CN214952776U - 一种t形钢管节点疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种T形钢管节点疲劳试验装置，包括输出组件，具有支架以及安装在该支架上的液压伺服机，所述液压伺服机的输出轴端垂直朝下设置；框架，具有位于其本体下部的第一连接部以及位于其本体上部的第二连接部；所述T形钢管设置在容置空间内，所述主管水平设置且两端分别拆卸式的与所述铰支座连接。本实用新型通过采用一个刚性框架，将液压伺服机对刚性框架输出的轴压荷载在框架的作用下转变为对支管实施轴拉荷载，从而更加真实的模拟了构件在实际情况下的受力状态，使得实验结果更加可靠，具有代表性。且该实用新型针对性强，为T型相贯节点专用，对设备和实验场地要求较低，易拆卸，便于运输。

Description

一种T形钢管节点疲劳试验装置

技术领域

本实用新型涉及管件疲劳测试的技术领域，具体为一种T形钢管节点疲劳试验装置。

背景技术

随着我国经济建设的迅速发展，工程建设领域将越来越多的采用钢结构，钢结构建筑自重轻却具有优异的工程承载力和更为可靠的生态承载能力。在建筑规划设计建造使用拆除的全生命周期内，充分发挥了钢结构的优势，有效地处理节地节材，节能节水环保等之间的辩证关系，促进了建筑业朝着资源节约型，环境友好型的长远方向健康可持续发展。而钢结构同时也具有抗腐蚀性高、耐热性能好、抛光性能佳等诸多优势使其在诸多建筑材料中脱颖而出。

与此同时钢结构在实际工程应用中其相贯节点的各项性能优劣是是对其质量判断的一个相当重要的因素。所以近年来，国内相关学者陆续开展关于钢结构相贯节点的研究，但主要是对其力学性能的研究，对其疲劳性能的研究则略显滞后。在建筑结构领域，因为大多数结构所受到的外部循环荷载幅值通常比较小，所以结构设计者通常较为关注结构的静力强度、刚度及抗震性能，而忽视结构疲劳性能。但对于长期受到风荷载作用下的高耸建筑、工业厂房中经常承受动力作用的吊车梁等，这些结构在节点处的疲劳性能也是不可忽视的重要设计指标。在此背景下，研究钢结构相贯节点的疲劳破坏机理，建立其疲劳寿命预测的方法就显得十分紧迫。

T型钢管通常由主管和支管构成，两者焊接成一体，其焊缝为主管与支管相交形成的相贯线。主支管连接的形状除了最常见的T型外，还有Y型、X型、 Z型等多种连接方式。相贯节点由于其特殊的位置等因素其疲劳性能直接决定着整个装置合格与否。

此种实验的常规装置的设计大多比较通用普适，适用范围虽然广，但实验误差大，明显降低了试验效率。而且常规装置往往由于适用于多种节点型式和几何参数而造成需要采用较多的加载装置和加载设备进行多点加载才能完成疲劳实验，针对性不强，采用过多的装置造成财力，物力，人力的浪费，实验周期长，占用较大的实验场地，成本高，效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种T形钢管节点疲劳试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种T形钢管节点疲劳试验装置，所述T形钢管包括有主管以及位于该主管中部并与之相贯焊接的支管，所述主管和支管构成T字形管件结构，包括：输出组件，具有支架以及安装在该支架上的液压伺服机，所述液压伺服机的输出轴端垂直朝下设置；框架，具有位于其本体下部的第一连接部以及位于其本体上部的第二连接部，且，于所述第一连接部与所述第二连接部之间形成有容置T形钢管的容置空间，该容置空间的两端开口且贯通；铰支座，具有位于框架两侧分设的两个；其中，所述T形钢管设置在容置空间内，所述主管水平设置且两端分别拆卸式的与所述铰支座连接，所述支管的端部位于主管的下方且其端部固接在第一连接部上，所述第二连接部与所述液压伺服机的输出轴端固接。

所述支管与所述液压伺服机的输出轴同轴设置。

所述框架设置为方形框体结构，其两端对称形成有相互贯通的开口。

所述主管的两端均延伸至框架的外部，并与所述铰支座拆卸式的连接。

所述铰支座和支架均固定在同一装配面。

所述支架设置为U字形结构，具有连接液压伺服机的横梁以及固接在横梁两端的竖直梁，所述竖直梁的底部安装在装配面上。

由上述技术方案可知，原本在一定的实验条件下，很多设备无法输出拉力循环或者受制于实验场地难以输出拉力循环，在不采用其他措施改进的情况下，实验装置将只能对试件支管施加轴向压力荷载，这无疑无法全面真实的模拟实际情况下工件的受力情况，而本实用新型通过采用一个刚性框架，将液压伺服机对刚性框架输出的轴压荷载在框架的作用下转变为对支管实施轴拉荷载，从而更加真实的模拟了构件在实际情况下的受力状态，使得实验结果更加可靠，具有代表性。且该实用新型针对性强，为T型相贯节点专用，对设备和实验场地要求较低，易拆卸，便于运输。

