CN115014927A - 一种防止试验梁侧向倾覆的装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

一种防止试验梁侧向倾覆的装置及其安装方法，属于土木工程结构试验技术领域。它包括防侧向倾覆滑轨系统、设置在防侧向倾覆滑轨系统两侧的立柱及用于连接立柱与防侧向倾覆滑轨系统的连接系统；所述连接系统包括底部连接机构、中间连接机构及顶部连接机构，底部连接机构位于试验加载平台与地面之间，用于将立柱与地面相连接，中间连接机构位于防侧向倾覆滑轨系统与试验加载平台之间，用于连接两侧的立柱，顶部连接机构活动设置在两侧立柱的顶部。本发明装置，可以根据试验是否需要进行安、拆，不会影响试验加载平台进行其他试验，具备工具式属性，可以反复周转使用、操作简单快捷、省时省力。

Description

一种防止试验梁侧向倾覆的装置及其安装方法

技术领域

本发明属于土木工程结构试验技术领域，具体涉及一种防止试验梁侧向倾覆的装置及其安装方法。

背景技术

钢结构已广泛运用于土木工程领域，在对钢结构进行理论研究与数值模拟的同时，对钢结构的试验研究也越来越受到重视。在钢结构研究中有一种高宽比较大的钢梁，由于其竖向刚度大，既可以充分利用其抗弯强度又可以使钢梁在跨度较大的情况下竖向挠度较小，特别是在对钢梁的腹板开孔后既可减轻钢梁的自重，又可以利用腹板上的空洞进行管线的布置，使得建筑空间被充分利用，减小了建筑层高，经济效益显著。

但由于该钢梁的侧向刚度较小，在对其进行竖向加载试验时，即便在加载值较小的情况下，钢梁也会发生侧向倾覆，使得试验无法继续而导致试验失败，同时也不符合高宽比较大梁在工程中有水平楼板或次梁提供侧向支撑的实际情况。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种防止试验梁侧向倾覆的装置及其安装方法，该装置自身结构稳定、通用性强、安拆方便，且使用时不会对试验加载平台本身产生影响。

本发明提供如下技术方案：

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明装置，可以根据试验是否需要进行安、拆，不会影响试验加载平台进行其他试验，具备工具式属性，可以反复周转使用、操作简单快捷、省时省力；

2）本发明中，防侧向倾覆滑轨系统中两块夹板间的间距可以通过第一螺杆进行调节，能适应于多种高宽比不同的钢梁进行试验，通用性强；

3）本发明中，第一螺杆上标识有刻度，通过观测刻度值，不仅可以精准地将两块夹板间的间距调节到所需的值，还可以用来判断两块夹板形成的滑道在空间上是否处于竖直位置；

4）本发明中，通过设置的底部连接机构、中间连接机构及顶部连接机构将两侧立柱进行连接固定，能够有效地提高装置本身的稳定性，防止装置在试验过程出现位移及变形，提高了装置的可靠性高，能够满足防止高宽比较大梁在竖向加载时发生侧向倾覆的要求，提高了试验的成功率；

5）本发明装置配合试验加载平台使用但又不依附于试验加载平台，能独立提供试验所需的功能且在实现功能的过程中不会对试验加载平台带来任何干扰，从而避免了试验加载平台在试验加载过程中由于横向受力而发生扭转，影响到试验加载平台本身；

6）本发明中，顶部连接机构与两侧的立柱之间采用活动连接方式，既可方便试验梁的安装，也可方便试验结束后将试验梁取出进行更换，同时顶部连接机构可以保证两侧立柱及防侧向倾覆滑轨系统在试验中不会出现间距的变化。

附图说明

图1为现有钢梁及试验装置的组装结构示意图；

图2为本发明连接系统的立体爆炸结构示意图，其中：图2a为顶部连接机构的立体爆炸结构示意图、图2b为中间连接机构的立体爆炸结构示意图、图2c为底部连接机构的立体爆炸结构示意图、；

图3为本发明连接系统组装后的结构示意图，其中：图3a为顶部连接机构组装后的结构示意图、图3b为中间连接机构组装后的结构示意图、图3c为底部连接机构组装后的结构示意图；

