一種柱的剪刀式加載定位結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及結(jié)構(gòu)試驗領(lǐng)域，具體涉及一種土木工程中受壓柱試驗的加載定位結(jié)構(gòu)，特別適用于荷載和環(huán)境耦合作用下受壓柱的二次加載。加載定位結(jié)構(gòu)包括由剪刀叉、固定鉸、滑軌、連桿、驅(qū)動螺桿、手柄、豎向加勁肋和擋板組成的垂直升降系統(tǒng)，以及定位輔助框與水平移動和固定系統(tǒng)。加載定位結(jié)構(gòu)可托起受壓柱到達三維空間的任意位置，不僅不需要人扶，而且能滿足不同大小和不同結(jié)構(gòu)受壓柱的加載需求，實現(xiàn)了對受壓柱加載的快速準確定位，保證了受壓柱在定位過程中始終保持垂直穩(wěn)定。
【專利說明】一種柱的剪刀式加載定位結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及結(jié)構(gòu)試驗領(lǐng)域，具體涉及一種土木工程中受壓柱試驗的加載定位結(jié)構(gòu)，特別適用于荷載和環(huán)境耦合作用下受壓柱的二次加載。
【背景技術(shù)】
[0002]土木工程結(jié)構(gòu)試驗中，經(jīng)常要對鋼柱、鋼筋混凝土柱和鋼管混凝土柱進行靜力受壓加載試驗。為了準確模擬試件端部約束條件和保證加載位置的準確性，常常采用刀絞或球絞支座，由于刀絞或球絞支座是線或點接觸，因此其具有不穩(wěn)定性(如圖1所示)，在試驗就位時，必須由人把柱子扶住才能保證柱子垂直不傾倒。在柱的加載試驗中，加載位置通常是一條線或一個點，受壓柱尺度大，重量大，往往重達數(shù)噸，無論是中心加載還是偏心加載，如何保持受壓柱的垂直穩(wěn)定以及如何快速對準預(yù)設(shè)的加載位置一直都是結(jié)構(gòu)試驗中的難題。
[0003]目前，普遍采用的方法是人工扶正和對準，由操作人員將受壓柱抬到試驗臺或萬能試驗機操作平臺上，然后一邊扶正一邊調(diào)整千斤頂，在對準的同時將荷載加到受壓柱上。這種方法需要眾多的勞動力，一般4-5人，而且對準難度特別大，經(jīng)常需要多次才能對準。此外，由于受壓柱尺度大，重量大，又是高空作業(yè)，稍不留神受壓柱即會發(fā)生傾倒，輕者造成試驗失敗，重則危及試驗設(shè)備和人員的安全。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中無法快速對準預(yù)設(shè)加載位置，需要眾多勞動力，移動難度大、容易傾倒等缺陷，本實用新型所要解決的問題是提供一種能夠一次性、快速準確且穩(wěn)定對準任意預(yù)設(shè)加載位置(一條線或一個點)的加載定位結(jié)構(gòu)，所述的加載定位結(jié)構(gòu)不僅可以自由水平移動，而且還可自由垂直升降，能滿足不同大小和不同結(jié)構(gòu)的受壓柱的加載需求，特別重要的是，可以保證受壓柱在定位過程中始終保持垂直穩(wěn)定，避免了受壓柱在定位過程中發(fā)生傾倒。所述的受壓柱是指擬進行受壓試驗的柱子。
[0005]對于柱的加載試驗，現(xiàn)有技術(shù)普遍采用的定位方法是人工扶正和對準，由操作人員將受壓柱抬到試驗臺或萬能試驗機操作平臺上，然后一邊扶正一邊調(diào)整千斤頂，在對準的同時將荷載加到受壓柱上。這種方法一般需要眾多的勞動力，而且對準難度特別大。本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)是采用中空結(jié)構(gòu)將受壓柱從底部托起，讓受壓柱懸空，通過兩塊水平滑動支撐板保證受壓柱的垂直穩(wěn)定性，由于其處于懸空狀態(tài)，因此，無論是水平運動還是垂直升降，受壓柱均保持垂直穩(wěn)定不傾倒。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種柱的剪刀式加載定位結(jié)構(gòu)，所述的加載定位結(jié)構(gòu)包括定位輔助框、水平移動和固定系統(tǒng)和垂直升降系統(tǒng)(參見圖3、4、5、6),其中:
