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專利名稱：一種山字形試件反復(fù)加載試驗(yàn)裝置及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種山字形試件反復(fù)加載試驗(yàn)裝置及制作方法，屬于建筑結(jié)構(gòu)耗能減震技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前使用較多的反復(fù)加載試驗(yàn)裝置是通過(guò)對(duì)試件施加反復(fù)循環(huán)荷載，模擬地震時(shí)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在往復(fù)振動(dòng)中的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)，研究其構(gòu)件整體耗能能力及延性。隨著研究的逐漸深入，對(duì)異形截面構(gòu)件的變形能力研究也越來(lái)越多。對(duì)于山字形構(gòu)件，傳統(tǒng)的反復(fù)加載裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)其變形能力的衡量。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)傳統(tǒng)的反復(fù)加載裝置存在的缺點(diǎn)，提出一種山字形試件的反復(fù)加載試驗(yàn)裝置。該裝置可以通過(guò)對(duì)山字形試件進(jìn)行的反復(fù)荷載試驗(yàn)，測(cè)得試件的變形能力；整個(gè)裝置體積小，采用螺栓連接，方便拆卸，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置尺寸的調(diào)整，使該裝置能適用于不同尺寸的試件。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:山字形試件反復(fù)加載試驗(yàn)裝置包括鋼構(gòu)基礎(chǔ)1、試驗(yàn)臺(tái)座2、臺(tái)座隔板3、連接螺桿4、螺母5、臺(tái)座固定鋼墩6、水平固定螺桿7、水平加載裝置8。其中:鋼構(gòu)基礎(chǔ)I與地面固定連接；2個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座2間預(yù)留調(diào)整間距，并固定在鋼構(gòu)基礎(chǔ)I上；在每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座2上面均固定連接I塊臺(tái)座隔板3，所述的2塊臺(tái)座隔板3用于夾住山字形試件的中部；在鋼構(gòu)基礎(chǔ)I上每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座2的外側(cè)固定連接臺(tái)座固定鋼墩6，水平固定螺桿7穿過(guò)臺(tái)座固定鋼墩6與試驗(yàn)臺(tái)座2接觸，通過(guò)調(diào)節(jié)水平固定螺桿7上面的螺母5實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座2水平固定；山字形試件倒置安裝在試驗(yàn)裝置上，通過(guò)水平加載裝置8進(jìn)行加載。鋼構(gòu)基礎(chǔ)I通過(guò)地腳螺栓和地面固定連接，便于試驗(yàn)裝置的移動(dòng)和拆卸。2個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座2的四角均沿垂直方向開設(shè)橢圓形孔洞，連接螺桿4通過(guò)所述的孔洞與鋼構(gòu)基礎(chǔ)I連接，上部用螺母5固定。連接螺桿4在所述的橢圓形孔洞中移動(dòng)，可以改變2個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座2的間距，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸試件的加載。所述的試驗(yàn)臺(tái)座2、臺(tái)座隔板3及水平固定鋼墩6均采用鋼板制作。水平固定鋼墩6的水平及豎直方向均開2個(gè)圓孔，連接螺桿4穿過(guò)所述的2個(gè)豎直圓孔與鋼構(gòu)基礎(chǔ)I固定連接，上面用螺母5固定；水平固定螺桿7穿過(guò)其所述的2個(gè)水平圓孔，固定試驗(yàn)臺(tái)座2。所述的水平加載裝置8對(duì)山字形試件的加載是在山字形試件的兩側(cè)均加設(shè)I塊加載鋼板9，所述的2塊加載鋼板9間通過(guò)山字形試件周圍的4根水平絲杠10連接，端頭用螺母5固定，加載時(shí)水平加載裝置8與其中的I塊加載鋼板9連接，可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件兩側(cè)的協(xié)同受力。本發(fā)明可以取得如下有益成果:I)通過(guò)加載裝置對(duì)山字形試件的反復(fù)加載試驗(yàn)，能充分模擬試件在反復(fù)荷載作用下的剪切性能試驗(yàn)，分析試件的剪切變形能力。2)該裝置制作簡(jiǎn)單，使用方便。整個(gè)裝置采用螺栓連接，方便組裝和拆卸，節(jié)約空間，方便存放。


