CN203929304U - 火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定用加载装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定用加载装置，包括底座和螺栓轴力承接装置，以及用于给由待测试螺栓、螺母、上垫片和下垫片构成的螺栓副施加扭矩的扭矩加载装置；底座上开有用于卡合连接待测试螺栓的螺栓头的孔，螺栓轴力承接装置由从下到上依次设置且供待测试螺栓穿过的下刚性垫板、弹性钢套筒和上刚性垫板组成，螺母螺纹连接在待测试螺栓穿出到上刚性垫板的一端，上垫片设置在上刚性垫板与螺母之间，下垫片设置在待测试螺栓的螺栓头与下刚性垫板之间。本实用新型使用操作便捷，配合其它测试设备实现的火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量的测定结果能够为钢结构火灾后安全性能评估及加固处理提供参考依据，减少了安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型属于高强螺栓连接性能研究技术领域，具体是涉及一种火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定用加载装置。
背景技术
高强螺栓连接由于其构造简单，施工方便，承载力高，便于拆卸等优点，已成为现代钢结构连接的一种重要形式，广泛应用于工业与民用建筑、桥梁工程、水利水电工程等。与普通螺栓不同，高强度螺栓工作原理是通过对连接副施以设计预拉力，将被连接板件紧固连接在一起，连接刚度大，承载力高。预拉力对螺栓副起紧固作用，通常又称预紧力，其大小会影响连接的安全可靠性，尤其对高强螺栓摩擦型连接，预拉力的大小直接关系到连接的承载力。
火灾作为一种多发灾害，对钢结构损伤尤为严重。高强螺栓连接的损伤乃至失效是钢结构遭受火灾作用常见的损伤破坏形式。高温火灾作用使得高强螺栓连接材料机械性能，受力以及紧固状态发生复杂的非线性变化，直接影响其安全承载性能。目前国内外对高强螺栓力学性能的研究主要针对常温和高温下，以及非受力状态高强螺栓火灾后力学性能研究。
现有研究成果对钢结构抗火设计起到了很好的指导作用。但对于火灾后高强螺栓由于缺乏系统的研究，工程中常常对高强螺栓连接过火后，即要求更换螺栓，或只要螺栓无松动，即认为是安全，反之，则予以更换的简单处理方式。前者偏保守，将造成浪费；后者偏不安全,会造成安全隐患。因此，研究高强度螺栓连接火灾后的受力性能十分必要与迫切。常温下高强螺栓扭矩系数及预紧力通常采用轴力计测定。测定时，将待测试螺栓副置入轴力计，扭矩扳手施加扭矩T，轴力计中自带轴力传感器，同步记录扭矩T及对应轴力P，当轴力达到规范要求值时，代入公式计算扭矩系数，其中，d为待测螺栓的公称直径。传统轴力计采用压力传感器测定轴力，其最大特点是集成了扭矩及轴力的采集，可同步测定记录所加扭矩及螺栓杆对应轴力；同时，待测螺栓被施加扭矩后在轴力计中处于紧固状态，要取出来，需完全卸载；常温下测定扭矩系数，采用此装置简单方便。但是，对于高温后高强螺栓连接预紧力损失则无法采用轴力计测定。而要想实现高温后高强螺栓连接预紧力松弛量的测定，首先要设计出高温后高强螺栓连接预紧力松弛量的加载装置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定用加载装置，其结构简单，实现方便，使用操作便捷，以本实用新型为加载装置配合其它测试设备实现的待测试螺栓在火灾后的预紧力松弛量的测定结果能够为钢结构火灾后安全性能评估及加固处理提供参考依据，避免了浪费，也减少了安全隐患，实用性强，推广应用价值高。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定用加载装置，其特征在于：包括用于固定待测试螺栓的底座和用于承接待测试螺栓的轴力的螺栓轴力承接装置，以及用于给由待测试螺栓、螺母、上垫片和下垫片构成的螺栓副施加扭矩的扭矩加载装置；所述底座上开有用于卡合连接所述待测试螺栓的螺栓头的孔，所述螺栓轴力承接装置由从下到上依次设置且供待测试螺栓从下到上依次穿过的下刚性垫板、弹性钢套筒和上刚性垫板组成，所述螺母螺纹连接在待测试螺栓穿出到上刚性垫板的一端，所述上垫片设置在上刚性垫板与螺母之间，所述下垫片设置在待测试螺栓的螺栓头与下刚性垫板之间。
上述的火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定用加载装置，其特征在于：所述扭矩加载装置为电子数显扭力扳手。
上述的火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定用加载装置，其特征在于：所述下刚性垫板、弹性钢套筒和上刚性垫板均与所述待测试螺栓的螺杆过盈配合。
上述的火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定用加载装置，其特征在于：所述弹性钢套筒的高度为30mm～57mm，所述弹性钢套筒的壁厚为10mm～14mm。
上述的火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定用加载装置，其特征在于：所述下刚性垫板的厚度和上刚性垫板的厚度均为8mm～12mm。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型的结构简单，设计合理，实现方便。
