一種抗震試驗用梁端約束裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗震試驗用梁端約束裝置，本發(fā)明包括從外到內(nèi)依次排列且同軸設(shè)置的第一環(huán)板、第二環(huán)板和第三環(huán)板，第一環(huán)板和第二環(huán)板軸向滑動連接，第二環(huán)板和第三環(huán)板圓周滑動連接，第三環(huán)板的內(nèi)側(cè)的頂部和底部均設(shè)置有移動方向與第三環(huán)板軸向垂直的第二水平位移機構(gòu)，第一環(huán)板的外側(cè)固定有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸連接有反力機構(gòu)，反力機構(gòu)包括反力機架，反力機架上設(shè)置有錨固結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸繞其軸線轉(zhuǎn)動設(shè)置在反力機架上，轉(zhuǎn)軸的軸線在第二水平位移機構(gòu)的移動方向上。本發(fā)明使得梁可以繞梁的軸線轉(zhuǎn)動、繞轉(zhuǎn)軸上下翻動、與梁的軸向垂直的水平方向移動和在梁的軸向水平移動，梁不能上下平移。在多個方向上具有自由度。
【專利說明】一種抗震試驗用梁端約束裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抗震試驗用梁端約束裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的梁柱平面節(jié)點試驗時，通常將柱的上下兩端施加約束，在梁端施加低周反復(fù)荷載來研究其抗震性能。此種加載模式下力從梁的工作傳遞到柱。
[0003]我國是多地震國家，80%以上的城市位于地震區(qū)，地震造成的震害越來越嚴重。對工程結(jié)構(gòu)而言，要建立抗震設(shè)計理論和驗證一些單個構(gòu)件的計算方法，都離不開具體的抗震性能試驗。從實際結(jié)構(gòu)中以構(gòu)件反彎點為邊界，選取相應(yīng)的梁柱節(jié)點并進行抗震性能試驗是研究結(jié)構(gòu)在地震作用下梁柱構(gòu)件的強度關(guān)系，并建立防止柱端破壞形成結(jié)構(gòu)整體屈服的有效設(shè)計方法的可靠依據(jù)。從地震作用在實際結(jié)構(gòu)中的傳遞關(guān)系可知，地震作用總是先在柱間分配并引起柱的彎曲變形，進而由梁、柱構(gòu)件在節(jié)點處的變形協(xié)調(diào)條件傳遞到梁上。此外，由于地震時地面運動具有多維性、隨機性以及方向的不確定性，開展梁柱空間節(jié)點梁端約束柱端斜向加載條件下的抗震性能試驗可比平面節(jié)點更為有效的反映結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)。但是由于空間節(jié)點在柱端施加反復(fù)作用力時，兩正交方向的構(gòu)件變形與受力相互影響，如果仍采用傳統(tǒng)的平面節(jié)點試驗時模擬梁端反彎點的約束條件將會影響試驗結(jié)果的準確性。因此，梁端約束條件的準確設(shè)計是影響空間節(jié)點試驗過程中的受力模式和理論分析及設(shè)計時所用受力模式是否一致的重要一環(huán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種使梁端具有多自由度的抗震試驗用梁端約束裝置。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括從外到內(nèi)依次排列且同軸設(shè)置的第一環(huán)板、第二環(huán)板和第三環(huán)板，第一環(huán)板和第二環(huán)板軸向滑動連接，第二環(huán)板和第三環(huán)板圓周滑動連接，第三環(huán)板的內(nèi)側(cè)的頂部和底部均設(shè)置有移動方向與第三環(huán)板軸向垂直的第二水平位移機構(gòu)，第一環(huán)板的外側(cè)固定有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸連接有反力機構(gòu)，反力機構(gòu)包括反力機架，反力機架上設(shè)置有錨固結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸繞其軸線轉(zhuǎn)動設(shè)置在反力機架上，轉(zhuǎn)軸的軸線在第二水平位移機構(gòu)的移動方向上。
