[發明專利]梁構件純扭轉試驗加載裝置及其試驗方法

有效

• 申請號: 201611033030.8
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106769536B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 沈孔健;萬水;田俊良;李遂生;劉文娟;郭英杰;施篤錚;郭理學;張建勛
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N3/22
• 分類號: G01N3/22
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張婧

1.一種梁構件純扭轉試驗加載裝置，其特征在于：包括對置于試驗梁（1）一端上下表面的扭轉上橫梁（2）和扭轉下橫梁（3）、以及對置于試驗梁（1）另一端上下表面的夾持上橫梁（4）和夾持下橫梁（5），所述扭轉下橫梁（3）的一端穿設有用于提供反作用力的反力架（6），該反力架（6）內設有用于為扭轉下橫梁（3）施加載荷的帶測力傳感器（701）的千斤頂（7）；所述扭轉上橫梁（2）/扭轉下橫梁（3）與試驗梁（1）上下表面之間設有用于釋放試驗梁縱向約束的滾動支撐（8）；所述扭轉下橫梁（3）的下方可轉動連接有非對稱結構的扭轉支撐墩（9），且該轉動中心與試驗梁（1）的扭轉中心相重合；所述夾持下橫梁（5）下方固定連接有夾持支撐墩（10）；所述千斤頂（7）外側圍設有位于反力架（6）內的千斤頂防偏裝置（11），該千斤頂防偏裝置（11）包括自上而下依次設置的與千斤頂頂端固定連接的固定板（111）、用于限制千斤頂移動的限位架（112）、承載千斤頂底部的無蓋式防偏箱（113）、單向鉸支座（114）和置于扭轉下橫梁的上表面的圓柱滾子（115）；所述防偏箱（113）的一相對側面上還設有垂直于扭轉下橫梁的一對側向支撐鋼板（116）。

2.根據權利要求1所述的梁構件純扭轉試驗加載裝置，其特征在于：所述防偏箱（113）和側向支撐鋼板（116）相接觸的表面均噴有潤滑劑。

3.根據權利要求1所述的梁構件純扭轉試驗加載裝置，其特征在于：所述反力架（6）包括對稱設置的反力架立柱（601）和用于連接反力架立柱的反力架橫梁（602）、反力架底座（603），該反力架橫梁（602）、反力架立柱（601）和扭轉下橫梁（3）圍成的空間內置有千斤頂（7）和千斤頂防偏裝置（11）；其中，所述反力架橫梁（602）與固定板（111）相連接，所述反力架立柱（601）的內側與限位架（112）和側向支撐鋼板（116）相連接，該反力架立柱（601）的外側與反力架斜撐（604）相連接。

4.根據權利要求1所述的梁構件純扭轉試驗加載裝置，其特征在于：所述扭轉支撐墩（9）由鋼板焊接而成的非對稱式倒T型結構，該扭轉支撐墩（9）的立柱上端通過轉動支座（12）與扭轉下橫梁（3）可轉動連接，且該轉動支座（12）的轉動中心與試驗梁（1）的扭轉中心相重合，所述扭轉支撐墩（9）的橫梁與地面固接；其中所述轉動支座（12）包括帶弧形凸起的上半支座（121）和與其相卡合的帶弧形凹槽的下半支座（122），該下半支座（122）的凹槽內設有與凹槽弧度相一致的弧形保持架（123），該弧形保持架（123）內排布有若干個滾柱（124）。

5.根據權利要求4所述的梁構件純扭轉試驗加載裝置，其特征在于：所述扭轉上橫梁（2）和扭轉下橫梁（3）均由鋼板焊接而成，該扭轉上橫梁（2）和扭轉下橫梁（3）上設有L組上下一一對應且與試驗梁尺寸相匹配的螺栓孔，并穿設雙頭螺栓進行連接；所述扭轉下橫梁（3）的下表面設有與轉動支座（12）相匹配的M組螺栓孔；L和M均為不小于2的整數。

6.根據權利要求1所述的梁構件純扭轉試驗加載裝置，其特征在于：所述夾持上橫梁（4）和夾持下橫梁（5）均由鋼板焊接而成，該夾持上橫梁（4）和夾持下橫梁（5）上設有N組上下一一對應且與試驗梁尺寸相匹配的螺栓孔，并穿設雙頭螺栓與夾持支撐墩（10）相連接，其中N為不小于2的整數。

7.根據權利要求1所述的梁構件純扭轉試驗加載裝置，其特征在于：所述滾動支撐（8）包括若干個由帶凹槽的鋼板（801）和置于凹槽內的圓棒（802）組成的分段式支撐結構，該滾動支撐（8）的總長度與試驗梁（1）的寬度相一致。

8.根據權利要求1所述的梁構件純扭轉試驗加載裝置，其特征在于：所述夾持支撐墩（10）由鋼板焊接而成，該夾持支撐墩（10）的兩端通過地錨與地面固接。

9.一種利用權利要求1~8任一所述的加載裝置進行梁構件純扭轉試驗的試驗方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）、備好試驗梁（1）、扭轉上橫梁（2）、扭轉下橫梁（3）、夾持上橫梁（4）、夾持下橫梁（5）、反力架（6）、反力架斜撐（604）、千斤頂（7）、滾動支撐（8）、扭轉支撐墩（9）、夾持支撐墩（10）、千斤頂防偏裝置（11）、限位架（112）、防偏箱（113）、單向鉸支座（114）和轉動支座（12）；

（2）、將反力架（6）、反力架斜撐（604）、扭轉支撐墩（9）和夾持支撐墩（10）的底部與底面相固接，反力架斜撐（604）與反力架（6）相連接；

（3）、將扭轉下橫梁（3）、轉動支座（12）依次和扭轉支撐墩（9）相連接，調節扭轉下橫梁（3）至水平；

（4）、將夾持下橫梁（5）與夾持支撐墩（10）相連接，并調節夾持下橫梁（5）至水平；

（5）、安裝試驗梁（1），并在其與扭轉上橫梁（2）和扭轉下橫梁（3）之間放置滾動支撐（8），將扭轉上橫梁（2）與扭轉下橫梁（3）相連接，將夾持上橫梁（4）、夾持下橫梁（5）和夾持支撐墩（10）相連接；

（6）、將帶測力傳感器（701）的千斤頂（7）與千斤頂防偏裝置（11）相連接，并置于反力架（1）內；

（7）、千斤頂（7）對扭轉下橫梁（3）施加垂直向下的載荷，直至試驗梁（1）發生破壞；

（8）、根據測力傳感器（701）檢測出的數據計算試驗梁（1）所承受的扭矩；

（9）、根據傾角儀（13）檢測出的數據計算試驗梁（1）所產生的扭轉角。