本發(fā)明屬于土木工程專業(yè)結構力學實驗教學領域，涉及能測量支座反力的多功能支座。

背景技術：

結構力學是高等院校土木工程專業(yè)的必修學科，其研究對象主要是桿系結構，而將桿系結構與基礎連接起來的裝置稱為支座。

由于實際結構與基礎連接的復雜性，將支座完全按照實際的連接情況進行力學分析是繁難且不必要的，因此在進行計算之前需要對其進行簡化以表現(xiàn)其主要特點。通常將支座簡化成以下四種構造形式：1)可動鉸支座：被支承的部分可以轉動和水平移動，不能豎向轉動；2)固定鉸支座：被支承的部分可以轉動，不能移動；3)定向支座：被支承的部分不能轉動，但可沿著支承面方向平行滑動；4)固定支座：被支承的部分不發(fā)生任何移動和轉動。

雖然理論教學一直以來是高等院校結構力學的主要教學方法，但隨著高等教育對實驗教學的重視，開展結構力學實驗也成為一種勢在必行的趨勢。支座作為結構力學研究中不可或缺的一部分，將其進行簡化后得到的是理想的支座形式。而如何運用實驗裝置模擬理想支座，以實現(xiàn)結構力學實驗的順利進行，提高實驗模型對理想結構的還原度，成為了亟需考慮的問題。本發(fā)明提供了能測量支座反力的多功能支座，通過與基礎和節(jié)點盤不同方式的組合連接，實現(xiàn)四種不同支座形式的靈活轉換，為結構力學實驗的順利進行奠定了基礎。

技術實現(xiàn)要素：

為提高現(xiàn)有支座的靈活性，使得單一支座的性能得以充分利用，本發(fā)明旨在提供能測量支座反力的多功能支座，實現(xiàn)其四種不同的構造形式。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種用來測量支座反力的多功能支座，包括支座傳感器、三種節(jié)點盤、滑動支座小車和附屬裝置。

所述的支座傳感器3包括支座支承7、支座接頭8和反力測量電路。所述的支座傳感器內管壁貼有四片應變片，外部設有三個接頭通過漆包線與采集設備相連，組成反力測量電路，用于支座軸力、剪力和彎矩的輸出，保證支座反力的精準測量。所述的支座支承7通過內部螺紋與支座接頭8相連，支座接頭8與節(jié)點盤相連，支座支承7通過滑動支座小車5或小車平臺2安裝在反力支架1內部的滑軌上；當支座支承7直接安裝在小車平臺2上時，小車平臺2通過滑軌安裝在反力支架1上，約束整個結構的水平及豎向位移；當支座支承7與滑動支座小車5相連時，只約束整個結構的豎向位移，水平位移不受約束。

所述的三種節(jié)點盤包括上盤和下盤兩部分，上盤和下盤通過螺栓固緊，節(jié)點盤下端通過支座接頭8與支座傳感器3相連，上端與桿件6相連。

所述的支座接頭8若與剛結點盤4c或半剛、半鉸節(jié)點盤4b的剛性部分相連，則約束整個結構角位移；若與鉸節(jié)點盤4a或半剛、半鉸節(jié)點盤4b的柔性部分相連，則整個結構角位移不受約束；支座接頭8尺寸可調，通過安裝不同尺寸的支座接頭8使基礎與不同類型的上部結構連接。

當滑動支座小車5通過小車平臺2安裝在反力支架1上，鉸節(jié)點盤4a通過支座傳感器3與滑動支座小車5固接，桿件6與鉸節(jié)點盤4a固接，形成可動鉸支座。

當支座傳感器3通過小車平臺2安裝反力支架1上，半剛、半鉸節(jié)點盤4b的剛性部分與支座傳感器3固接，桿件6與半剛、半鉸節(jié)點盤4b的柔性部分固接，形成固定鉸支座；

