[實用新型]鋼筋混凝土板傳力機制教學(xué)演示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320487529.1
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN203433710U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周東華;王鵬;王永慧
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種鋼筋混凝土板傳力機制教學(xué)演示裝置，屬于教學(xué)輔助設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋼筋混凝土板是房屋結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛的一種水平承重構(gòu)件。鋼筋混凝土板四邊有梁或墻支承，形成四邊支承鋼筋混凝土板，如果板在兩個方向跨度的比值大小和支承條件不同時，其傳力機制和變形特點就有較大的區(qū)別。當板的長邊與短邊之比大于2時，板上的荷載基本上沿短邊傳遞，當板的長邊與短邊之比小于或等于2時，板上的荷載將沿兩個方向傳遞，而且板的四角有上翹的趨勢，此時板的周邊有整體相連的梁或有承重墻壓住，不容許上翹，結(jié)果使得板邊的支座反力呈不均勻分布；對于某些懸挑的雨篷板或樓梯休息平臺板，有時候僅三邊有梁或墻支承，形成三邊支承鋼筋混凝土板，由于矩形板只有三邊支承，其傳力機制和變形特點與四邊支承板有較大的區(qū)別，板上的荷載只能向三個方向的支承邊傳遞，而且板的兩角有上翹的趨勢，自由邊變形最大，因此這種三邊支承鋼筋混凝土板的傳力機制和變形特征與四邊支承的有很大的不同，也是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中的核心內(nèi)容和學(xué)習(xí)難點。

在過去的教學(xué)中，由于鋼筋混凝土構(gòu)件的加工和制作成本高，沒有設(shè)置鋼筋混凝土板傳力機制的演示實驗，教師只能根據(jù)教科書上的部分圖形對復(fù)雜的傳力機制進行講解，學(xué)生缺乏直觀的感性認識，很難區(qū)別和理解不同類型的鋼筋混凝土板的傳力機制和變形特點，從而影響學(xué)生對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的深入學(xué)習(xí)和正確應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本實用新型提供一種鋼筋混凝土板的傳力機制教學(xué)演示裝置。通過該裝置的演示，可以幫助學(xué)生直觀地觀察鋼筋混凝土板的受力特征，正確掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理和設(shè)計方法，本實用新型通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。

一種鋼筋混凝土板傳力機制教學(xué)演示裝置，包括支座1、短支承梁2、對角梁3和正交梁4，所述支座1由數(shù)塊矩形板組成，兩兩矩形板以直角相接而成，每個直角邊上放置短支承梁2，直角的對角線上放置有對角梁3，沿支座1橫縱軸線上放置正交梁4。

所述短支承梁2、對角梁3、正交梁4的材質(zhì)為扁鋼片。

所述對角梁3與正交梁4之間的交叉點上安裝荷載錘5。

所述對角梁3在直角上的搭接點安裝平衡錘6。

所述荷載錘5、平衡錘6為砝碼。

鋼筋混凝土板傳力機制教學(xué)演示裝置可根據(jù)矩形板數(shù)量分制造出結(jié)構(gòu)不同的鋼筋混凝土板傳力機制教學(xué)演示裝置，如當矩形板數(shù)量為4時，構(gòu)成四邊支承鋼筋混凝土板傳力機制的教學(xué)演示裝置；當矩形板數(shù)量為3時，構(gòu)成三邊支承鋼筋混凝土板傳力機制的教學(xué)演示裝置。

四邊支承鋼筋混凝土板傳力機制的教學(xué)演示裝置的教學(xué)演示為：（1）將荷載錘5（砝碼）安裝于兩根對角梁3與兩根正交梁4的交叉點上，可看到正交梁4和對角梁3均向下彎曲，且對角梁3的伸臂端在四角處向上翹起，短支承梁2也微微向下彎曲，正交梁4和對角梁3共同承擔荷載，所有的梁均只有正彎矩，因所有的梁均只有向下彎曲的形態(tài)；（2）安裝荷載錘5后，同時將四個平衡錘6分別安裝于對角梁3在直角上的搭接點，可看到交叉點上荷載錘5略有抬起，即正交梁4和對角梁3向下彎曲的程度將略有減小，與此同時對角梁3在其支座1處將向上彎曲（反彎）,短支承梁2向下彎曲（正彎）的程度將略有加大，對角梁3除了正彎矩作用外，在支座1區(qū)域還有負彎矩作用，因?qū)橇?有向下和向上彎曲的兩種彎曲形式，短支承梁2由于正彎矩增加其向下的彎曲的程度也增加了，對角梁3和短支承梁2內(nèi)的彎矩均代表了板角區(qū)域的主彎矩和主彎矩的方向，沿主彎矩方向設(shè)置鋼筋是最直接的傳力方式。

四邊支承鋼筋混凝土板傳力機制的教學(xué)演示裝置的教學(xué)演示直觀的讓學(xué)生了解：（1）對角梁四角處為什么會翹起；（2）正彎矩和負彎矩的存在以及它們的主方向如何；（3）鋼筋混凝土板應(yīng)怎樣布置鋼筋才是最為直接的傳力方式；（4）鋼筋混凝土板剛度是對角梁四角翹起時大還是不翹起時大。