[發明專利]在梁端加載的平面框架節點擬靜力試驗加載裝置

無效

• 申請號: 201410105809.0
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103884528A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 韋芳芳;瞿麗華;廖學坤;沈會;張歡;孫昆
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于建筑結構抗震領域，尤其是一種在梁端加載的平面框架節點擬靜力試驗加載裝置。

背景技術

現階段對節點低周反復加載的試驗方式有兩種：

一種為有側移加載試驗方法：該法試驗方法需要加工結構加載外框架，該外框為幾何可變體系，并對試驗構件作鉸支約束，設備要求復雜，一般試驗室很難提供。該方案為水平加載，產生的水平位移較大，通過安裝滑車給柱頂處的千斤頂的預留的水平滑動范圍有限，仍然會導致柱頂軸壓的偏心，造成試驗誤差。另外該試驗為柱端加載，同樣的構件，比在梁端加載需要的加載力要大很多，若試驗構件所需的力非常大，部分試驗室不具備足夠加載力的加載設備，則體現出在梁端加載的優勢。

另一種為無側移加載試驗方法，雖然其對結構受力形式進行了簡化，使原本有側移的結構不能側移，沒有反映出節點構件是取自梁柱反彎點的這一特征要求，不能很好的體現節點的受力特點，但是實驗設備相對容易實現，實驗結果亦能滿足要求，為多數高校普遍采用方法。但是，無側移加載方法的加載裝置中需要4個同樣的千斤頂，并需要在同一油路控制，而且千斤頂只能實現力的加載，這樣在加載前期相對容易控制，但是到了加載后期，結構隨時會破壞，需要更精密的加載方式，千斤頂很難保證，用作動器卻可以輕而易舉地完成。而且，每用一個千斤頂都需要外界提供一個剛性框架作為其反力架，若千斤頂過多，則過多的反力架也不好實現，并且會對試驗造成干擾。該方法所需要的試驗設備較多，組裝較為復雜，需要花費較多人力物力。作動器不僅可以實現壓力的加載還可以實現拉力的加載，所以不需要四個作動器，只需要兩個梁端各放置一個作動器。若將千斤頂換成作動器，則可以將地面作為梁端加載作動器的反力架，省去了多余的設備。

然而，加載的端頭沒有轉動裝置，加載時梁會出現轉角，此時作動器若不能跟隨梁一起轉動，則會造成試驗的偏差，重則造成儀器的損壞。

發明內容

發明目的：提供一種在梁端加載的框架節點擬靜力試驗加載裝置，以解決現有技術存在的問題。

技術方案：一種在梁端加載的平面框架節點擬靜力試驗加載裝置，包括用于套在構件柱腳的鉸支柱靴，用于套在構件柱頭的柱帽，分別安裝在構件左梁端和右梁端的兩組加載球鉸，與加載球鉸連接的加載系統以及數據采集系統。

???所述加載球鉸包括球芯、底板、下頂板、上頂板和螺桿；所述底板設有第一凹陷部以及與凹陷部連通的通孔，所述下底板對應設有第二凹陷部，所述第一凹陷部和第二凹陷部組成與球芯配合的球形凹陷，所述螺桿將上頂板、下頂板和底板固定在構件梁端。

所述鉸支柱靴包括支撐底板，固定于支撐底板上的圍板，沿圍板周向設置的肋板，以及設置有鋼球的底座；在工作時，所述鋼球與支撐底板抵接。

所述球芯包括一實心鋼球和固連與鋼球上的螺紋桿，所述數據采集系統包括力傳感器和數據處理裝置，所述力傳感器連接于螺紋桿。

有益效果：在工作時，加載球鉸隨試驗構件轉動，加載力始終保持豎直，實驗精確度更高，也不容易損壞儀器。本發明還具有加載裝置結構簡單，軸向力不偏心，便于控制，以及能夠提供四個鉸支邊界的優點。

附圖說明

圖1是本發明的示意圖。

圖2是本發明使用時的結構示意圖。

圖3是本發明加載球鉸的結構示意圖。

圖4是本發明球芯的結構示意圖。

圖5是本發明鉸支柱靴的結構示意圖。

具體實施方式

結合圖1和圖2描述本發明。本發明在梁端加載的平面框架節點擬靜力試驗加載裝置主要包括鉸支柱靴3、柱帽2、加載球鉸5、加載系統和數據采集系統。鉸支柱靴3用于套在構件1柱腳，柱帽2用于套在構件柱頭，兩組加載球鉸5分別安裝在構件左梁端和右梁端，加載系統與加載球鉸連接，從而對構件進行加載，數據采集系統用于收集試驗構件的相關力學信息。

如圖3和圖4所示，加載球鉸包括球芯6、底板7、下頂板8、上頂板9和螺桿10；底板設有第一凹陷部以及與凹陷部連通的通孔，下底板對應設有第二凹陷部，第一凹陷部和第二凹陷部組成與球芯配合的球形凹陷，螺桿將上頂板、下頂板和底板固定在構件梁端。球芯包括一實心鋼球和固連與鋼球上的螺紋桿，數據采集系統包括力傳感器和數據處理裝置，而力傳感器連接于螺紋桿。進行框架節點擬靜力試驗加載時，加載球鉸隨梁端轉動，球芯與下頂板的位置發生變動，由于球芯及其與其它部件的配合作用，可以保證加載力與梁端截面始終垂直。