[0006]為了使第一環(huán)板和第二環(huán)板之間軸向滑移更靈敏，第一水平位移機構(gòu)，所述的第一環(huán)板和第二環(huán)板之間設(shè)有多個沿圓周方向排列的第一水平位移機構(gòu)，第一水平位移機構(gòu)包括導(dǎo)軌、滑輪和滑輪架，導(dǎo)軌固定在第一環(huán)板的內(nèi)側(cè)，滑輪架固定在第二環(huán)板外側(cè)，滑輪轉(zhuǎn)動設(shè)置在滑輪架上，滑輪滑動設(shè)置在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的導(dǎo)向方向在第一環(huán)板的軸向方向上。
[0007]為了使第二環(huán)板在第三環(huán)板的圓周上滑動更靈敏，所述的第二環(huán)板和第三環(huán)板之間設(shè)置有多圈滾珠槽，每圈滾珠槽內(nèi)設(shè)置有多個滾珠。
[0008]為了使第一環(huán)板繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動更穩(wěn)定，所述的第一環(huán)板的外部的兩側(cè)各設(shè)有一個轉(zhuǎn)軸，兩個轉(zhuǎn)軸在一條軸線上，每個轉(zhuǎn)軸各連接有一個所述的反力機構(gòu)。[0009]為了使轉(zhuǎn)軸在反力機架上轉(zhuǎn)動更靈活，所述的轉(zhuǎn)軸和反力機架之間設(shè)置有多圈滾珠槽，每圈滾珠槽內(nèi)設(shè)置有多個滾珠。
[0010]為了便于制作，所述的第一環(huán)板包括多個沿圓周排列的弧形板，每個弧形板的兩側(cè)均固定有連接板，相鄰弧形板的連接板通過螺栓固定連接。
[0011]為了便于安裝第二水平位移機構(gòu)，所述的第二水平位移機構(gòu)通過翼板和肋板設(shè)置在第三環(huán)板上，翼板固定在第三環(huán)板的內(nèi)側(cè)面上，肋板固定在翼板上，肋板面對第三環(huán)板中心的一面水平，第二水平位移機構(gòu)設(shè)置在肋板面對第三環(huán)板中心的面上。
[0012]為了便于制作第二水平位移機構(gòu)，所述的第二水平位移機構(gòu)包括支撐板、滾珠和滾珠盒，滾珠處在滾珠盒中，滾珠的外側(cè)與支撐板接觸。
[0013]為了使第二水平位移機構(gòu)的運動的穩(wěn)定性好，所述的第二水平位移機構(gòu)包括導(dǎo)軌、滑輪和滑輪架，滑輪轉(zhuǎn)動設(shè)置在滑輪架上，滑輪滑動設(shè)置在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的導(dǎo)向方向在與第三環(huán)板的軸向方向垂直的水平方向上。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明使用時套在梁遠離柱的一端上，然后將反力機構(gòu)錨固在地面或其它固定裝置上，使得梁可以繞梁的軸線轉(zhuǎn)動、繞轉(zhuǎn)軸上下翻動、與梁的軸向垂直的水平方向移動和在梁的軸向水平移動，梁不能上下平移。在多個方向上具有自由度。消除柱端斜向加載試驗過程中兩正交方向梁的變形與受力之間的相互影響，對于研究結(jié)構(gòu)在更為貼近實際工作條件下的抗震性能和改善結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法具有重要意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖(除去反力機構(gòu)部分)；
圖3是件2的結(jié)構(gòu)示意放大圖；
圖4是圖1中的A局部放大圖；
圖5抗震試震示意圖；
圖中:1、第一環(huán)板,2、第一水平位移機構(gòu),3、第二環(huán)板,4、滾珠,5、連接板,6、翼板,7、肋板，8、第二水平位移機構(gòu)，9、第三環(huán)板，10、銷子，11、轉(zhuǎn)軸，12、反力機架，13、錨桿孔，14、梁，15、抗震試驗用梁端約束裝置，16、柱。2-1、導(dǎo)軌，2-2、滑輪，2-3、滑輪架，8-1、支撐板，8-2、滾珠，8-3、滾珠盒。
[0016]
【具體實施方式】[0017] 具體實施例一
如圖1、圖2、圖3和圖4所示的一種具體實施例，它包括從外到內(nèi)依次排列且同軸設(shè)置的第一環(huán)板1、第二環(huán)板3和第三環(huán)板9，第一環(huán)板I和第二環(huán)板3軸向滑動連接，第二環(huán)板3和第三環(huán)板9圓周滑動連接，第三環(huán)板9的內(nèi)側(cè)設(shè)置有移動方向與第三環(huán)板9軸向垂直的第二水平位移機構(gòu)8，第一環(huán)板I的外側(cè)固定有轉(zhuǎn)軸11，轉(zhuǎn)軸11連接有反力機構(gòu)，反力機構(gòu)包括反力機架12，反力機架12上設(shè)置有錨固結(jié)構(gòu)，錨固結(jié)構(gòu)可以是錨桿孔13，通過錨桿將反力機架12與地面或其它固定裝置固定在一起。也可以是直接固定在反力機架上連接桿或連接架，通過螺栓將其固定在地面或其它固定裝置上。轉(zhuǎn)軸11繞其軸線轉(zhuǎn)動設(shè)置在反力機架12上，轉(zhuǎn)軸11軸向與第二水平位移機構(gòu)8的移動方向相同。
