專利名稱：一種模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置。屬于混凝土建筑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了測(cè)試墻體或其他豎向構(gòu)件在水平均布荷載作用下的內(nèi)力和變形性能，需要設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單、快捷、安全、成本低廉的水平均布荷載加載試驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題提供了一種模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
本發(fā)明所述的一種模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置，包括獨(dú)立基礎(chǔ)，鋼梁，鋼柱，所述的縱向獨(dú)立基礎(chǔ)與橫向獨(dú)立基礎(chǔ)之間分別布置鋼梁，每個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)上垂直布置鋼柱，獨(dú)立基礎(chǔ)、鋼梁與鋼柱形成外框架；外框架的兩橫向獨(dú)立基礎(chǔ)的鋼柱之間依次布置橫向鋼梁；所述的外框架內(nèi)布置模擬均布荷載加載裝置。本發(fā)明所述的模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置，還包括限位角鋼；所述的限位角鋼分別布置在橫向鋼梁中部。本發(fā)明所述的模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置，還包括防沖擊墊塊；所述的限位角鋼背面布置防沖擊墊塊。本發(fā)明所述的模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置，還包括助滑墊板，所述的助滑墊板分別放置在沖擊墊塊與鋼柱之間。本發(fā)明所述的模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置，所述的模擬均布荷載加載裝置包括鋼筋籠，定滑輪，鋼絞線，作用力鋼梁，加載質(zhì)量塊；所述的作用力鋼梁布置在外框架的助滑墊板上，作用力鋼梁的兩端分別布置通孔；鋼絞線一端通過(guò)作用鋼梁兩端的孔洞與作用力鋼梁連接、另一端通過(guò)定滑輪與鋼筋籠連接；鋼筋籠內(nèi)放置加載質(zhì)量塊。本發(fā)明所述的模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置，所述的限位角鋼正面相對(duì)鋼柱的外側(cè)布置角鋼，角鋼高于限位角鋼，角鋼的下端布置定滑輪。模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，步驟如下:
1)、將作用力鋼梁放置在外框架側(cè)面的每一個(gè)橫向鋼梁上，作用力鋼梁與橫向鋼梁的接觸面之間設(shè)有助滑墊板，將鋼梁緊貼著試件的背部；
2)、將每根鋼絞線的一端穿過(guò)作用力鋼梁端部的鉆孔用鋼絞鎖固定住，鋼絞線的另一端通過(guò)定滑輪與鋼筋籠連接；
3)、同時(shí)在各個(gè)鋼筋籠中加入加載質(zhì)量塊，逐級(jí)增加質(zhì)量塊的質(zhì)量直至試件發(fā)生破
壞；
4)、設(shè)每個(gè)加載質(zhì) 量塊的質(zhì)量為m，試件破壞時(shí)每個(gè)鋼筋籠里面的質(zhì)量塊的個(gè)數(shù)為Ii1,整個(gè)試驗(yàn)裝置鋼筋籠的個(gè)數(shù)為n2，則作用在試件上的合力為F=nin2mg，均布荷載P=F/A(A為試件的正截面面積)。
有益效果
本發(fā)明提供的一種模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，其獨(dú)立基礎(chǔ)與橫向鋼梁及鋼柱組成的方形框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用普通焊接方式使得該試驗(yàn)裝置組裝簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。采用單獨(dú)作用力鋼梁，并列同時(shí)施加作用力，無(wú)需使用大型專業(yè)的拉力試驗(yàn)機(jī)，減少了試驗(yàn)成本，也避免了使用如千斤頂?shù)韧屏ρb置時(shí)由于試件變形而導(dǎo)致的受力不均勻的情況發(fā)生，降低了試驗(yàn)難度。