2、本实用新型使用时，首先，将下垫片套在待测试螺栓上，并将待测试螺栓从下到上依次穿过下刚性垫板、弹性钢套筒和上刚性垫板，接着，将上垫片套在待测试螺栓上穿出到上刚性垫板的一端，并将螺母螺纹连接在待测试螺栓穿出到上刚性垫板的一端，然后，将待测试螺栓的螺栓头卡合连接到底座上开有的孔中，固定好待测试螺栓，就完成了螺栓轴力承接装置的组装，便可以采用扭矩加载装置给由待测试螺栓和螺母构成的螺栓副施加扭矩了，使用操作方便。
3、本实用新型的螺栓轴力承接装置与待测试螺栓形成了自反力平衡体系，只需通过应变测试仪等设备实时检测弹性钢套筒产生的轴向应变，就能够实时记录待测试螺栓在火灾后的预紧力大小，进一步得到待测试螺栓在火灾后的预紧力松弛量，测定结果能够为钢结构火灾后安全性能评估及加固处理提供参考依据，避免了浪费，也减少了安全隐患，
4、本实用新型的实用性强，推广应用价值高。
综上所述，本实用新型结构简单，实现方便，使用操作便捷，以本实用新型为加载装置配合其它测试设备实现的待测试螺栓在火灾后的预紧力松弛量的测定结果能够为钢结构火灾后安全性能评估及加固处理提供参考依据，避免了浪费，也减少了安全隐患，实用性强，推广应用价值高。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图标记说明:
1—底座； 2—下刚性垫板； 3—弹性钢套筒；
4—上刚性垫板； 5—待测试螺栓； 6—螺母；
7—扭矩加载装置； 8—上垫片； 9—下垫片。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括用于固定待测试螺栓5的底座1和用于承接待测试螺栓5的轴力的螺栓轴力承接装置，以及用于给由待测试螺栓5、螺母6、上垫片8和下垫片9构成的螺栓副施加扭矩的扭矩加载装置7；所述底座1上开有用于卡合连接所述待测试螺栓5的螺栓头的孔，所述螺栓轴力承接装置由从下到上依次设置且供待测试螺栓5从下到上依次穿过的下刚性垫板2、弹性钢套筒3和上刚性垫板4组成，所述螺母6螺纹连接在待测试螺栓5穿出到上刚性垫板4的一端，所述上垫片8设置在上刚性垫板4与螺母6之间，所述下垫片9设置在待测试螺栓5的螺栓头与下刚性垫板2之间。
本实施例中，所述扭矩加载装置7为电子数显扭力扳手，在施加扭矩时可以观测到施加的扭矩大小值。所述下刚性垫板2、弹性钢套筒3和上刚性垫板4均与所述待测试螺栓5的螺杆过盈配合。所述弹性钢套筒3的高度为30mm～57mm，所述弹性钢套筒3的壁厚为10mm～14mm。所述下刚性垫板2的厚度和上刚性垫板4的厚度均为8mm～12mm。具体实施时，所述弹性钢套筒3的壁厚为12mm，所述下刚性垫板2的厚度和上刚性垫板4的厚度均为10mm，这样能够保证所述弹性钢套筒3、下刚性垫板2和上刚性垫板4经历过火试验后始终保持弹性工作性能。
本实用新型使用时，首先，组装所述螺栓轴力承接装置：将下垫片9套在待测试螺栓5上，并将待测试螺栓5从下到上依次穿过下刚性垫板2、弹性钢套筒3和上刚性垫板4，再将上垫片8套在待测试螺栓5上穿出到上刚性垫板4的一端，并将螺母6螺纹连接在待测试螺栓5穿出到上刚性垫板4的一端，再将待测试螺栓5的螺栓头卡合连接到底座1上开有的孔中，固定好待测试螺栓5；然后，就可以采用扭矩加载装置7给由待测试螺栓5和螺母6构成的螺栓副施加扭矩，由于所述螺栓轴力承接装置与待测试螺栓5形成了自反力平衡体系，施加扭矩后待测试螺栓5上产生的轴力，由螺母6传递给上刚性垫板4和下刚性垫板2，再由上刚性垫板4和下刚性垫板2均匀传递给弹性钢套筒3，使得弹性钢套筒3产生轴向应变，弹性钢套筒3上的轴力与待测试螺栓5上的轴力大小相等且方向相反，因此，只需通过应变测试仪等设备实时检测弹性钢套筒3产生的轴向应变，就能够实时记录待测试螺栓5在火灾后的预紧力大小，进一步得到待测试螺栓5在火灾后的预紧力松弛量。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定用加载装置，其特征在于：包括用于固定待测试螺栓(5)的底座(1)和用于承接待测试螺栓(5)的轴力的螺栓轴力承接装置，以及用于给由待测试螺栓(5)、螺母(6)、上垫片(8)和下垫片(9)构成的螺栓副施加扭矩的扭矩加载装置(7)；所述底座(1)上开有用于卡合连接所述待测试螺栓(5)的螺栓头的孔，所述螺栓轴力承接装置由从下到上依次设置且供待测试螺栓(5)从下到上依次穿过的下刚性垫板(2)、弹性钢套筒(3)和上刚性垫板(4)组成，所述螺母(6)螺纹连接在待测试螺栓(5)穿出到上刚性垫板(4)的一端，所述上垫片(8)设置在上刚性垫板(4)与螺母(6)之间，所述下垫片(9)设置在待测试螺栓(5)的螺栓头与下刚性垫板(2)之间；所述弹性钢套筒(3)的高度为30mm～57mm，所述弹性钢套筒(3)的壁厚为10mm～14mm。
2.按照权利要求1所述的火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定用加载装置，其特征在于：所述扭矩加载装置(7)为电子数显扭力扳手。
3.按照权利要求1所述的火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定用加载装置，其特征在于：所述下刚性垫板(2)、弹性钢套筒(3)和上刚性垫板(4)均与所述待测试螺栓(5)的螺杆过盈配合。
4.按照权利要求1所述的火灾后高强螺栓连接预紧力松弛量测定用加载装置，其特征在于：所述下刚性垫板(2)的厚度和上刚性垫板(4)的厚度均为8mm～12mm。
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