[0018]第一環(huán)板I和第二環(huán)板3之間設(shè)有多個沿圓周方向排列的第一水平位移機構(gòu)2，如圖3所示，第一水平位移機構(gòu)2包括導(dǎo)軌2-1、滑輪2-2和滑輪架2-3，導(dǎo)軌2_1固定在第一環(huán)板I的內(nèi)側(cè)，滑輪架2-3固定在第二環(huán)板3外側(cè)，滑輪2-2轉(zhuǎn)動設(shè)置在滑輪架2-3上，滑輪2-2滑動設(shè)置在導(dǎo)軌2-1上,導(dǎo)軌2-1的導(dǎo)向方向在第一環(huán)板I的軸向方向上。
[0019]第二環(huán)板3和第三環(huán)板9之間設(shè)置有多圈滾珠槽，每圈滾珠槽內(nèi)設(shè)置有多個滾珠4。
[0020]第一環(huán)板I的外部的兩側(cè)各設(shè)有一個轉(zhuǎn)軸11，兩個轉(zhuǎn)軸11在一條軸線上，每個轉(zhuǎn)軸11各連接有一個所述的反力機構(gòu)。當然也可以只有一個轉(zhuǎn)軸11，只轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性較差。轉(zhuǎn)軸直接插接在反力機架12中，另一端通過銷子10限位。
[0021]第一環(huán)板I包括多個沿圓周排列的弧形板，每個弧形板的兩側(cè)均固定有連接板5，相鄰弧形板的連接板5通過螺栓固定連接。
[0022]第三環(huán)板9的內(nèi)側(cè)的頂部和底部均設(shè)有所述的第二水平位移機構(gòu)8。第二水平位移機構(gòu)8通過翼板6和肋板7設(shè)置在第三環(huán)板9上，翼板6固定在第三環(huán)板9的內(nèi)側(cè)面上，肋板7通過螺栓固定在翼板6上，肋板7面對第三環(huán)板9中心的一面水平，第二水平位移機構(gòu)8設(shè)置在肋板7面對第三環(huán)板中心的面上。如圖4所示，第二水平位移機構(gòu)8包括支撐板8-1、滾珠8-2和滾珠盒8-3，滾珠8-2處在滾珠盒8_3中，滾珠8_2的外側(cè)與支撐板8_1接觸。
[0023]使用時，本裝置安裝在梁14的端部，梁14的上下兩個面均支撐在本裝置的第二水平位移機構(gòu)8上。上方的第二水平位移機構(gòu)8的滾珠盒8-3貼在梁14上，支撐板8-1固定在肋板7上。下方的第二水平位移機構(gòu)8的滾珠盒8-3固定在肋板7上，支撐板8-1貼在梁14上。
[0024]具體實施例二
本具體實施例與具體實施例一的區(qū)別在第二水平位移機構(gòu)結(jié)構(gòu)與第一水平位移機構(gòu)相同，包括導(dǎo)軌、滑輪和滑輪架，滑輪轉(zhuǎn)動設(shè)置在滑輪架上，滑輪滑動設(shè)置在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的導(dǎo)向方向在與第三環(huán)板9的軸向方向垂直的水平方向上。導(dǎo)軌和滑輪架中一個固定在肋板7上，另一個支撐在梁14上。
[0025]具體實施例三
本具體實施例與具體實施例的一區(qū)別在于翼板6和肋板7可可以沒有，第二水平位移機構(gòu)直接設(shè)置在第三環(huán)板9上。并且第二環(huán)板3和第三環(huán)板9之間的滾珠可沒有。
[0026]具體實施例四
本具體實施例與具體實施例一的區(qū)別在于轉(zhuǎn)軸11和反力機架12之間設(shè)置有多圈滾珠槽，每圈滾珠槽內(nèi)設(shè)置有多個滾珠，或者在轉(zhuǎn)軸11和反力機架12之間設(shè)置軸承。
[0027]采用本發(fā)明約束裝置的梁柱空間節(jié)點抗震試驗，如圖5所示，梁柱包括柱16和一端與柱16的同一高度位置固定連接的四個梁14，相鄰的梁14相垂直，相對的梁14在一條直線上，試驗方法，(I)先在每個梁14的遠離柱16的一端設(shè)置一個本發(fā)明抗震試驗用梁端約束裝置15 (本發(fā)明中記載的所有的約束裝置均適用)，使梁夾在兩個第二水平位移機構(gòu)8之間，將反力機構(gòu)錨固在地面或其它固定裝置上，(2)對柱16上端加載斜向水平力；(3)測量柱和梁的變形量；(4)當柱16的傾斜角度達到設(shè)定值時停止加載。[0028]在柱受力發(fā)生變形時會帶動梁發(fā)生變形，由于梁可以繞梁的軸線轉(zhuǎn)動、繞轉(zhuǎn)軸上下翻動、與梁的軸向垂直的水平方向移動和在梁的軸向水平移動，只是梁不能上下平移。消除柱端斜向加載試驗過程中兩正交方向梁的變形與受力之間的相互影響。
