[實(shí)用新型]一種鋼管混凝土壓-扭試驗(yàn)加載裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022152569.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN213749323U
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李吉人;廖栩;韓雨?yáng)|;王慶利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/02
• 分類號(hào): G01N3/02;G01N3/12;G01N3/22
• 代理公司: 沈陽(yáng)之華益專利事務(wù)所有限公司 21218
• 代理人: 鄒琳

一種鋼管混凝土壓?扭試驗(yàn)加載裝置，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，包括豎向反力架、豎向位移計(jì)、軸壓千斤頂、加載梁、水平向滾珠軸承、纜繩、圓形力臂等，所述加載梁與豎向反力架內(nèi)側(cè)壁上下活動(dòng)連接，所述豎向位移計(jì)與加載梁相連，所述圓形力臂橫向與橫向千斤頂經(jīng)纜繩相連，圓形力臂與固定支座之間設(shè)置待測(cè)鋼管混凝土試件。本實(shí)用新型是通過(guò)豎向的軸壓加載千斤頂施加軸壓，同時(shí)通過(guò)兩個(gè)水平方向的千斤頂施加扭轉(zhuǎn)，水平向的兩個(gè)千斤頂通過(guò)纜繩帶動(dòng)圓形力臂旋轉(zhuǎn)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)扭矩的施加。通過(guò)荷載傳感器測(cè)量三個(gè)千斤頂產(chǎn)生的力的大小，同時(shí)通過(guò)三個(gè)位移計(jì)觀測(cè)試件豎直方向的軸向變形與扭轉(zhuǎn)變形，用以分析鋼管混凝土柱的壓?扭力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼管混凝土壓-扭試驗(yàn)加載裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大力發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)逐漸向高聳、大跨度、承受重載方向發(fā)展，越來(lái)越多的建筑物采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，在地震或風(fēng)荷載作用下，建筑結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，除了受軸壓之外亦會(huì)受到扭矩的作用，故有必要對(duì)壓-扭復(fù)合受力下的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行研究。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開展大量的關(guān)于鋼管混凝土力學(xué)性能的研究，對(duì)于其壓-扭性能的研究則主要集中在承載能力，扭轉(zhuǎn)剛度等方面。并且國(guó)內(nèi)多位組合結(jié)構(gòu)領(lǐng)域內(nèi)的知名學(xué)者（如周緒紅、韓林海等）均開展了鋼管混凝土壓扭力學(xué)性能研究，通過(guò)壓-扭試驗(yàn)反映鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，以此為鋼管混凝土柱的設(shè)計(jì)提供參考。

目前雖然已有相關(guān)的研究，但存在如下幾個(gè)問(wèn)題：1.軸壓過(guò)程中樁體沿樁身軸向會(huì)有較大程度的變形，但現(xiàn)有試驗(yàn)中施加扭矩的千斤頂均被固定，沒有實(shí)現(xiàn)端部所施加扭矩的千斤頂與試件協(xié)同運(yùn)動(dòng)，即試件產(chǎn)生較大軸向變形后，橫向千斤頂與試件端部不在同一平面內(nèi)，測(cè)量誤差較大；2.現(xiàn)有的關(guān)于鋼管混凝土壓-扭試驗(yàn)的裝置多為將試件水平放置，而實(shí)際工程中的鋼管混凝土柱均為豎直放置；3.現(xiàn)有的將試件豎直放置的試驗(yàn)裝置中，扭矩的施加通過(guò)剛性桿推動(dòng)（或拉動(dòng)）試件端部的剛性力臂實(shí)現(xiàn)，此類方式對(duì)于扭矩的計(jì)算存在較大的偏差，原因在于形成力矩的力臂的長(zhǎng)短在發(fā)生改變，且剛性桿與剛性力臂之間存在的內(nèi)力沒有考慮。

實(shí)用新型內(nèi)容

技術(shù)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種鋼管混凝土壓-扭試驗(yàn)加載裝置，是通過(guò)對(duì)鋼管混凝土試件施加軸力與扭矩，使之旋擰進(jìn)入土體，通過(guò)測(cè)量試件豎向及扭轉(zhuǎn)變形反映鋼管混凝土構(gòu)件力學(xué)性能的一種試驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種鋼管混凝土壓-扭試驗(yàn)加載裝置，包括豎向反力架、豎向位移計(jì)、軸壓千斤頂、加載梁、水平向滾珠軸承、纜繩、圓形力臂、固定支座、軸壓傳感器、細(xì)銅絲、位移計(jì)、水平向回字形反力架、橫向千斤頂、扭矩傳感器，所述豎向反力架內(nèi)側(cè)壁頂部設(shè)有豎向位移計(jì)、軸壓千斤頂，于軸壓千斤頂下方設(shè)有加載梁，所述加載梁與豎向反力架內(nèi)側(cè)壁相對(duì)上下移動(dòng)，所述豎向位移計(jì)與加載梁相連，所述加載梁中間底部經(jīng)水平向滾珠軸承與圓形力臂縱向相連，所述圓形力臂橫向與橫向千斤頂經(jīng)纜繩相連，所述纜繩與圓形力臂外圓相切，所述橫向千斤頂設(shè)置于水平向回字形反力架上，所述水平向回字形反力架與加載梁相連，隨加載梁一同沿豎向反力架內(nèi)側(cè)壁上下移動(dòng)，所述水平向回字形反力架上設(shè)有位移計(jì)，所述位移計(jì)與水平向滾珠軸承下部經(jīng)細(xì)銅絲相連，所述軸壓千斤頂上設(shè)有軸壓傳感器，橫向千斤頂上設(shè)有扭矩傳感器，所述圓形力臂的下方底部設(shè)有固定支座，圓形力臂與固定支座之間設(shè)置待測(cè)鋼管混凝土試件。

進(jìn)一步地，所述加載梁、水平向回字形反力架側(cè)壁與豎向反力架內(nèi)側(cè)壁之間經(jīng)豎向滾珠鉸相連，所述加載梁頂部與豎向反力架內(nèi)側(cè)壁頂部之間設(shè)有懸掛繩。

進(jìn)一步地，所述圓形力臂外圓側(cè)壁上設(shè)有外側(cè)槽道，所述纜繩置于外側(cè)槽道內(nèi)，與圓形力臂外圓相切。

進(jìn)一步地，所述圓形力臂底部設(shè)有嵌固槽，所述固定支座的頂部設(shè)有固定凹槽，所述待測(cè)鋼管混凝土試件嵌入圓形力臂底部的嵌固槽及固定支座頂部固定凹槽內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述嵌固槽與待測(cè)鋼管混凝土試件上部端板均為方形。