CN205404277U - 一种等效均布面荷载的试验加载装置 - Google Patents

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程建军
喻君
殷驰
郭义庆
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Abstract

本实用新型装置公开了一种等效均布面荷载的试验加载装置，包括传递上部由千斤顶或伺服作动器产生的荷载的方形钢管主分配梁1和次分配梁2，实现三点均布加载的三角钢板3，将经三角钢板分配的荷载传递到被研究的板上的支座4，保证荷载始终垂直三角钢板板面的球形铰5、铰连接板件6和铰支座7，以及连接主次梁和球形铰的长螺栓8。本实用新型的试验加载装置可实现连续等效均布加载，便于进行试验。

Description

一种等效均布面荷载的试验加载装置
技术领域
本实用新型涉及一种等效均布面荷载的试验加载装置，属于土木工程技术的教学和试验辅助设备技术领域。
背景技术
板是一种常见的结构构件，在正常使用过程中主要承受均布荷载。在结构遭受极端灾害条件时（如火灾、爆炸引起的连续倒塌等），板是抵御灾变的重要组成部分。为此，学术界和工程界对板在大变形条件下的防灾变性能越来越关注。对板（例如混凝土板）在均布荷载作用下的大变形性能的研究，包括承载力和变形能力，具有很高的学术和实用价值。通常，通过板上大批量重物的堆放实现对板的均布加载。为实现施加不同的荷载值，不得不重复几次堆载过程进行分级加载。此种方法不仅效率低下，而且在重复堆载过程中也难以保证板上各点加载的同步性。此外，由于在加载过程中，板面会发生不均匀变形，使原来的平面不再为平面，可能导致堆载物发生滑移或者局部与板面脱离，使堆载无法均匀地传递到板上。因此，需要开发出一种既能实现板的连续等效均布加载，又可以保证加载过程中荷载始终垂直于板面均匀分布的试验装置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种等效均布面荷载的试验加载装置，可以实现板的等效均布加载，且可进行连续加载，加载过程中荷载始终垂直于板面。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种等效均布面荷载的试验加载装置，包括主分配梁，在主分配梁的两端下方分别设置有次分配梁，在每个次分配梁的两端下方分别设置有三角钢板；
所述主分配梁和次分配梁以单根螺栓或者球型铰连接；
所述三角钢板的每个角点下方设置有一个三角钢板支座，球形铰支座位于由三个三角钢板支座构成的三角形重心点处；
所述次分配梁通过活动连接机构连接至所述重心点处。
前述的一种等效均布面荷载的试验加载装置，其特征在于：所述主分配梁和次分配梁均为方形钢管。
前述的一种等效均布面荷载的试验加载装置，其特征在于：所述活动连接机构包括球形铰和球形铰支座，所述球形铰焊接在连接板件上，连接板件通过第二长螺栓固定在次分配梁的端部，球形铰支座位于三角钢板上表面的重心点处，连接板件具体位置可根据实际需要调整。
前述的一种等效均布面荷载的试验加载装置，其特征在于：三角钢板与三角钢板支座通过第三螺栓连接。
前述的一种等效均布面荷载的试验加载装置，其特征在于：所述三角钢板支座下方设有橡胶垫块。
本实用新型的试验加载装置工作原理：利用三角形重心上的荷载可以均匀的分布在三个角点上的原理，将上部千斤顶或伺服作动器等产生的集中力施加到主分配梁的中点处，而后主分配梁将力平等的传递到两根次分配梁的中心，再由两根次分配梁传递给四块三角钢板，通过每块三角钢板的三个三角钢板支座将力传递给板构件，从而实现将集中力转化为12点大小相等的荷载。加载过程中，当板发生变形和转动时，支座相应发生转动，但球形铰仍可保证荷载垂直作用于三角钢板板面，且均匀分配给三个支座。三角钢板支座施加给构件的等效均布力可随着作用于主分配梁中心上的集中力同步均匀地增大或减小。
本实用新型的有益效果是：
（1）本实用新型的试验加载装置可以实现板的等效均布加载，且可进行连续加载，加载过程中荷载始终垂直于板面均匀分布。（2）装置原理简单，易于操作和加载，试验方便。