[0008]所述的定位輔助框為中空結(jié)構(gòu)，包括兩塊水平滑動支撐板，所述的定位輔助框能夠在水平和豎直方向任意移動，用于支撐受壓柱并保證在加載定位過程中受壓柱始終保持垂直穩(wěn)定；
[0009]所述的水平移動和固定系統(tǒng)用于使受壓柱在水平方向任意移動，并使定位后的定位輔助框和其上的受壓柱保持靜止；
[0010]所述的垂直升降系統(tǒng)用于使受壓柱在豎直方向任意移動并保持任意高度；
[0011]將受壓柱放在所述的定位輔助框上，所述的定位輔助框高度大于刀鉸支座的高度，水平移動所述的定位輔助框使其上的受壓柱到達預(yù)設(shè)的加載位置，降低所述的垂直升降系統(tǒng)使受壓柱準確落在預(yù)設(shè)的加載位置并與其接觸，使受壓柱的自重由預(yù)設(shè)的加載位置承擔，對受壓柱施加荷載使受壓柱在兩端刀鉸支座的作用下保持穩(wěn)定后，繼續(xù)降低所述的垂直升降系統(tǒng)，使其與受壓柱脫離，然后將所述的定位輔助框移出，施加荷載對柱進行力學性能試驗。
[0012]所述的刀鉸支座由帶凹口的V型第一加載支座和帶凸頭的V型第二加載支座組成，所述帶凹口的V型第一加載支座選自帶有中心通孔的V型第一加載支座和不帶中心通孔的第一加載支座，將所述的第二加載支座的V型凸頭放入第一加載支座的V型凹口后，兩個支座的疊加高度之和為刀鉸支座的高度。根據(jù)加載試驗的需要，選用帶有中心通孔或不帶中心通孔的第一加載支座，當對荷載和環(huán)境耦合作用下受壓柱進行二次加載時，選用帶中心通孔的第一加載支座和第二加載支座組合組成的刀絞支座，其它加載情況選用不帶中心通孔的第一加載支座和第二加載支座組合組成的刀絞支座。所述的刀鉸支座的V型尖端即為第二加載支座的V型尖端。
[0013]作為優(yōu)選，所述的垂直升降系統(tǒng)包括剪刀叉、固定鉸、滑軌、連桿、驅(qū)動螺桿、手柄、豎向加勁肋和擋板，所述剪刀叉由鋼板組成，所述鋼板的中間和兩個端部開有孔，所述剪刀叉的一端通過固定鉸與豎向加勁肋鉸接，所述剪刀叉的另一端與連桿鉸接，連桿安裝在滑軌中并可在滑軌中水平移動，所述驅(qū)動螺桿與連桿的中部轉(zhuǎn)動連接，所述擋板上開有螺紋孔，所述驅(qū)動螺桿旋入擋板上的螺紋孔，所述驅(qū)動螺桿的另一端與手柄連接。轉(zhuǎn)動手柄，帶動驅(qū)動螺桿運動，驅(qū)動螺桿運動帶動連桿運動，連桿運動使所述剪刀叉的一端在滑軌內(nèi)滑動，另一端便在水平滑動的同時豎直運動，帶動連接于剪刀叉上的定位輔助框在垂直方向上作升降運動。所述垂直升降系統(tǒng)的功能在于:通過垂直升降系統(tǒng)可實現(xiàn)定位輔助框的自由升降，轉(zhuǎn)動手柄，剪刀叉的驅(qū)動一端即在滑軌內(nèi)水平移動，另一端在滑軌內(nèi)水平移動的同時垂直升降，從而實現(xiàn)了定位輔助框在垂直方向上作升降運動；連桿與擋板螺紋連接，確保定位輔助框可停止在任意高度。
[0014]目前將受壓柱放在刀鉸支座上的方法是采用人力將受壓柱抬起，然后放到刀鉸支座上，由于刀鉸支座與受壓柱是線或點接觸，因此不具有穩(wěn)定性，需要人來扶正確保其垂直，刀鉸支座和預(yù)設(shè)加載位置的對準非常困難，如果一次不能對準，則需將受壓柱抬起再次對準，往往需要反復(fù)多次才能完成，且每次對準都要抬起受壓柱，費事費力。本實用新型采用垂直升降系統(tǒng)，將受壓柱擱置在定位輔助框上，通過旋轉(zhuǎn)螺栓帶動升降平臺垂直升降，實際操作時，只要將升降平臺升高到高于刀鉸支座的高度，使受壓柱和刀鉸支座之間保持一定的距離(一般可以是5-20毫米)，這樣便可輕松移動刀鉸支座到預(yù)設(shè)的加載位置，使刀鉸支座和預(yù)設(shè)加載位置對準后降低定位輔助框，便實現(xiàn)了刀鉸支座和加載位置的準確對準。