圖1是山字形試件反復(fù)荷載試驗(yàn)裝置臺(tái)座示意圖；圖2是山字形試件反復(fù)荷載試驗(yàn)加載裝置示意圖；圖3是臺(tái)座固定鋼墩6的連接示意圖；圖4是水平加載裝置8與加載鋼板9連接示意圖；其中:1_鋼構(gòu)基礎(chǔ)；2_試驗(yàn)臺(tái)座；3_臺(tái)座隔板；4_連接螺桿；5-螺母；6_臺(tái)座固定鋼墩水平固定螺桿；8_水平加載裝置；9_加載鋼板；10_水平絲杠；11_山字形試件。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明:如圖1所示，山字形試件反復(fù)荷載裝置臺(tái)座包括鋼構(gòu)基礎(chǔ)1、試驗(yàn)臺(tái)座2、臺(tái)座隔板
3、連接螺桿4、螺母5、臺(tái)座固定鋼墩6、水平固定螺桿7。鋼構(gòu)基礎(chǔ)I通過(guò)地腳螺栓與地面固定連接；2個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座2間預(yù)留調(diào)整間距放置在鋼構(gòu)基礎(chǔ)I上，并且每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座2四角沿豎直方向開有橢圓形孔洞，4個(gè)連接螺桿4穿過(guò)所述的孔洞與鋼構(gòu)基礎(chǔ)I連接，上部用螺母5固定；每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座2上面中部均焊接I塊臺(tái)座隔板3，用于夾住山字形試件的中部；水平固定螺桿7穿過(guò)臺(tái)座固定鋼墩6與試驗(yàn)臺(tái)座2接觸，并通過(guò)調(diào)節(jié)螺母5實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)座2水平固定。下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明本實(shí)施例試驗(yàn)裝置的制作方法:I)鋼構(gòu)基礎(chǔ)I四個(gè)角沿豎直方向開圓孔，以便地錨螺栓穿出；2)在鋼構(gòu)基礎(chǔ)I中部?jī)蓚?cè)對(duì)稱開8個(gè)長(zhǎng)IOOmm橢圓形孔洞，同時(shí)在試驗(yàn)臺(tái)座2上與鋼構(gòu)基礎(chǔ)I對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)4個(gè)相同的橢圓形孔洞，以便于試驗(yàn)臺(tái)座的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)裝置對(duì)不同尺寸試件的適用；3)在每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座2中部焊接臺(tái)座隔板3，并將連接螺桿4穿過(guò)試驗(yàn)臺(tái)座2上的橢圓形孔洞與鋼構(gòu)基礎(chǔ)I連接，根據(jù)山字形試件中部尺寸調(diào)整連接螺桿4在孔洞中的位置，，上部用螺母5固定；4) 2個(gè)水平固定鋼墩6分別放置在鋼構(gòu)基礎(chǔ)I上2個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座的外側(cè)，并沿豎直方向開2個(gè)圓孔，以便與鋼構(gòu)基礎(chǔ)I的連接，見圖3 ；5)在水平固定鋼墩6水平方向開2個(gè)圓孔,水平固定螺桿7穿過(guò)圓孔與試驗(yàn)臺(tái)座2接觸，并通過(guò)調(diào)節(jié)水平固定螺桿7端部的螺母5實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)座2的水平錨固。6)將山字形試件11倒置放在組裝好的裝置臺(tái)座上，試件孔洞寬度略大于臺(tái)座隔板3的寬度，孔洞內(nèi)側(cè)與臺(tái)座隔板3接觸，外側(cè)留有縫隙，以便于試驗(yàn)過(guò)程中試件能夠自由變形，如圖2所示。7)在山字形試件11的兩側(cè)各設(shè)I塊加載鋼板9，并且所述的2塊加載鋼板9通過(guò)山字形試件11周圍的4根水平絲杠10連接，兩側(cè)均用螺母5緊固，以保證加載過(guò)程中的協(xié)同受力；水平加載裝置8與試件一側(cè)的加載鋼板9連接，即實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的反復(fù)加載。
權(quán)利要求
1.一種山字形試件反復(fù)加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:其包括鋼構(gòu)基礎(chǔ)(I)、試驗(yàn)臺(tái)座(2)、臺(tái)座隔板(3)、連接螺桿(4)、螺母(5)、臺(tái)座固定鋼墩(6)、水平固定螺桿(7)、水平加載裝置(8);其中:鋼構(gòu)基礎(chǔ)(I)與地面固定連接；2個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座(2)間預(yù)留調(diào)整間距，并固定在鋼構(gòu)基礎(chǔ)(I)上；在每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座(2)上面均固定連接一塊臺(tái)座隔板(3)，所述的兩塊臺(tái)座隔板(3)用于夾住山字形試件的中部；在鋼構(gòu)基礎(chǔ)(I)上每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座(2)的外側(cè)固定連接臺(tái)座固定鋼墩(6)，水平固定螺桿(7)水平穿過(guò)臺(tái)座固定鋼墩(6)與試驗(yàn)臺(tái)座(2)接觸，通過(guò)調(diào)節(jié)水平固定螺桿(7)上面的螺母(5)實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座(2)水平固定；山字形試件倒置安裝在試驗(yàn)裝置上，水平加載裝置(8 )對(duì)山字形試件進(jìn)行加載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山字形試件反復(fù)加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:鋼構(gòu)基礎(chǔ)(I)通過(guò)地腳螺栓和地面固定連接，便于試驗(yàn)裝置的移動(dòng)和拆卸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山字形試件反復(fù)加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的兩個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座(2)的四角均沿垂直方向開設(shè)橢圓形孔洞，連接螺桿(4)通過(guò)所述的孔洞與鋼構(gòu)基礎(chǔ)(I)連接，上部用螺母(5)固定。連接螺桿(4)在所述的橢圓形孔洞中移動(dòng)，可以改變2個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座(2)的間距，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸試件的加載。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山字形試件反復(fù)加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的試驗(yàn)臺(tái)座(2)、臺(tái)座隔板(3)及水平固定鋼墩(6)均采用鋼板制作；水平固定鋼墩(6)的水平及豎直方向均開2個(gè)圓孔，連接螺桿(4)穿過(guò)所述的2個(gè)豎直圓孔與鋼構(gòu)基礎(chǔ)(I)固定連接，上面用螺母(5)固定；水平固定螺桿(7)穿過(guò)其所述的2個(gè)水平圓孔，固定試驗(yàn)臺(tái)座(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山字形試件反復(fù)加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的水平加載裝置(8)對(duì)山形試件的加載是在山形試件的兩側(cè)均加設(shè)I塊加載鋼板(9)，所述的兩塊加載鋼板(9)間通過(guò)山形試件周圍的4根水平絲杠(10)連接，端頭用螺母(5)緊固；加載時(shí)水平加載裝置(8)與其中的一塊加載鋼板(9)連接，可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件兩側(cè)的協(xié)同受力。
全文摘要
一種山字形試件的反復(fù)加載試驗(yàn)裝置，屬于加載實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域。鋼構(gòu)基礎(chǔ)與地面固定連接；2個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座間預(yù)留調(diào)整間距，并固定在鋼構(gòu)基礎(chǔ)上；在每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座上面均固定連接臺(tái)座隔板，所述的2塊臺(tái)座隔板用于夾住山字形試件的中部；在鋼構(gòu)基礎(chǔ)上每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座的外側(cè)固定連接臺(tái)座固定鋼墩，水平固定螺桿水平穿過(guò)臺(tái)座固定鋼墩與試驗(yàn)臺(tái)座接觸，通過(guò)調(diào)節(jié)水平固定螺桿上面的螺母實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)座水平固定；山字形試件倒置安裝在試驗(yàn)裝置上，通過(guò)水平加載裝置進(jìn)行加載。本發(fā)明裝置通過(guò)在水平方向?qū)ι阶中卧嚰┘臃磸?fù)荷載，能充分模擬山字形試件的剪切性能試驗(yàn)，并且可以實(shí)現(xiàn)裝置尺寸的微調(diào)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便拆卸，成本低廉。
文檔編號(hào)G01N3/34GK103196761SQ201310111490
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者曹萬(wàn)林, 徐萌萌, 董宏英, 于傳鵬, 許方方 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)