[發明專利]對金屬構件施加有效預應力的自平衡體系

有效

• 申請號: 201310439749.1
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103512739A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 馮然
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及土木工程結構試驗領域，具體屬于對金屬構件施加有效預應力的自平衡體系。

背景技術

眾所周知，預應力技術由于其顯著的優越性和易于操作的特點在土木工程中得到了廣泛的應用。但是，目前的預應力技術，無論是先張法還是后張法針對的主要是混凝土構件，其基本原理也是利用混凝土和預應力鋼筋之間的粘結力來對混凝土構件施加預應力，因而并不適用于金屬構件，且難以控制施加預應力的大小。目前，還沒有專門針對金屬構件的預應力技術。然而，在實際的工程結構尤其是鋼結構中，一些主要的受力構件有可能在建成之后、實際使用之前承受一定大小的預應力，要想了解預應力對鋼結構構件力學性能和破壞模式的影響，就有必要通過實驗技術來進行研究。因而，如何有效的模擬金屬構件的預應力試驗就成了擺在我們面前的一道難題。

發明內容

本發明提供了一種對金屬構件施加有效預應力的自平衡體系，可以有效的對不同類型的金屬構件（包括開口截面和閉口截面）施加預應力，且可以方便的控制施加預應力的大小，從而研究預應力對金屬構件力學性能和破壞模式的影響，有效的模擬了金屬構件的預應力試驗。

本發明的技術方案如下：

對金屬構件施加有效預應力的自平衡體系，包括有材質和尺寸相同的左外側高強金屬板、左內側高強金屬板、右外側高強金屬板、右內側高強金屬板，左外側高強金屬板與左內側高強金屬板之間夾置有油壓千斤頂，右外側高強金屬板與右內側高強金屬板之間夾置有測力傳感器，左內側高強金屬板與右內側高強金屬板之間夾置有試驗金屬構件，左外側高強金屬板、左內側高強金屬板、右外側高強金屬板、右內側高強金屬板分別開有相對應的四個孔洞，四個孔洞內分別穿過四根相同材質和尺寸的高強鋼筋形成自平衡體系；左內側高強金屬板、右內側高強金屬板上開有相互貫通的水平方向細槽、垂直方向細槽，水平方向細槽寬度等同于兩個孔洞中心之間的水平距離。

所述的水平方向細槽、垂直方向細槽外側邊緣分別設有精密刻度。

所述的試驗金屬構件外側設有應變片。

本發明的工作原理：

這套金屬構件預應力試驗自平衡體系主要由四塊相同材質和尺寸的高強金屬板和四條相同材質和尺寸的高強鋼筋組成，高強金屬板的材質與試驗金屬構件相同，從而起到相互融和的作用，高強金屬板的尺寸大小根據試驗金屬構件的尺寸大小來確定，高強鋼筋的長度則根據試驗金屬構件的長度來確定。在預應力試驗之前，首先確定施加預應力大小的范圍，根據施加預應力的大小，選擇合適的油壓千斤頂和測力傳感器，分別固定在兩塊高強金屬板的中間位置。將油壓千斤頂和測力傳感器分別布置在試驗金屬構件的左右兩側，使其保持平衡，不至于因為一側過重而傾覆。將另外兩塊高強金屬板分別置于試驗金屬構件、油壓千斤頂、測力傳感器之間，然后將四條高強鋼筋分別穿過分布在四塊高強金屬板外圍的四個孔洞之中，從而形成一套自平衡體系。

放置于試驗金屬構件、油壓千斤頂、測力傳感器之間的兩塊高強金屬板由于與試驗金屬構件直接接觸，因而其構造與布置在自平衡體系外側，分別與油壓千斤頂和測力傳感器固定在一起的高強金屬板略有不同。這兩塊布置在自平衡體系內側，與試驗金屬構件直接接觸的高強金屬板，在其垂直方向的中間位置有一條貫通金屬板的水平方形細槽，其寬度等同于高強金屬板外圍水平方向兩個孔洞中心之間的距離，且水平方形細槽的上下邊緣位置都刻有精密的刻度；在其水平方向和高強金屬板外圍兩側垂直方向孔洞中心相同的位置分別有兩條貫通金屬板的垂直方形細槽，其寬度略小于垂直方向兩個孔洞內側之間的距離，且垂直方形細槽的左右邊緣位置同樣都刻有精密的刻度，同時，水平方形細槽和兩條垂直方形細槽相互貫通連接。