[0015]更優(yōu)選的，所述的剪刀叉可以由兩塊交叉的鋼板組成。
[0016]更優(yōu)選的，所述的剪刀叉也可以由自下而上的多對交叉的鋼板疊加組合而成，每對交叉的鋼板上下之間均采用銷軸或螺栓連接。通過多對交叉的鋼板來增加垂直升降系統(tǒng)的垂直升降高度，實現(xiàn)不同高度加載支座的需要。
[0017]更優(yōu)選的，為實現(xiàn)所述驅(qū)動螺桿與連桿的中部轉(zhuǎn)動連接，所述連桿的中部有局部增大的截面(參見圖7)，所述截面的功能在于使連桿的局部截面大于驅(qū)動桿，使驅(qū)動螺桿能夠穿入連桿，從而減小連桿的直徑，減小了體積，節(jié)約了材料；所述截面的中心開有小通孔，所述小通孔的孔徑大于驅(qū)動螺桿的直徑，所述截面的厚度不小于所述連桿的直徑，所述驅(qū)動螺桿穿入所述的小通孔中，所述截面的兩側(cè)面設(shè)有軸承，所述軸承的功能在于減小驅(qū)動螺桿與所述截面之間的摩擦力，使驅(qū)動螺桿在較小的力作用下就能驅(qū)動連桿在滑軌中運動；所述驅(qū)動螺桿在緊靠軸承的兩側(cè)位置設(shè)有孔(參見圖8)。進一步優(yōu)選的，所述的局部增大的截面為圓形或方形(例如長方形、正方形)截面。
[0018]更優(yōu)選的，所述驅(qū)動螺桿在緊靠軸承的兩側(cè)位置所設(shè)的孔內(nèi)穿有“L”型銷，所述“L”型銷的功能在于固定軸承的位置，保證驅(qū)動螺桿轉(zhuǎn)動時推動連桿在滑槽內(nèi)僅水平運動。
[0019]作為優(yōu)選，本實用新型加載定位結(jié)構(gòu)的定位輔助框包括上橫梁、下橫梁和擱置在上橫梁上的兩塊水平滑動支撐板，所述上橫梁或下橫梁的截面可以分別是T型或L型，也可以均為T型或L型，所述上橫梁、下橫梁均由水平翼緣和豎向加勁肋組成，水平翼緣的功能在于支撐水平滑動支撐板，豎向加勁肋的功能在于增強水平翼緣的剛度；所述上橫梁的水平翼緣上設(shè)有矩形螺栓孔，所述水平滑動支撐板通過螺栓與矩形螺栓孔固定連接并可在水平翼緣上水平滑動固定，所述下橫梁的豎向加勁肋上設(shè)有矩形滑軌。所述的水平滑動支撐板用于支撐受壓柱，水平滑動支撐板可根據(jù)受壓柱的大小尺寸在水平翼緣上設(shè)置的矩形螺栓孔內(nèi)水平滑動固定以支撐不同尺寸、不同形狀的受壓柱，從而成功解決了不同尺寸和不同形狀受壓柱的加載定位需要。在受壓柱準確定位后，降低上橫梁的高度，并旋轉(zhuǎn)固定在上橫梁的螺栓即可輕松將加載定位結(jié)構(gòu)脫離受壓柱并從其底部移出，成功消除了加載定位結(jié)構(gòu)對受壓柱加載試驗的影響。
[0020]本實用新型加載定位結(jié)構(gòu)的定位輔助框可以僅由上橫梁、下橫梁和水平滑動支撐板組合連接整體形成。
[0021]作為優(yōu)選，所述的水平移動和固定系統(tǒng)包括下橫梁和布置在下橫梁的水平翼緣兩端的四個滾輪，所述的滾輪和下橫梁的水平翼緣采用螺栓連接或焊接。更優(yōu)選的，所述的滾輪為帶鎖定功能的萬向輪。滾輪使所述的定位輔助框在水平方向任意移動，確保受壓柱的受壓位置精準定位。由于受壓柱體積龐大，移動非常不方便，現(xiàn)有技術(shù)的方法是人工移動，移動過程中距離很難把握，往往多次才能對準。本實用新型的水平移動和固定系統(tǒng)底部設(shè)置有萬向輪，受壓柱擱置在定位輔助框上，只要輕輕推動定位輔助框，即可隨之移動擱置在其上的受壓柱到任意位置?，F(xiàn)有技術(shù)通過人工扶正保證定位后的受壓柱保持穩(wěn)定，操作麻煩卻難以保證受壓柱的持久穩(wěn)定，本實用新型通過帶鎖定功能的萬向輪可鎖定水平移動和固定系統(tǒng)，從而可確保定位輔助框和其上的受壓柱保持固定。就位后，鎖定萬向輪，使其不能轉(zhuǎn)動。萬向輪不能移動，其上的定位輔助框也不能移動，從而確保了定位輔助框和其上的受壓柱保持固定。