在試驗(yàn)時(shí)只需要足量了添加加載質(zhì)量塊即可很好地模擬水平均布荷載，操作方便。本試驗(yàn)裝置可并排多列設(shè)置，方便不同試件的試驗(yàn)與對(duì)比，裝置內(nèi)的限位角鋼有效防止作用力鋼梁瞬間施力過(guò)大，造成試驗(yàn)人員受傷。助滑墊板減少了作用力鋼梁在橫向鋼梁的摩擦力，使其模擬的水平均布荷載更加準(zhǔn)確，提高試驗(yàn)的精度。本試驗(yàn)方法操作簡(jiǎn)單，試驗(yàn)過(guò)程中能夠精確控制對(duì)試件施加拉力，通過(guò)加載質(zhì)量塊能夠準(zhǔn)確控制其拉力值，為試驗(yàn)后分析數(shù)據(jù)提供便利。


圖1為一種模擬水平均布荷載試驗(yàn)裝置的正面 圖2為一種模擬水平均布荷載實(shí)驗(yàn)裝置的剖面 圖3為一種模擬水平均布荷載試驗(yàn)裝置的底層平面 圖4為一種模擬水平均 布荷載試驗(yàn)裝置的中間層平面 圖中I是外框架，2是鋼筋籠，3是角鋼，4是定滑輪，5是鋼絞線，6是鋼梁，7是鋼柱，8是橫向鋼梁，9是限位角鋼，10是防沖擊墊塊，11是獨(dú)立基礎(chǔ)，12是試件，13是施加作用力的鋼梁，14是加載質(zhì)量塊，15是助滑墊板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
如圖所示:一種模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置，
包括外框架1，鋼筋籠2，角鋼3，定滑輪4，鋼絞線5，鋼梁6，鋼柱7，橫向鋼梁8，限位角鋼9，防沖擊墊塊10，獨(dú)立基礎(chǔ)11，試件12，作用力鋼梁13，加載質(zhì)量塊14，助滑墊板15?？v向獨(dú)立基礎(chǔ)11與橫向獨(dú)立基礎(chǔ)11之間分別布置鋼梁6，每個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)11上垂直布置鋼柱7，獨(dú)立基礎(chǔ)11、鋼梁6與鋼柱7形成外框架I ;外框架I的兩橫向獨(dú)立基礎(chǔ)11的鋼柱7之間依次布置橫向鋼梁8 ;所述的外框架I內(nèi)布置模擬均布荷載加載裝置。限位角鋼9分別布置在橫向鋼梁8中部。試件12放置在外框架I內(nèi)，限位角鋼9位于試件12側(cè)面的中心部。限位角鋼9面對(duì)于鋼筋籠2 —面為正面、則另一面為背面，其背面布置防沖擊墊塊10。助滑墊板15分別放置在沖擊墊塊10與鋼柱7之間段的橫向鋼梁8上。作用力鋼梁13布置在外框架I的助滑墊板15上，作用力鋼梁13的兩端分別布置通孔；鋼絞線5 —端通過(guò)作用鋼梁13兩端的孔洞與作用力鋼梁13連接、另一端通過(guò)定滑輪4與鋼筋籠2連接；鋼筋籠2內(nèi)放置加載質(zhì)量塊14。
限位角鋼9正面相對(duì)鋼柱7的外側(cè)布置角鋼3，角鋼3高于限位角鋼9，角鋼3的下端布置定滑輪4。模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，步驟如下:
1)、將作用力鋼梁13放置在外框架側(cè)面的每一個(gè)橫向鋼梁8上，作用力鋼梁13與橫向鋼梁8的接觸面之間設(shè)有助滑墊板15，將鋼梁緊貼著試件12的背部；
2)、將每根鋼絞線的一端穿過(guò)作用力鋼梁13端部的鉆孔用鋼絞鎖固定住，鋼絞線的另一端通過(guò)定滑輪4與鋼筋籠2連接；
3)、同時(shí)在各個(gè)鋼筋籠2中加入質(zhì)量鐵塊14，逐級(jí)增加質(zhì)量鐵塊的質(zhì)量直至試件發(fā)生破壞；
4)、設(shè)每個(gè)加載質(zhì)量塊14的質(zhì)量為m，試件破壞時(shí)每個(gè)鋼筋籠2里面的質(zhì)量塊14的個(gè)數(shù)為Ii1，整個(gè)試驗(yàn)裝置鋼筋籠2的個(gè)數(shù)為n2，則作用在試件12上的合力為F=nin2mg，均布荷載P=F/A ；A為試件的正截面·面積，g為重力加速度，P為均布荷載。
權(quán)利要求