【權(quán)利要求】
1.一種抗震試驗用梁端約束裝置，其特征在于:包括從外到內(nèi)依次排列且同軸設(shè)置的第一環(huán)板、第二環(huán)板和第三環(huán)板，第一環(huán)板和第二環(huán)板軸向滑動連接，第二環(huán)板和第三環(huán)板圓周滑動連接，第三環(huán)板的內(nèi)側(cè)的頂部和底部均設(shè)置有移動方向與第三環(huán)板軸向垂直的第二水平位移機構(gòu)，第一環(huán)板的外側(cè)固定有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸連接有反力機構(gòu)，反力機構(gòu)包括反力機架，反力機架上設(shè)置有錨固結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸繞其軸線轉(zhuǎn)動設(shè)置在反力機架上，轉(zhuǎn)軸的軸向與第二水平位移機構(gòu)的移動方向相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗震試驗用梁端約束裝置，其特征在于:所述的第一環(huán)板和第二環(huán)板之間設(shè)有多個沿圓周方向排列的第一水平位移機構(gòu)，第一水平位移機構(gòu)包括導(dǎo)軌、滑輪和滑輪架，導(dǎo)軌固定在第一環(huán)板的內(nèi)側(cè)，滑輪架固定在第二環(huán)板外側(cè)，滑輪轉(zhuǎn)動設(shè)置在滑輪架上，滑輪滑動設(shè)置在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的導(dǎo)向方向在第一環(huán)板的軸向方向上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗震試驗用梁端約束裝置，其特征在于:所述的第二環(huán)板和第三環(huán)板之間設(shè)置有多圈滾珠槽，每圈滾珠槽內(nèi)設(shè)置有多個滾珠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抗震試驗用梁端約束裝置，其特征在于:所述的第一環(huán)板的外部的兩側(cè)各設(shè)有一個轉(zhuǎn)軸，兩個轉(zhuǎn)軸在一條軸線上，每個轉(zhuǎn)軸各連接有一個所述的反力機構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗震試驗用梁端約束裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)軸和反力機架之間設(shè)置有多圈滾珠槽，每圈滾珠槽內(nèi)設(shè)置有多個滾珠。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗震試驗用梁端約束裝置，其特征在于:所述的第一環(huán)板包括多個沿圓周排列的弧形板，每個弧形板的兩側(cè)均固定有連接板，相鄰弧形板的連接板通過螺栓固定連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一項所述抗震試驗用梁端約束裝置，其特征在于:所述的第二水平位移機構(gòu)通過翼板和肋板設(shè)置在第三環(huán)板上，翼板固定在第三環(huán)板的內(nèi)側(cè)面上，肋板固定在翼板上，肋板面對第三環(huán)板中心的一面水平，第二水平位移機構(gòu)設(shè)置在肋板面對第三環(huán)板中心的面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的抗震試驗用梁端約束裝置，其特征在于:所述的第二水平位移機構(gòu)包括支撐板、滾珠和滾珠盒，滾珠處在滾珠盒中，滾珠的外側(cè)與支撐板接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的抗震試驗用梁端約束裝置，其特征在于:所述的第二水平位移機構(gòu)包括導(dǎo)軌、滑輪和滑輪架，滑輪轉(zhuǎn)動設(shè)置在滑輪架上，滑輪滑動設(shè)置在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的導(dǎo)向方向在與第三環(huán)板的軸向方向垂直的水平方向上。
【文檔編號】G01M7/02GK103940562SQ201410082245
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】劉春陽, 陳杰, 徐艷華, 楊大彬 申請人:山東建筑大學(xué)