[0022]本實用新型加載定位結(jié)構(gòu)的原理示意圖參見圖2，其原理是:在受壓柱的底端設(shè)置兩塊水平滑動支撐板，受壓柱擱置在水平滑動支撐板上，由水平滑動支撐板將受壓柱整體托起。水平滑動支撐板設(shè)置在受壓柱的下底面兩端，因此保證了受壓柱的垂直穩(wěn)定，水平滑動支撐板之間的距離可任意調(diào)整以滿足支撐不同大小受壓柱的需要，水平滑動支撐板的高度可以任意升降以滿足不同高度刀鉸支座的需要，水平滑動支撐板可水平任意移動以滿足快速對準任意加載位置的需要，即本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)可托起受壓柱到達三維空間的任意位置，因此輕松實現(xiàn)了對受壓柱加載的快速準確定位，且不需要人扶。試驗時，只需調(diào)整水平滑動支撐板之間的距離，將受壓柱擱置于水平滑動支撐板之上，通過垂直升降系統(tǒng)調(diào)整水平滑動支撐板的高度，使支撐于其上的受壓柱的下底面高于刀鉸支座一定距離(一般可以是5-20毫米)，以保證水平滑動支撐板可水平無障礙移動，通過水平移動和固定系統(tǒng)在水平面內(nèi)緩慢移動水平滑動支撐板使支撐于其上的受壓柱的擬加載位置在垂直方向準確對準刀鉸支座的V型尖端，然后降低升降系統(tǒng)使支撐于水平滑動支撐板上的受壓柱的下底面與刀鉸支座接觸，受壓柱的自重由刀鉸支座承擔，如此，便實現(xiàn)了對受壓柱加載試驗的準確定位。
[0023]基于本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)，本實用新型還提供一種柱的加載定位方法，包括如下步驟:
[0024](I)確定受壓柱上、下端的加載位置；
[0025](2)將受壓柱放在定位輔助框上；
[0026](3)升降垂直升降系統(tǒng)，使置于其上的受壓柱懸空高度大于刀絞支座的高度；
[0027](4)將一個刀絞支座置于受壓柱的頂面，使所述刀鉸支座的V型尖端在垂直方向準確對準步驟(I)確定受壓柱上端的加載位置；
[0028](5)水平移動所述的定位輔助框至試驗系統(tǒng)的施力位置處；
[0029](6)將另一個刀絞支座置于受壓柱的下底面加載處，使所述刀鉸支座的V型尖端在垂直方向準確對準步驟(I)確定受壓柱下端的加載位置，然后降低垂直升降系統(tǒng)，使受壓柱的下底面與所述刀鉸支座接觸；
[0030](7)對受壓柱施加荷載，使受壓柱在兩端刀鉸支座的作用下保持穩(wěn)定后，繼續(xù)降低所述的垂直升降系統(tǒng)，使其與受壓柱脫離；
[0031](8)旋松固定水平滑動支撐板的螺栓，使所述的定位輔助框從受壓柱底部移出，然后施加荷載對受壓柱進行力學性能試驗。
[0032]本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:
[0033]1、本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)不僅可以水平移動，而且還可自由升降，停止在任意高度，不僅成功解決了受壓加載試驗中受壓柱的垂直穩(wěn)定和快速對準問題，而且還解決了不同大小和不同結(jié)構(gòu)受壓柱的加載定位需要；
[0034]2、本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)中支撐受壓柱的水平滑動支撐板通過螺栓與上橫梁水平翼緣上矩形螺栓孔連接，水平滑動支撐板可根據(jù)受壓柱的大小尺寸在上橫梁水平翼緣上滑動固定，成功解決了不同尺寸和不同形狀受壓柱的加載定位需要；