图4为本发明立柱的立体爆炸结构示意图；

图5为本发明立柱组装后的结构示意图；

图6为本发明防侧向倾覆滑轨系统的立体爆炸结构示意图；

图7为本发明防侧向倾覆滑轨系统组装后的结构示意图；

图8为本发明第一螺杆的结构示意图；

图9为本发明第一螺杆的装配结构示意图；

图10为本发明的整体结构示意图；

图11为本发明装置装配使用状态的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

请参阅图1-11，一种防止试验梁侧向倾覆的装置，如图6所示，将带刻度的第一螺杆2的一端插入夹板1的孔中，第一螺杆2的端部与夹板1的表面平齐，再将带刻度的第一螺杆2与夹板1焊接成一个整体，将一组配套使用的第一螺母3中的一个旋入第一螺杆2上，剩余的两个第一螺母3待后续组装时使用，完成上述操作即完成了防侧向倾覆滑轨系统A的组装，组装后的结构如图7所示。

如图4所示，将顶部加劲肋5与H型钢柱4在H型钢柱4的上端部进行焊接，焊接时应确保顶部加劲肋5的上表面与H型钢柱4的上端面平齐；再将横向加劲肋6与H型钢柱4进行焊接；将柱端连接钢板8焊接在H型钢柱4的下端；将柱脚肋板7与柱端连接钢板8和H型钢柱4焊接在一起；完成上述操作即完成了两侧立柱B的组装，组装后的结构如图5所示。

如图2a所示，短圆钢筋10的长度取60～100mm, 短圆钢筋10的直径应不小于8mm；顶部加劲肋5的孔径与顶部型钢9的孔径均需大于短圆钢筋10的直径，且两者直径的差值在0.5mm以内；将短圆钢筋10插入顶部型钢9上的通孔中，短圆钢筋10上端超出顶部型钢9上表面的长度应不小于20mm，将顶部型钢9与短圆钢筋10在顶部型钢9的上表面进行焊接。组装过程中应确保：短圆钢筋10下端伸出顶部型钢9下表面的长度不小于30mm，短圆钢筋10应与顶部型钢9的下表面保持垂直；完成上述操作即完成了顶部连接机构E的组装，组装后的结构如图3a所示。

如图2c所示，将底部型钢13与底部钢板14在底部型钢13的端部进行焊接，焊接时应确保底部型钢13的翼缘板口部与底部钢板14的下表面处于同水平面上；将螺栓15从底部型钢13的下面穿出，然后将螺栓15在螺帽处与底部型钢13焊接牢固；完成上述操作即完成了底部连接机构C的组装，组装后的结构如图3c所示。

如图10所示，先将防侧向倾覆滑轨系统A与对应的两侧的立柱B用第一螺母3进行预组装，再将底部连接机构C放置于试验加载平台F下方，再将两侧的立柱B与底部连接机构C用第三螺母16连接起来，再在试验加载平台F上方将两侧的立柱B用第二螺杆11与第二螺母12连接在一起，再根据试验梁G的宽度利用第一螺母3对防侧向倾覆滑轨系统A中的两块夹板1间的间距进行精调，再将顶部连接机构E通过短圆钢筋10与两侧的立柱B顶部的通孔连接在一起，完成上述操作即完成了本发明的一种防止试验梁侧向倾覆装置的组装，组装后的结构如图11所示。

试验需要使用本装置时，先在地面弹线定好装置的安装位置，再将底部连接机构C准确地放置在安装位置处；在地面上画出底部钢板14上安装孔对应的位置，并进行钻孔，所成孔应能满足柱脚锚栓17的安装需要；用柱脚锚栓17将底部连接机构C固定在地面上；用第一螺母3将防侧向倾覆滑轨系统A与对应的两侧的立柱B进行预组装；用第三螺母16将两侧的立柱B与底部连接机构C分进行固定；用第二螺母12将两侧的立柱B与中间连接机构B进行固定；用第一螺母3，根据试验梁G的宽度对防侧向倾覆滑轨系统A中的两块夹板1间的间距进行精调；在防侧向倾覆滑轨系统A上的两块夹板1的表面涂上机械润滑油脂；在试验加载平台F上依次安置支座垫块18、支座19、试验梁G、荷载分配梁垫块20，最后安装顶部连接机构E；完成上述操作即完成了本发明实施例的组装，组装后的结构如图11所示。

如图8所示，在加工带刻度的第一螺杆2时应注意：在第一螺杆2的两个侧面均需划上刻度以方便观察；刻度的长度应能满足防侧向倾覆滑轨系统A中两块夹板1之间的间距从零到最大值的调节距离需要；在对防侧向倾覆滑轨系统A中的夹板1与带刻度的第一螺杆2进行固定时，应将第一螺杆2离刻度较远的一端与夹板1进行固定；应确保带刻度的第一螺杆2与防侧向倾覆滑轨系统A中的夹板1在焊接固定后处于垂直状态；应保证当所有第一螺杆2上的刻度数值相同时，防侧向倾覆滑轨系统A中的两块夹板1处于竖直平面内；刻度的刻划应根据试验的精度要求来确定，最小刻度值不得大于1mm。

