)的一面中部开设垂直螺杆(8)方向的刀口(10)。
4.根据权利要求3所述一种受压柱试验加载固定装置，其特征在于，每个所述刀口(10)截面夹角为120°的三角形。
5.根据权利要求4所述一种受压柱试验加载固定装置，其特征在于，所述压板(1)上正对刀口(10)位置连接尖刀(9)，所述尖刀(9)刀尖连接在矩形钢垫板(2)的刀口(10)处。
6.根据权利要求1所述一种受压柱试验加载固定装置，其特征在于，所述矩形钢垫板(2)中矩形凹槽底部开设刻度(7)。
7.根据权利要求1所述一种受压柱试验加载固定装置，其特征在于，所述螺杆(8)位于矩形钢垫板(2)的外部两端分别连接手柄(4)。
8.根据权利要求1所述一种受压柱试验加载固定装置，其特征在于，所述矩形凹槽内中部还开设矩形滑槽(5)，所述矩形滑槽(5)尺寸大于滑动板(6)，所述矩形滑槽(5)底部接触连接滑动板(6)。
9.根据权利要求8所述一种受压柱试验加载固定装置，其特征在于，所述矩形钢垫板(2)通过轴承连接螺杆(8)。
10.一种受压柱受压性能测试方法，其特征在于，采用如权利要求1-7所述受压柱试验加载固定装置，具体按照以下步骤实施：
横向偏心测试：将试验柱(3)固定连接在两个滑动板(6)之间，分别调节两个螺杆(8)，螺杆(8)通过转动带动滑动板(6)在矩形凹槽内滑动，滑动板(6)对试验柱(3)施加横向作用力，通过对试验柱(3)形变监测获得试验柱(3)横向偏心数据；
竖向受压测试：将试验柱(3)固定连接在两个滑动板(6)之间，调节螺杆(8)，使试验柱(3)在位于矩形钢垫板(2)中部；将万能试验机分别连接在两个压板(1)中部，向下施加压力，通过对试验柱(3)形变监测获得试验柱(3)竖向受压数据。
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