[0035]3、本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)自身重量輕、體積小，且加載定位結(jié)構(gòu)中支撐受壓柱的水平滑動支撐板通過螺栓與上橫梁水平翼緣上矩形螺栓孔連接，在受壓柱準確定位后旋轉(zhuǎn)手柄降低升降平臺的上橫梁，再旋轉(zhuǎn)固定水平滑動支撐板的螺栓即可輕松將加載定位結(jié)構(gòu)從受壓柱底部移出，成功消除了定位裝置和升降平臺對試驗的影響；
[0036]4、本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)通過鎖定萬向輪使其不能轉(zhuǎn)動保證定位裝置水平方向不發(fā)生移動，確保了受壓柱在加載穩(wěn)定之前由于荷載作用而輕微滑動。[0037]5、本實用新型的加載裝置將受壓柱托起后定位，可快速準確實現(xiàn)對受壓柱的定位加載，且可任意對準改變的加載位置，更有利于對受壓柱的受力研究，改變加載位置速度快，容易實現(xiàn)，通過加載定位結(jié)構(gòu)后受壓柱的定位不再需要人扶，解決了受壓柱由于尺度大，重量大，又是高空作業(yè)，稍不留神受壓柱即會發(fā)生傾倒，輕者造成試驗失敗，重則危及試驗設(shè)備和人員安全的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中柱的加載定位結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖2為本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)的實用新型原理示意圖。
[0040]圖3為本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖4為本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)的頂面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖5為本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)的底面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖6為本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖7為本實用新型連桿中部局部增大截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖8為本實用新型驅(qū)動螺桿與連桿中部轉(zhuǎn)動連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖9為本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)實現(xiàn)一次加載的實施示意圖。
[0047]圖10為本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)實現(xiàn)二次加載的實施示意圖。
[0048]圖中:
[0049]11是上橫梁、12是下橫梁、13是水平滑動支撐板、14是矩形螺栓孔、15是螺栓，111是水平翼緣，112是豎向加勁肋；
[0050]21是滾輪；
[0051]31是到刀叉、32是固定絞、33是滑軌、34是連桿、35是驅(qū)動螺桿、36是手柄；311是剪刀叉鋼板、312是剪刀叉上的螺栓孔，37是擋板；
[0052]41是連桿中部設(shè)置的局部增大截面，42是軸承，43是“L”型銷；
