CN209280299U - 一种可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，包括垂向加载装置、柱型铰和试验支座，所述垂向加载装置设置于所述柱梁节点试样的预制柱的顶部，用于对所述预制柱垂向加载，所述柱梁节点试样的预制梁的两端分别设置有一所述试验支座，所述柱型铰可拆卸连接于所述试验支座和所述预制梁之间；本实用新型提供的可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，通过设置可拆卸柱型铰的滚珠直线导轨滑动支座和与之相连的水平轴力测量负荷传感器，消除了垂向载荷对水平轴力测量的影响，不仅可以精确测定柱梁节点试样在承受垂向载荷时产生的水平轴力，还可以在拆除柱型铰后精确测定柱梁节点试样在梁端固接时的拱效应和索效应。

Description

一种可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置

技术领域

本实用新型涉及土木工程结构试验技术领域，特别是涉及一种可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置。

背景技术

在装配式框架结构中，梁柱节点将预制梁柱连接成一个整体，连接节点起荷载传递和抗震耗能的作用。受力构件的连接部位在装配式框架结构中占据着举足轻重的地位。装配式混凝土节点可以提高结构的整体稳定性。目前，在柱梁节点的力学性能试验中，无法精确的测量柱梁节点试样在承受垂向载荷时产生的水平轴力，也无法精确测定柱梁节点试样在梁端固接时的拱效应和索效应。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，以解决上述现有技术存在的问题，不仅可以精确测定柱梁节点试样在承受垂向载荷时产生的水平轴力，还可以精确测定柱梁节点试样在梁端固接时的拱效应和索效应。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，包括垂向加载装置、柱型铰和试验支座，所述垂向加载装置设置于所述柱梁节点试样的预制柱的顶部，用于对所述预制柱垂向加载，所述柱梁节点试样的预制梁的两端分别设置有一所述试验支座，所述柱型铰可拆卸连接于所述试验支座和所述预制梁之间。

所述试验支座包括水平滑动支座和固定支座，所述固定支座包括固定于反力地基上的底座、设置于所述底座顶部的L形水平力承载弯板和设置于所述L形水平力承载弯板的横向底板顶部的直线导轨；所述水平滑动支座包括倒T形滑动板和固定于所述倒T形滑动板的底板顶部的滑块，所述滑块与所述直线导轨滑动连接，所述倒T形滑动板的竖向立板的一侧与所述柱型铰连接，所述倒T形滑动板的竖向立板的另一侧与所述L形水平力承载弯板之间还设置有一负荷传力杆，所述负荷传力杆一端与所述倒T型滑动板的竖向立板固定连接，所述负荷传力杆另一端穿过所述L形水平力承载弯板的竖向立板与一负荷传感器的一个承载面连接，所述负荷传感器的另一个承载面与所述L形水平力承载弯板的竖向立板连接。

优选地，所述垂向加载装置为一垂向加载作动器。

优选地，所述垂向加载装置顶部与反力框架的顶梁固定连接，所述垂向加载装置底部的加载端通过球铰与所述预制柱铰接。

优选地，所述柱型铰与所述预制梁之间通过螺栓固定连接。

优选地，所述柱型铰与所述倒T形滑动板之间通过螺栓固定连接。

优选地，所述滑块通过螺钉固定于所述倒T形滑动板的底板底部上。

优选地，所述负荷传力杆穿出于所述L形水平力承载弯板的部分杆体上还螺纹连接有一对锁紧螺母，所述锁紧螺母固定所述负荷传感器的一个承载面，所述负荷传感器的另一个承载面用螺钉固定于所述L形水平力承载弯板的竖向立板上。

优选地，所述固定支座的底座锚固于所述反力地基上。

本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本实用新型提供的可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，通过设置可拆卸柱型铰的滚珠直线导轨滑动支座和与之相连的水平轴力测量负荷传感器，消除了垂向载荷对水平轴力测量的影响，不仅可以精确测定柱梁节点试样在承受垂向载荷时产生的水平轴力，还可以在拆除柱型铰后精确测定柱梁节点试样在梁端固接时的拱效应和索效应。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型中试验支座的立体结构示意图；

图3为本实用新型中试验支座的半剖视图；

图4为试验支座与预制梁之间设置有柱型铰的试验方案示意图；

图5为试验支座与预制梁之间未设置有柱型铰的试验方案示意图；

图中：1-垂向加载装置、2-柱型铰、3-试验支座、4-预制柱、5-预制梁、6-底座、7-L形水平力承载弯板、8-直线导轨、9-倒T形滑动板、10-滑块、11-负荷传力杆、12-负荷传感器、13-球铰、14-锁紧螺母、15-螺钉、16-反力地基。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，以解决现有技术存在的问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实施例提供一种可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，如图1-3所示，包括垂向加载装置1、柱型铰2和试验支座3，垂向加载装置1设置于柱梁节点试样的预制柱4的顶部，用于对预制柱4垂向加载，柱梁节点试样的预制梁5的两端分别设置有一试验支座3，柱型铰2可拆卸连接于试验支座3和预制梁5之间；

具体的，试验支座3包括水平滑动支座和固定支座，固定支座包括固定于反力地基16上的底座6、设置于底座6顶部的L形水平力承载弯板7和设置于L形水平力承载弯板7的横向底板顶部的直线导轨8，水平滑动支座包括倒T形滑动板9和固定于倒T形滑动板9的底板底部的滑块10，滑块10与直线导轨8滑动连接，倒T形滑动板9的竖向立板一侧与柱型铰2连接，倒T形滑动板9的竖向立板的另一侧与L形水平力承载弯板7之间还设置有一负荷传力杆11，负荷传力杆11一端与倒T形滑动板9的竖向立板用螺钉固定连接，另一端穿过L形水平力承载弯板7与一负荷传感器12的一个承载面连接，负荷传感器12的另一个承载面与L形水平力承载弯板7的竖向立板连接。

