CN218885623U - 一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及条形建筑构件的连接技术领域，公开了一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统，用于测试斜柱与立柱的连接节点处强度是否达标，斜柱下端固定在立柱侧面，斜柱侧面底部还设置有撑柱梁；缩尺试验系统包括斜柱与支柱的连接节点的缩尺模型以及用来模拟斜柱与立柱上的荷载的作动器；缩尺模型包括缩尺立柱、缩尺斜柱、以及缩尺撑柱梁，作动器包括设置在缩尺立柱顶部的直作动器，以及设置在缩尺斜柱顶部的斜作动器。本实用新型中，通过制作斜柱的缩尺模型进行加载试验，解决了复杂斜柱节点难以通过计算或有限元模拟的方式进行强度校核的问题，且相较于采用等比例的构件进行加载试验，采用缩尺模型进行试验的成本显著减小。
Description
技术领域
本实用新型涉及条形建筑构件的连接技术领域，特别是涉及一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统。
背景技术
随着社会的发展，千篇一律的建筑已不能满足人们的需求，各种风格迥异的异形建筑也越来越多。而异形建筑中不可避免地需要用到斜柱这样的支撑结构，在施工前需要对斜柱进行强度校核，判断设计的斜柱及其连接节点是否强度达标。
斜柱不同于立柱，其承受的荷载多了一个水平方向的分量，因此其受力状况的计算更为复杂。对于直接设置在地基上的斜柱而言，这种复杂程度尚可接受，可以通过计算的方式判断斜柱自身以及连接节点处的强度是否满足需求。但对于安装在立柱上的斜柱而言，连接节点处的受力状况已复杂到难以准确计算。即使是采用有限元的方式进行模拟，由于算力限制，模拟时无法将现场所有的因素全部考虑在内，需进行很大程度的简化，导致最终模拟的结果与实际状况有明显差别。以北京北四环某建筑改造项目为例，其斜柱节点模拟结果显示会有两个位置发生屈服，但现场试验却只有一个位置发生屈服。
对于难以计算或模拟的建筑构件，一般通过加载试验的方式来进行强度校核。但对于一些尺寸较大的建筑构件而言，采用等比例的构件进行强度较和成本极大且现有的作动器无法模拟出构件所承载的荷载。
实用新型内容
本实用新型提供一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统。
解决的技术问题是：斜柱受力状况复杂，难以通过计算的方式判断斜柱自身以及连接节点处的强度是否满足需求。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统，用于测试斜柱与立柱的连接节点处强度是否达标，所述斜柱下端固定在立柱侧面，所述斜柱侧面底部还设置有撑柱梁；所述缩尺试验系统包括斜柱与支柱的连接节点的缩尺模型以及用来模拟斜柱与立柱上的荷载的作动器；
所述缩尺模型包括缩尺立柱、缩尺斜柱、以及缩尺撑柱梁，所述作动器包括设置在缩尺立柱顶部、用来模拟缩尺立柱顶部的荷载的直作动器，以及设置在缩尺斜柱顶部、用来模拟缩尺斜柱顶部的荷载的斜作动器。
进一步，所述缩尺试验系统设置在墙壁附近，所述斜作动器上端以及缩尺撑柱梁远离缩尺斜柱的一端分别固定在墙壁上。
进一步，所述直作动器为下端固定在基面上且上端压在缩尺立柱顶部的穿心作动器，所述直作动器的伸缩方向竖直设置，所述斜作动器为上端固定在墙壁上的液压作动器，所述斜作动器的伸缩方向沿缩尺斜柱的轴向设置。
进一步，所述缩尺立柱及缩尺斜柱均为方钢管柱，所述缩尺撑柱梁为翼缘板水平设置的工字钢梁。
进一步，所述缩尺立柱下端通过法兰板固定在基面上，所述斜作动器上端以及缩尺撑柱梁远离缩尺斜柱的一端分别通过法兰板固定在墙壁上。
进一步，所述缩尺模型的缩尺比例为1：3.5。
进一步，所述缩尺立柱的轴线与缩尺斜柱的轴线相交，且缩尺立柱的轴线与缩尺斜柱的轴线所确定的平面记作不动面，所述缩尺试验系统还包括围护支撑架，所述围护支撑架分别设置在不动面左右两侧并夹住缩尺立柱以及缩尺斜柱。
本实用新型一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统与现有技术相比，具有如下有益效果：
本实用新型中，通过制作斜柱的缩尺模型进行加载试验，解决了复杂斜柱节点难以通过计算或有限元模拟的方式进行强度校核的问题，且相较于采用等比例的构件进行加载试验，采用缩尺模型进行试验的成本显著减小。
附图说明
图1为本实用新型一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统的结构示意图；
图中，1-缩尺立柱，2-缩尺斜柱，3-缩尺撑柱梁，4-直作动器，5-斜作动器，6-围护支撑架。
具体实施方式
如图1所示，一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统，用于测试斜柱与立柱的连接节点处强度是否达标，斜柱下端固定在立柱侧面，斜柱侧面底部还设置有撑柱梁；缩尺试验系统包括斜柱与支柱的连接节点的缩尺模型以及用来模拟斜柱与立柱上的荷载的作动器；
缩尺模型包括缩尺立柱1、缩尺斜柱2、以及缩尺撑柱梁3，作动器包括设置在缩尺立柱1顶部、用来模拟缩尺立柱1顶部的荷载的直作动器4，以及设置在缩尺斜柱2顶部、用来模拟缩尺斜柱2顶部的荷载的斜作动器5。
缩尺模型中，各构件的大小比例及连接方式与实际的构件一致，如果涉及到焊缝，焊缝的规格也一样。作动器是动力学试验的出力装置，用来施加特定大小的力。
