[實用新型]一種圓截面鋼管混凝土徑向傾斜受壓強度試驗裝置

有效

• 申請號: 201220687163.8
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN203037530U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 韓林海;侯超
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 樓艮基

技術領域

本實用新型屬于土木工程中的結構工程領域，特別涉及一種圓截面鋼管混凝土徑向傾斜受壓強度試驗裝置。?

背景技術

眾所周知，圓管截面的桁架、塔架、格構式結構具有質量輕、整體性能好、抗扭剛度大、能夠充分發揮材料強度等優良性能，并且其外表美觀、制作和起吊安裝方便，在維護和防火等方面也有巨大優勢，因此，其在現代建筑中得到越來越廣泛的應用。在此類結構中，使用鋼管混凝土桿件可產生多重效應：一方面管內的混凝土提高了桿件強度、剛度及耐火性能，延緩了鋼管的局部屈曲；另一方面混凝土在鋼管的約束下處于復合受壓狀態，其強度得到提高、塑性和韌性得到改善。因此，在桁架、塔架、格構式結構中采用鋼管混凝土有著良好的工程應用前景。南海紫洞大橋、浙江舟山輸變電跨越塔、首鋼自備電廠輸煤棧橋柱等結構均采用了鋼管混凝土構件，并取得了良好的工程效果。?

在圓鋼管混凝土桁架、塔架和格構式結構的節點區等關鍵部位，鋼管混凝土往往承受著由徑向斜肢桿件傳遞來的荷載作用，其在徑向傾斜荷載下的力學性能，是結構設計的關鍵問題之一。因此，需要對此類工況下的鋼管混凝土強度開展有針對性的力學試驗研究。在傳統的試驗方法中，要實現傾斜荷載的加載，往往需要大型實驗室的自反力架裝置，配合液壓千斤頂、MTS等多種試驗設備，邊界條件復雜、控制難度大、對裝置要求高，并且容易出現傾斜加載帶來的荷載方向偏移、面外失穩等問題。由于鋼管混凝土的徑向承壓能力遠遠高于傳統的空鋼管桿件，需要較大的荷載才能達到破壞性試驗的目的，這更大大增加了傾斜加載的難度。同時，現有設備無法對圓截面試件提供有效的支撐面，因此難以對圓截面鋼管混凝土進行受壓強度試驗。在這種情況下，迫切需求一種傳力明確、操作簡便、經濟可靠的圓截面鋼管混凝土徑向傾斜受壓強度試驗裝置，來適應科學研究和工程實踐的需求。?

實用新型內容

本實用新型提出一種圓截面鋼管混凝土徑向傾斜受壓強度試驗裝置，根據待測試試件的幾何參數，制作大剛度的主底座、副底座體系，通過支撐，使得徑向傾斜荷載處于豎直方向，從而可以直接利用常見的壓力機、千斤頂等加載設備對鋼管混凝土試件施加徑向傾斜荷載。?通過副底座圓弧面的設置，實現對圓截面鋼管混凝土的有效支撐和測試。通過滾輪架裝置，消除摩擦可能產生的不利影響，通過荷載傳感器測試試件的桿件內力，通過應變計和位移計獲得試件的應變、變形等數據。試驗結束后，將試件取下并替換，實現裝置的重復利用。?

本實用新型的特征在于，是一種用于測試圓形截面的Y形、或K形、或其他帶斜肢的鋼管混凝土節點中的桿件在徑向傾斜壓荷載作用下的強度的試驗裝置，包含：主底座1、副底座2、滾輪架3、加載部件以及傳感器組，其中：?

主底座1，位于試驗機下方的平臺7之上，所述主底座1是一種鋼制加載底座，剛度是經過加強的，正對試驗機的端面上，開有兩個互成直角的第一傾斜平面10和第二傾斜平面11，所述第一傾斜平面10與水平方向的夾角為α，所述第二傾斜平面11與水平方向的夾角為β，α+β=90°，?

副底座2，是一種鋼制、或混凝土制、或纖維增強混凝土制成的加載底座，在所述副底座2的上表面201上制作有弧度半徑與待測試的圓截面鋼管混凝土5的半徑相等的圓弧面202，對應的圓心角為，所述副底座2的圓弧面202上沿軸向放置有所述待測試的圓截面鋼管混凝土5，?

滾輪架3，沿長度方向上下對中地放置在所述副底座2的下表面與所述第一傾斜平面10之間，所述滾輪架3是一種減摩擦裝置，由一個沿寬度方向布置有多根鋼桿的鋼制桿架301和套在所述鋼制桿架301上的尺寸相同的鋼制滾輪302組成，?

加載部件，包括加載端頭4和處于豎直方向的加載桿6，所述加載端頭4的上部平面通過螺栓與試驗機上部的平臺8的底面連接，下部平面的中軸線與所述加載桿6的中軸線對齊，所述加載端頭4的寬度大于所述加載桿6的外徑，所述加載桿6與所述待測試的圓截面鋼管混凝土5的夾角為θ，α=θ，在強度試驗前，所述加載桿6的底面與所述待測試的圓截面鋼管混凝土5的上表面成相貫面，是相焊接的，?

傳感器組，包括荷載傳感器9、應變計和位移計，其中；?

荷載傳感器9，對中放置于所述待測試的圓截面鋼管混凝土5的側面和所述第二傾斜平面11之間，并與所述待測試的圓截面鋼管混凝土5相連接，用于在試驗中實時測試所述待測試的圓截面鋼管混凝土5的桿件內力，?

應變計和位移計，布置在所述待測圓截面鋼管混凝土5和所述加載桿6的相交點或附近，用于獲得所述待測試的圓截面鋼管混凝土5的荷載-應變、荷載-變形關系曲線的實時響應數據。?