如图9所示，在安置试验梁G之前，先根据试验需要，确定好防侧向倾覆滑轨系统A中两块夹板1之间的间距，在锁紧第一螺母3之前，应先通过观测带刻度的第一螺杆2上的刻划线与H型钢柱4外表面相交处的读数，将读数调节至所需的值后再锁紧第一螺母3。

在使用本发明所述的防止试验梁侧向倾覆装置后，为高宽比较大梁在竖向荷载作用下性能研究试验的成功提供了保障。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防止试验梁侧向倾覆的装置，其特征在于：包括防侧向倾覆滑轨系统、设置在防侧向倾覆滑轨系统两侧的立柱及用于连接立柱与防侧向倾覆滑轨系统的连接系统；所述连接系统包括底部连接机构、中间连接机构及顶部连接机构；底部连接机构位于试验加载平台与地面之间，用于将立柱与地面相连接；中间连接机构位于防侧向倾覆滑轨系统与试验加载平台之间，用于连接两侧的立柱；顶部连接机构活动设置在两侧立柱的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种防止试验梁侧向倾覆的装置，其特征在于所述防侧向倾覆滑轨系统包括两块相对设置的夹板，两块夹板之间形成既能保证试验梁在竖向平面内自由变形又能防止试验梁出现平面外倾覆的滑道；夹板的外侧设有一组第一螺杆，第一螺杆的一端焊接固定在夹板上，其另一端标识有刻度值，每根第一螺杆上均设有配套的第一螺母。

3.根据权利要求2所述的一种防止试验梁侧向倾覆的装置，其特征在于所述立柱包括H型钢柱、设置在H型钢柱内部的一组横向加劲肋及设置在H型钢柱上端的顶部加劲肋，H型钢柱的底端设有柱端连接钢板，柱端连接钢板上设置一组安装孔，柱端连接钢板与H型钢柱的翼缘板之间设有柱脚肋板。

4.根据权利要求3所述的一种防止试验梁侧向倾覆的装置，其特征在于所述底部连接机构包括底部型钢及设置在底部型钢两端的钢板组件，钢板组件包括两块分别设置在底部型钢两侧的底部钢板，底部型钢与H型钢柱相连接，底部钢板固定安装在地面上。

5.根据权利要求4所述的一种防止试验梁侧向倾覆的装置，其特征在于所述中间连接机构包括一组第二螺杆及与第二螺杆配套的一组第二螺母。

6.根据权利要求5所述的一种防止试验梁侧向倾覆的装置，其特征在于所述第一螺杆的一端贯穿对应一侧的H型钢柱并与之相连接；所述第二螺杆的两端分别与对应一侧的H型钢柱相连接。

7.根据权利要求6所述的一种防止试验梁侧向倾覆的装置，其特征在于所述顶部连接机构包括顶部型钢，顶部型钢上穿设有一组短圆钢筋，所述顶部型钢、顶部加劲肋上均设有与短圆钢筋相对应的通孔。

8.根据权利要求7所述的一种防止试验梁侧向倾覆的装置，其特征在于所述顶部加劲肋上通孔的直径大于短圆钢筋的直径。

9.一种防止试验梁侧向倾覆装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在地面弹线，定位好装置的安装位置；

步骤2、将底部连接机构放置在安装位置处，根据底部钢板上安装孔的位置，在地面上划出对应的位置进行钻孔，所成孔应满足柱脚锚栓的安装需要；

步骤3、将防侧向倾覆滑轨系统通过第一螺杆(2)及配套的第一螺母(3)与对应的两侧的立柱(B)中的H型钢柱进行预组装，待后续精调；

步骤4、用柱脚锚栓将底部连接机构固定在地面上，并将两侧的立柱中H型钢柱的底端与底部连接机构进行固定连接；

步骤5、通过中间连接机构将两侧立柱进行连接；

步骤6、对防侧向倾覆滑轨系统进行精调，根据试验梁的宽度，通过第一螺杆上的刻度值确定防侧向倾覆滑轨系统中两块夹板之间的间距后，将两侧的立柱与防侧向倾覆滑轨系统进行固定连接；

步骤7、在防侧向倾覆滑轨系统中两块夹板的表面涂上机械润滑油脂；

步骤8、在试验加载平台上依次安置支座下的垫块、支座、试验梁及荷载分配梁下的垫块；

步骤9、在两侧立柱的顶端安装顶部连接机构，顶部连接机构安装完成后，即可对试验梁进行结构试验。

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