附图说明

图1为本实用新型透视正视图；

图2为本实用新型侧视图。

图中：1支架、11竖直梁、12横梁、2液压伺服机、21输出轴端、22底座部、3框架、31第一连接部、311连接板、32容置空间、33第二连接部、4 主管、41连接板、5支管、51连接板、6支座、7铰支座、71连接板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1-2所示的一种T形钢管节点疲劳试验装置，该种T形钢管节点疲劳试验装置适用于T形钢管的节点疲劳试验，为了更加直观的理解本案的技术方案，现对所述的T形钢管作出如下解释：

所述的T形钢管包括有主管4以及焊接在主管4中部并与之垂直连接的支管5，所述的主管4和支管5均采用的是圆形管件结构，并构成了T字形管件结构，在试验过程中，通过采用铰支座7实施对主管4两端的定位以及通过框架3实施对支管5端部的定位，实施对支管5相对主管4的反向拉伸加载，该力的加载源于液压伺服机2的竖直向下力的作用。

具体的为：包括输出组件、框架3和铰支座7；

输出组件，具有支架1以及安装在该支架1上的液压伺服机2，所述液压伺服机2的输出轴端21垂直朝下设置；

框架3，具有位于其本体下部的第一连接部31以及位于其本体上部的第二连接部33，且，于所述第一连接部31与所述第二连接部33之间形成有容置T形钢管的容置空间32，该容置空间32的两端开口且贯通；

铰支座7，具有位于框架3两侧分设的两个；

其中，所述T形钢管设置在容置空间32内，所述主管4水平设置且两端分别拆卸式的与所述铰支座7连接，所述铰支座7的底部固接有支座6，所述铰支座7藉由该支座6拆卸式的连接在装配面上，所述支管5的端部位于主管4的下方且其端部固接在第一连接部31上，所述第二连接部33与所述液压伺服机2的输出轴端21固接。

这里，本领域技术人员即可理解为，在实施对主管4和支管5的连接处的疲劳试验过程中，通过采用液压伺服机2的输出轴端21向下施加力，驱使框架3的第二连接部33带动支管5具有向下运动趋势，由于所述的主管4通过铰支座7实现了纵向的限位，即当通过液压伺服机2向下施力的过程中便可实现主管4和支管5的相贯节点的拉伸力的疲劳测试，该种试验的核心点在于通过拉拽的形式试验支管5与主管4之间的焊接强度，通过控制液压伺服机2的输出力的大小进而获取不同的试验结果。

于本实施例中，所述的支架1设置为U形结构，包括有连接液压伺服机2 底座部22的横梁12，以及固接在横梁12两端并垂直设置的竖直梁11，该竖直梁11的底部通过螺栓固接在装配面上，这里，所述的装配面一般可指代地面或工作台面等；同时，位于框架3两侧设置的铰支座7同样采用螺栓紧固装配面的方式实施紧固，在实施试验前，为了保证主管4和支管5均能有效的实现固定，在位于主管4的两端均分别焊接有连接板41，在支管5的端部焊接有连接板51，在位于铰支座7的连接端焊接有连接板71，在位于第一连接部31的上端面焊接有连接板311；在试验准备阶段，将T形钢管放置于容置空间32内，其主管4的两端通过连接板41与所述连接板71固接，固接方式可采用螺栓连接；所述连接板51通过螺栓与所述连接板311连接。为了进一步提高试验过程中的稳定性，于本实施例中，所述支管5与所述液压伺服机2的输出轴同轴设置。

需要指出的是，试验采用液压伺服机2输出稳定的正弦波轴力曲线，轴向荷载通过刚性的框架3传递给T形钢管，再通过T形钢管传递到两边的铰支座7，最后传入与地面连接的支座6。疲劳加载频率则根据T形钢管的属性以及试验目的设定，T形钢管在荷载作用下的应力变化数据则通过粘贴在其表面的应变片获取。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种T形钢管节点疲劳试验装置，所述T形钢管包括有主管以及位于该主管中部并与之相贯焊接的支管，所述主管和支管构成T字形管件结构，其特征在于，包括：

输出组件，具有支架以及安装在该支架上的液压伺服机，所述液压伺服机的输出轴端垂直朝下设置；

框架，具有位于其本体下部的第一连接部以及位于其本体上部的第二连接部，且，于所述第一连接部与所述第二连接部之间形成有容置T形钢管的容置空间，该容置空间的两端开口且贯通；

铰支座，具有位于框架两侧分设的两个；

其中，所述T形钢管设置在容置空间内，所述主管水平设置且两端分别拆卸式的与所述铰支座连接，所述支管的端部位于主管的下方且其端部固接在第一连接部上，所述第二连接部与所述液压伺服机的输出轴端固接。

2.根据权利要求1所述的一种T形钢管节点疲劳试验装置，其特征在于：所述支管与所述液压伺服机的输出轴同轴设置。

3.根据权利要求1所述的一种T形钢管节点疲劳试验装置，其特征在于：所述框架设置为方形框体结构，其两端对称形成有相互贯通的开口。

4.根据权利要求1所述的一种T形钢管节点疲劳试验装置，其特征在于：所述主管的两端均延伸至框架的外部，并与所述铰支座拆卸式的连接。

5.根据权利要求1所述的一种T形钢管节点疲劳试验装置，其特征在于：所述铰支座和支架均固定在同一装配面。

6.根据权利要求5所述的一种T形钢管节点疲劳试验装置，其特征在于：所述支架设置为U字形结构，具有连接液压伺服机的横梁以及固接在横梁两端的竖直梁，所述竖直梁的底部安装在装配面上。

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