于本具体实施例中，垂向加载装置1的为一垂向加载作动器，垂向加载作动器顶部与反力框架的顶梁固定连接，垂向加载作动器的底部的加载端通过球铰13与预制柱4铰接。

为了实现柱型铰2的可拆卸，本实施例中在预制梁5的端部设置四个螺纹孔，将柱型铰2与预制梁5之间通过螺栓固定连接，同样的，柱型铰2与倒T形滑动板9之间也通过螺栓固定连接，当无需使用柱型铰2时，通过拆卸螺栓即可卸下柱型铰2。

本实施例中，滑块10通过螺钉固定在倒T形滑动板9的底板上，滑块10水平设置，并与底座6上的L形水平力承载弯板7的横向底板上螺钉固定的直线导轨8滑动连接，在直线导轨8的作用下保持水平方向的自由度。

本实施例中，负荷传力杆11穿出于L形水平力承载弯板7的立板部分的杆体上还螺纹连接有一对锁紧螺母14，将负荷传感器12锁紧固定于负荷传力杆11上，并固定负荷传感器12的一个承载面；同时，负荷传感器12的另一个承载面通过螺钉15固定在L形水平反力承载弯板7上。

于本具体实施例中，底座6锚固于反力地基16上。

本实施例中，图4所示为试验支座3与预制梁5之间设置有柱型铰2的试验方案示意图，试验过程中，控制软件通过精确测量垂向加载作动器的位移，计算出柱梁节点的弯曲变形，根据已知的试验支座3之间的间距，计算出被测节点试样所受轴力的垂向分力，从而进一步计算出精确的轴端拉力。

结合图3可以计算得出：tanθ＝ΔS/0.5L

负荷传感器12测得的轴向力的水平分力为F1，由于试样偏转导致的垂向分力为F2，则试样承受的真实轴向力为F＝F1/cosθ。

试验过程中，如果柱梁节点试样的垂向变形较小时，试样的偏转对实际轴向力的影响较小，可以忽略，但如果试样的垂向变形增大，在cosθ逐渐减小，如果因此导致的误差大于了1％，就要考虑试样转角对轴力测量的影响，通过计算获得真实的轴向力值。

本实施例中，图5所示为试验支座3与预制梁5之间未设置有柱型铰2的试验方案示意图，试验支座3去掉柱型铰2后，梁柱节点试样的两端与试验支座3的倒T形滑动板9之间连接，此时可以用于测试梁柱节点试样的拱效应和索效应；由于试验支座3的固定支座与水平滑动支座之间采用了滑块10配合直线导轨8的滑动连接结构，使得柱梁节点试样只有沿直线导轨8确定的滑动方向一个自由度，其余方向的负荷全部由水平滑动支座的直线导轨8传递到支座主体并经由固定锚栓传递到反力地基上，从而保证了柱梁节点拱效应和索效应测量的精确性。

本实用新型应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，其特征在于：包括垂向加载装置、柱型铰和试验支座，所述垂向加载装置设置于所述柱梁节点试样的预制柱的顶部，用于对所述预制柱垂向加载，所述柱梁节点试样的预制梁的两端分别设置有一所述试验支座，所述柱型铰可拆卸连接于所述试验支座和所述预制梁之间；

所述试验支座包括水平滑动支座和固定支座，所述固定支座包括固定于反力地基上的底座、设置于所述底座顶部的L形水平力承载弯板和设置于所述L形水平力承载弯板的横向底板顶部的直线导轨；所述水平滑动支座包括倒T形滑动板和固定于所述倒T形滑动板的底板底部的滑块，所述滑块与所述直线导轨滑动连接，所述倒T形滑动板的竖向立板的一侧与所述柱型铰连接，所述倒T形滑动板的竖向立板的另一侧与所述L形水平力承载弯板之间还设置有一负荷传力杆，所述负荷传力杆一端与所述倒T型滑动板的竖向立板固定连接，所述负荷传力杆另一端穿过所述L形水平力承载弯板的竖向立板与一负荷传感器的一个承载面连接，所述负荷传感器的另一个承载面与所述L形水平力承载弯板的竖向立板连接。

2.根据权利要求1所述的可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，其特征在于：所述垂向加载装置为一垂向加载作动器。

3.根据权利要求2所述的可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，其特征在于：所述垂向加载装置顶部与反力框架的顶梁固定连接，所述垂向加载装置底部的加载端通过球铰与所述预制柱铰接。

4.根据权利要求1所述的可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，其特征在于：所述柱型铰与所述预制梁之间通过螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，其特征在于：所述柱型铰与所述倒T形滑动板之间通过螺栓固定连接。

6.根据权利要求1所述的可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，其特征在于：所述滑块通过螺钉固定于所述倒T形滑动板的底板底部。

7.根据权利要求1所述的可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，其特征在于：所述负荷传力杆穿出于所述L形水平力承载弯板的部分杆体上还螺纹连接有一对锁紧螺母，所述锁紧螺母固定所述负荷传感器的一个承载面，所述负荷传感器的另一个承载面用螺钉固定于所述L形水平力承载弯板的竖向立板上。

8.根据权利要求1所述的可精确测量水平轴力的柱梁节点试验装置，其特征在于：所述底座锚固于所述反力地基上。