附图说明
图1为本实用新型的等效均布面荷载的试验加载装置的三维结构示意图；
图2为本实用新型的等效均布面荷载的试验加载装置的平面结构示意图；
图3为主分配梁与次分配梁连接结构示意图；
图4为次分配梁与三角钢板连接结构示意图；
图5为球形铰支座位置示意图。
图中：1-主分配梁，2-次分配梁，3-加载三角钢板、4-三角钢板支座、5-球形铰、6-球形铰连接板件、7-球形铰支座、8-第一长螺栓、9-第二长螺栓、10-第三长螺栓。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。
实施方式：如图所示，本实用新型的等效均布面荷载的试验加载装置包括传递荷载的主分配梁1、次分配梁2及四块三角钢板3。
在主分配梁的两端下方分别设置有次分配梁2，在每个次分配梁2的两端下方分别设置有三角钢板3；
所述主分配梁1和次分配梁2固定连接；
所述三角钢板3的每个角点下方设置有一个三角钢板支座4，球形铰支座位于由三个三角钢板支座构成的三角形重心点处；
所述次分配梁2通过活动连接机构连接至所述重心点。
所述主分配梁1和次分配梁2均为方形钢管。
所述主分配梁1和次分配梁2通过第一长螺栓8连接。安装期间，次梁可以转动，但一旦加载，就不可以转动。
所述活动连接机构包括球形铰5，所述球形铰5焊接在连接板件6上，连接板件6通过第二长螺栓9固定在次分配梁2的端部，球形铰支座7位于三角钢板3上表面的重心点处，连接板件6具体位置可根据实际需要调整。
三角钢板3与支座4通过第三螺栓10连接。
所述三角钢板支座4下方设有橡胶垫块。
所述三角钢板支座位于三角形的角点，同时也可根据加载需要设在三角钢板内部，但须保证球形铰支座7的位置位于三个支座构成的三角形的重心处。一般均将三角钢板制作成直角三角形，既便于施工又便于对齐。
集中力施加于主梁1的中心处，两根次梁2与主梁两端通过高强度长螺栓8连接。四个球形铰5由高强度合金钢制成，并焊接于铰连接板件6上，二者通过四根长螺栓8固定在次分配梁2的端部。球形铰支座7通过螺栓或者焊接固定在在三角钢板3的重心处，三角钢板支座4位于三角钢板3的角点，其作用是直接将经三角钢板分配的荷载传递到被研究的板上。三角钢板支座4底部须加设橡胶垫块，保证荷载均匀的施加。加载时球形铰5安置于铰支座7的球形内部，随着板的变形，球形铰发生转动，保证由次梁传递的荷载始终垂直于板面11。而后通过将板划分为12个区块，并将每个区块中心点作为三角钢板支座4的作用位置，实现12点等强度加载等效于均布力加载。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种等效均布面荷载的试验加载装置，包括主分配梁，其特征在于：在主分配梁的两端下方分别设置有次分配梁，在每个次分配梁的两端下方分别设置有三角钢板；
所述主分配梁和次分配梁通过单根螺栓连接或球型铰连接；
所述三角钢板的每个角点下方设置有一个三角钢板支座，球形铰支座位于由三个三角钢板支座构成的三角形重心点处；
所述次分配梁通过活动连接机构连接至所述重心点。
2.根据权利要求1所述的一种等效均布面荷载的试验加载装置，其特征在于：所述主分配梁和次分配梁均为方形钢管。
3.根据权利要求1所述的一种等效均布面荷载的试验加载装置，其特征在于：所述活动连接机构包括球形铰和球形铰支座，所述球形铰焊接在连接板件上，连接板件通过第二长螺栓固定在次分配梁的端部，球形铰支座位于三角钢板上表面的重心点处。
4.根据权利要求1所述的一种等效均布面荷载的试验加载装置，其特征在于：三角钢板与三角钢板支座通过第三螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的一种等效均布面荷载的试验加载装置，其特征在于：所述三角钢板支座下方设有橡胶垫块。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种等效均布面荷载的试验加载装置，其特征在于：所述三角钢板形状为直角三角形。
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