[實用新型]一種構件復合受扭實驗裝置

有效

• 申請號: 201320040299.4
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN203069465U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 邵永健;曹曉羅;孫寶強
• 申請（專利權）人: 蘇州科技學院
• 主分類號: G01N3/22
• 分類號: G01N3/22;G01N3/02
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本實用新型屬于建筑結構實驗技術領域，尤其涉及一種混凝土構件或者型鋼混凝土構件在軸壓力作用下復合受扭的實驗裝置以。

背景技術

受扭是結構構件的基本受力形式之一，若荷載、構件和支座反力不在同一平面內，構件截面上將產生扭矩。因此，在土木工程結構中，受扭矩作用的構件普遍存在，但受純扭、以及受壓扭或彎扭或剪扭等簡單復合受扭的情況并不多，大多處于壓力、彎矩、剪力和扭矩（簡稱：壓彎剪扭）或彎矩、剪力和扭矩（簡稱：彎剪扭）復合受扭狀態，如框架角柱等豎向構件受扭時通常處于壓彎剪扭復合受扭狀態，而水平曲梁、框架邊梁等水平向構件受扭時通常處于彎剪扭復合受扭狀態。特別是地震作用下不規則結構中的豎向構件復合受扭明顯，尤其角柱更為突出，在地震中容易破壞并引起結構倒塌。隨著綜合國力的增強，具有獨特外形的建筑日趨增多，不規則結構也就日益增多，同時我國位于世界兩大地震帶（環太平洋地震帶與歐亞地震帶）之間，是一個多地震國家。因此，對復合受扭的土木工程結構構件進行實驗研究和理論分析不僅是科學合理設計構件的需要，而且有著十分重要的社會意義。

目前，由于受實驗裝置及方法的限制，研究純扭、壓扭或彎扭或剪扭狀態下的實驗較多，而研究壓彎剪扭或彎剪扭復合受扭的實驗很少，且已有的少量復合受扭實驗尚存在以下主要不足：1）構件的受力與實際地震時構件的受力狀態不符。現有的壓彎剪扭復合受扭實驗通常保持壓力、剪力和彎矩不變，僅變化扭矩直至構件破壞。而實際地震時，豎向構件中壓力基本恒定，剪力主要是水平地震運動所產生的慣性力，且彎矩和扭矩隨著該剪力的變化而變化。2）實驗方法復雜，實驗裝置不夠科學，且多點加載，實驗過程中操作與控制難度大。

眾所周知，地震運動十分復雜，其中對工程結構影響最大的通常是沿建筑物橫向的水平地震運動。為了模擬橫向水平地震運動對結構構件性能的影響，研究人員在研發復合受扭實驗裝置及方法的過程中，遇到的主要困難有：1）通常的受彎、受剪、受壓和受拉實驗中，作用力、構件和支座反力在一個平面內，所以其實驗裝置與方法相對簡單。而受扭實驗時，作用力、構件和支座反力不在一個平面內，是一個空間受力，其實驗裝置與方法就要復雜許多，尤其是研發橫向水平地震作用下構件復合受扭的實驗裝置及方法就更為困難。為了模擬橫向水平地震作用下構件既能扭轉又只能沿橫向水平變形，迄今的復合受扭實驗采取在構件頂部通過一個豎向力千斤頂施加恒定的豎向力以模擬結構的重力作用，在構件頂部正中通過一個水平千斤頂施加恒定的水平力以模擬地震時構件受到的剪力與彎矩，在構件頂部左右兩側通過兩個水平拉壓千斤頂（或作動器）施加一對大小相等、方向相反、且作用線間隔一定距離的水平力以模擬地震時構件受到的扭矩，這樣的實驗雖然模擬了橫向水平地震作用下構件既能扭轉又只能沿橫向水平變形，但缺點是：實驗過程需要同時控制四個作用力，實驗難度大，同時構件的受力與實際地震時構件的受力狀態不符。2）迄今的復合受扭實驗構件的扭轉變形是通過一個球鉸來實現，但由于結構實驗所需的豎向荷載大，能承受這樣荷載的球鉸既沒有標準件，若精加工費用又高。因此，實驗時都采用沒有經過精加工的球鉸，這樣勢必帶來一定的實驗誤差。

因此，實用新型一種科學合理、簡便可行，又能很好地模擬橫向水平地震作用時構件復合受扭的實驗裝置及方法十分必要，這有利于更好地研究復合受扭構件的受力機理和破壞特征，有利于科學合理、經濟可靠地設計復合受扭構件，確保結構安全。

實用新型內容

本實用新型目的是：提供一種使得構件的受力與實際地震時構件的受力狀態相符，而且裝置科學合理、方法簡便可行的復合受扭實驗裝置與方法。

本實用新型的技術方案是：