1.一種模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括獨(dú)立基礎(chǔ)(11)，鋼梁(6)，鋼柱(7)，所述的縱向獨(dú)立基礎(chǔ)(11)與橫向獨(dú)立基礎(chǔ)(11)之間分別布置鋼梁(6)，每個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)(11)上垂直布置鋼柱(7)，獨(dú)立基礎(chǔ)(11)、鋼梁(6)與鋼柱(7)形成外框架(I);外框架(I)的兩橫向獨(dú)立基礎(chǔ)(11)的鋼柱(7)之間依次布置橫向鋼梁(8);所述的外框架(I)內(nèi)布置模擬均布荷載加載裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置，其特征在于:還包括限位角鋼(9);所述的限位角鋼(9)分別布置在橫向鋼梁(8)中部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置，其特征在于:還包括防沖擊墊塊(10);所述的限位角鋼(9)背面布置防沖擊墊塊(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置，其特征在于:還包括助滑墊板(15)，所述的助滑墊板(15)分別放置在沖擊墊塊(10)與鋼柱(7)之間。
5.根據(jù)權(quán) 利要求1或2或3或4所述的模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的模擬均布荷載加載裝置包括鋼筋籠(2)，定滑輪(4)，鋼絞線(5)，作用力鋼梁(13)，加載質(zhì)量塊(14);所述的作用力鋼梁(13)布置在外框架(I)的助滑墊板(15)上，作用力鋼梁(13)的兩端分別布置通孔；鋼絞線(5)—端通過(guò)作用鋼梁(13)兩端的孔洞與作用力鋼梁(13)連接、另一端通過(guò)定滑輪(4)與鋼筋籠(2)連接；鋼筋籠(2)內(nèi)放置加載質(zhì)量塊(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的限位角鋼(9)正面相對(duì)鋼柱(7)的外側(cè)布置角鋼(3)，角鋼(3)高于限位角鋼(9)，角鋼(3)的下端布置定滑輪(4)。
7.利用上述權(quán)利要求所述的模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，其特征在于:步驟如下: 1)、將作用力鋼梁(13)放置在外框架(I)側(cè)面的每一個(gè)橫向鋼梁(8)上，作用力鋼梁(13)與橫向鋼梁(8)的接觸面之間設(shè)有助滑墊板(15)，將鋼梁緊貼著試件(12)的背部； 2)、將每根鋼絞線的一端穿過(guò)作用力鋼梁(13)端部的鉆孔用鋼絞鎖固定住，鋼絞線的另一端通過(guò)定滑輪(4)與鋼筋籠(2)連接； 3)、同時(shí)在各個(gè)鋼筋籠(2)中加入加載質(zhì)量塊(14)，逐級(jí)增加質(zhì)量塊的質(zhì)量直至試件發(fā)生破壞； 4)、設(shè)每個(gè)加載質(zhì)量塊(14)的質(zhì)量為m，試件破壞時(shí)每個(gè)鋼筋籠(2)里面的質(zhì)量塊(14)的個(gè)數(shù)為Ii1，整個(gè)試驗(yàn)裝置鋼筋籠(2)的個(gè)數(shù)為n2，則作用在試件(12)上的合力為均布荷載 P=F/A。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模擬水平均布荷載的試驗(yàn)裝置及方法，縱向獨(dú)立基礎(chǔ)與橫向獨(dú)立基礎(chǔ)之間分別布置鋼梁，每個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)上垂直布置鋼柱，獨(dú)立基礎(chǔ)、鋼梁與鋼柱形成外框架；外框架的兩橫向獨(dú)立基礎(chǔ)的鋼柱之間依次布置橫向鋼梁；所述的外框架內(nèi)布置模擬均布荷載加載裝置。其獨(dú)立基礎(chǔ)與橫向鋼梁及鋼柱組成的方形框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用普通焊接方式使得該試驗(yàn)裝置組裝簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可用于多次試驗(yàn)。采用單獨(dú)作用力鋼梁，并列同時(shí)施加作用力，無(wú)需使用大型專業(yè)的拉力試驗(yàn)機(jī)，減少了試驗(yàn)成本，降低了試驗(yàn)難度。在試驗(yàn)時(shí)只需要足量地添加加載質(zhì)量塊即可完成試驗(yàn)，操作方便。
文檔編號(hào)G01N3/14GK103226082SQ201310129260
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者姚菲, 吳二軍, 陳冬, 郭現(xiàn)收, 石少雄, 邵靜 申請(qǐng)人:河海大學(xué)