當支座傳感器3通過小車平臺2安裝在反力支架1上，支座傳感器3與剛節(jié)點盤4c固接，桿件6與剛節(jié)點盤4c固接，形成固定支座；

當滑動支座小車5通過小車平臺2安裝在反力支架1上，剛節(jié)點盤4c通過支座傳感器3與滑動支座小車5固接，桿件6與剛節(jié)點盤4c固接，形成定向支座。

所述節(jié)點盤根據不同的制作型式，按剛性分為以下三種形式：鉸節(jié)點盤4a，不約束桿件角位移，使其幾乎不承受彎矩但能承受較大軸力；剛節(jié)點盤4c，與支座傳感器3和桿件6均有較大的連接剛度，能傳遞彎矩、剪力和軸力，有效實現(xiàn)基礎與結構的剛性連接；半剛、半鉸節(jié)點盤4b，主體部分為帶一對鉸片的剛節(jié)點盤，使得在一個節(jié)點盤中存在剛性部分和柔性部分，剛性部分可約束桿件角位移，柔性部分桿件角位移不受約束。

所述的滑動支座小車5包括水平滑軌9、兩個滑塊10、頂板11。頂板11下部、滑塊10、水平滑軌9與小車平臺2上部從上而下能夠依次通過螺栓固定連接，頂板11上部能夠通過螺栓與支座傳感器3連接。所述的滑動支座小車5的兩個滑塊10置于水平滑軌9上，滑塊10內有滾軸小珠能夠有效降低滑塊10與水平滑軌9的摩擦，較好模擬水平方向無約束的情況。

所述的用于結構力學實驗的支座的附屬裝置包括小車平臺2和反力支架1。所述小車平臺2和反力支架1相比支座傳感器3和節(jié)點盤(4a、4b、4c)而言具有較大的剛度，起到結構力學中基礎的作用。

本發(fā)明的有益效果是：根據實驗內容的需要，通過支座傳感器與基礎和節(jié)點盤、節(jié)點盤與桿件不同方式的組合連接，實現(xiàn)四種不同支座形式的靈活轉換，安裝、拆卸方便，便于使用。支座能根據需要輸出軸力、剪力和彎矩，保證支座反力的精準測量。

附圖說明

圖1是可動鉸支座構造詳圖。

圖2是固定鉸支座構造詳圖。

圖3是固定支座構造詳圖。

圖4是定向支座構造詳圖。

圖5是支座傳感器外部構造圖。

圖6是滑動支座小車外部構造圖。

圖中：1反力支架；2小車平臺；3支座傳感器；4c剛結點盤；4b半剛、半鉸節(jié)點盤；4a鉸節(jié)點盤；5滑動支座小車；6桿件；7支座支承；8支座接頭；9水平滑軌；10滑塊；11頂板。

具體實施方式

本發(fā)明能通過一個支座有效實現(xiàn)四種不同支座形式，下面結合附圖和實施實例對本發(fā)明的實施方式做進一步說明。

一種用來測量支座反力的多功能支座，包括支座傳感器(如圖5所示)、三種節(jié)點盤、滑動支座小車(如圖6所示)和附屬裝置。

可動鉸支座，如圖1所示：滑動支座小車5與小車平臺2固接，小車平臺2與反力支架1固接，支座傳感器3與滑動支座小車5固接，鉸節(jié)點盤4a與支座傳感器3固接，桿件6與鉸節(jié)點盤4a固接，形成可動鉸支座。

固定鉸支座，如圖2所示：支座傳感器3與小車平臺2固接，小車平臺2與反力支架1固接，半剛、半鉸節(jié)點盤4b的剛性部分與支座傳感器3固接，桿件6與半剛、半鉸節(jié)點盤4b的柔性部分固接，形成固定鉸支座。

固定支座，如圖3所示：支座傳感器3與小車平臺2固接，小車平臺2與反力支架1固接，支座傳感器3與剛節(jié)點盤4c固接，桿件6與剛節(jié)點盤4c固接，形成固定支座。

定向支座，如圖4所示：滑動支座小車5與小車平臺2固接，小車平臺2與反力支架1固接，支座傳感器3與滑動支座小車5固接，剛節(jié)點盤4c與支座傳感器3固接，桿件6與剛節(jié)點盤4c固接，形成定向支座。