这里缩尺撑柱梁3上不设置作动器，因为这里的撑柱梁对斜柱施加的竖向荷载很小，可以忽略。其主要起到承受斜柱向其施加的水平方向的荷载的作用，主要承受力而不是施加力，因此这里将缩尺撑柱梁3固定到墙上，方便其承受力。
缩尺试验系统设置在墙壁附近，斜作动器5上端以及缩尺撑柱梁3远离缩尺斜柱2的一端分别固定在墙壁上。
直作动器4为下端固定在基面上且上端压在缩尺立柱1顶部的穿心作动器，直作动器4的伸缩方向竖直设置，斜作动器5为上端固定在墙壁上的液压作动器，斜作动器5的伸缩方向沿缩尺斜柱2的轴向设置。
这里缩尺立柱1的顶部距离地板较近，但距离天花板较远，因此这里在地板上设置穿心作动器。
缩尺立柱1及缩尺斜柱2均为方钢管柱，缩尺撑柱梁3为翼缘板水平设置的工字钢梁。这些都与实际的构件保持一致。
缩尺立柱1下端通过法兰板固定在基面上，斜作动器5上端以及缩尺撑柱梁3远离缩尺斜柱2的一端分别通过法兰板固定在墙壁上。
缩尺模型的缩尺比例为1：3.5。缩尺比例，指的是长宽高以及钢板厚度这类线性尺寸的缩放比例，实际的构件中的长宽高以及钢板厚度等线性尺寸为缩尺模型中对应的构件的线性尺寸的3.5倍。相应地，实际的构件的横截面便为缩尺模型中对应的构件的横截面的12.25(3.5的平方)倍，屈服极限也为12.25倍。
缩尺立柱1的轴线与缩尺斜柱2的轴线相交，且缩尺立柱1的轴线与缩尺斜柱2的轴线所确定的平面记作不动面，缩尺试验系统还包括围护支撑架6，围护支撑架6分别设置在不动面左右两侧并夹住缩尺立柱1以及缩尺斜柱2。
围护支撑架6一则在加载试验中避免缩尺立柱1和缩尺斜柱2被压倒，二则模拟建筑外围的圈梁。
本实用新型一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：组装本实用新型；
步骤二：用直作动器4向缩尺立柱1施加立柱轴压力设计值的1/12.25；
步骤三：用斜作动器5向缩尺斜柱2施加轴压力直至发生屈服，记录屈服时斜作动器5施加的力并记作斜柱极限，若斜柱极限大于斜柱轴压力设计值的1/12.25，则强度校核通过，否则需更改设计进行补强。
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 (7)
1.一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统，用于测试斜柱与立柱的连接节点处强度是否达标，所述斜柱下端固定在立柱侧面，所述斜柱侧面底部还设置有撑柱梁；其特征在于：所述缩尺试验系统包括斜柱与支柱的连接节点的缩尺模型以及用来模拟斜柱与立柱上的荷载的作动器；
所述缩尺模型包括缩尺立柱（1）、缩尺斜柱（2）、以及缩尺撑柱梁（3），所述作动器包括设置在缩尺立柱（1）顶部、用来模拟缩尺立柱（1）顶部的荷载的直作动器（4），以及设置在缩尺斜柱（2）顶部、用来模拟缩尺斜柱（2）顶部的荷载的斜作动器（5）。
2.根据权利要求1所述的一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统，其特征在于：所述缩尺试验系统设置在墙壁附近，所述斜作动器（5）上端以及缩尺撑柱梁（3）远离缩尺斜柱（2）的一端分别固定在墙壁上。
3.根据权利要求2所述的一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统，其特征在于：所述直作动器（4）为下端固定在基面上且上端压在缩尺立柱（1）顶部的穿心作动器，所述直作动器（4）的伸缩方向竖直设置，所述斜作动器（5）为上端固定在墙壁上的液压作动器，所述斜作动器（5）的伸缩方向沿缩尺斜柱（2）的轴向设置。
4.根据权利要求3所述的一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统，其特征在于：所述缩尺立柱（1）及缩尺斜柱（2）均为方钢管柱，所述缩尺撑柱梁（3）为翼缘板水平设置的工字钢梁。
5.根据权利要求4所述的一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统，其特征在于：所述缩尺立柱（1）下端通过法兰板固定在基面上，所述斜作动器（5）上端以及缩尺撑柱梁（3）远离缩尺斜柱（2）的一端分别通过法兰板固定在墙壁上。
6.根据权利要求1所述的一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统，其特征在于：所述缩尺模型的缩尺比例为1：3.5。
7.根据权利要求1所述的一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统，其特征在于：所述缩尺立柱（1）的轴线与缩尺斜柱（2）的轴线相交，且缩尺立柱（1）的轴线与缩尺斜柱（2）的轴线所确定的平面记作不动面，所述缩尺试验系统还包括围护支撑架（6），所述围护支撑架（6）分别设置在不动面左右两侧并夹住缩尺立柱（1）以及缩尺斜柱（2）。
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| CN202223214526.9U CN218885623U (zh) | 2022-12-01 | 2022-12-01 | 一种用于检验斜柱节点强度的缩尺试验系统 |
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Publications (1)
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2022
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