[0053]51是柱、52是預(yù)留孔、53是拉力筋、54是墊板、55是錨固螺栓、56是帶凹口的V型第一加載支座、561是帶有中心通孔的第一加載支座、562是不帶中心通孔的第一加載支座、57是帶凸頭的V型第二加載支座，567是刀鉸支座、58是試驗機或反力架、59是千斤頂，510是柱的軸線，511是荷載作用位置，512是偏心距。
[0054]61是第一加載支座的中心通孔，62為刀鉸支座的V型尖端。
【具體實施方式】
[0055]本實用新型提供一種柱的剪刀式加載定位結(jié)構(gòu)，所述的加載定位結(jié)構(gòu)包括定位輔助框、水平移動和固定系統(tǒng)和垂直升降系統(tǒng)(參見圖3、4、5、6)，其中:
[0056]所述的定位輔助框為中空結(jié)構(gòu)，包括兩塊水平滑動支撐板，所述的定位輔助框能夠在水平和豎直方向任意移動，用于支撐受壓柱并保證在加載定位過程中受壓柱始終保持垂直穩(wěn)定；
[0057]所述的水平移動和固定系統(tǒng)用于使受壓柱在水平方向任意移動，并使定位后的定位輔助框和其上的受壓柱保持靜止；
[0058]所述的垂直升降系統(tǒng)用于使受壓柱在豎直方向任意移動并保持任意高度；[0059]其中:
[0060]所述的垂直升降系統(tǒng)包括剪刀叉31、固定鉸32、滑軌33、連桿34、驅(qū)動螺桿35、手柄36、豎向加勁肋112和擋板37，所述剪刀叉31由鋼板311組成，所述鋼板311的中間和兩個端部開有孔312，所述剪刀叉31的一端通過固定鉸32與豎向加勁肋112鉸接，所述剪刀叉31的另一端與連桿34鉸接，連桿34安裝在滑軌33中并可在滑軌33中水平移動，所述驅(qū)動螺桿35與連桿34的中部轉(zhuǎn)動連接，所述擋板37上開有螺紋孔，所述驅(qū)動螺桿35旋入擋板37上的螺紋孔，所述驅(qū)動螺桿35的另一端與手柄36連接。
[0061]所述的剪刀叉31由兩塊交叉的鋼板311組成，或者所述的剪刀叉31由自下而上的多對交叉的鋼板311疊加組合而成。
[0062]所述連桿34的中部有局部增大的截面41，所述截面41的中心開有小通孔，所述小通孔的孔徑大于所述驅(qū)動螺桿35的直徑，所述截面41的厚度不小于所述連桿34的直徑，所述驅(qū)動螺桿35穿入所述的小通孔中，所述截面41的兩側(cè)面設(shè)有軸承42，所述驅(qū)動螺桿35在緊靠軸承的兩側(cè)位置設(shè)有孔。
[0063]所述驅(qū)動螺桿35在緊靠軸承的兩側(cè)位置所設(shè)的孔內(nèi)穿有“L”型銷43。
[0064]所述的定位輔助框包括上橫梁11、下橫梁12和擱置在上橫梁11上的兩塊水平滑動支撐板13，所述上橫梁11、下橫梁12的截面選自T型和L型，所述上橫梁11、下橫梁12均由水平翼緣111和豎向加勁肋112組成，所述上橫梁11的水平翼緣111上設(shè)有矩形螺栓孔14，所述水平滑動支撐板13通過螺栓15與矩形螺栓孔14固定連接并可在水平翼緣111上水平滑動固定，所述下橫梁12的豎向加勁肋112上設(shè)有矩形滑軌33。
[0065]所述的水平移動和固定系統(tǒng)包括下橫梁12和布置在下橫梁12的水平翼緣111兩端的四個滾輪21。
[0066]所述的滾輪21為帶鎖定功能的萬向輪。
[0067]下面具體說明利用本實用新型的加載定位結(jié)構(gòu)實現(xiàn)柱的加載試驗。
[0068]實施例1:一次加載試驗(參見圖9)
[0069](I)一組4個鋼筋混凝土柱，其截面尺寸為200 X 200mm，高度為2000mm，偏心距(荷載作用位置至受壓柱軸線的距離)分別為O mm、30 mm、60mm、150 mm, C30混凝土,柱的主筋為4 t 20，箍筋為#6@150，保護層15 mm，對柱進行承載力試驗，柱的加載位置即為偏心距，即分別為:0 mm (軸線處)、30 mm、60mm、150mm。
[0070](2)將偏心距為150mm的柱放在定位輔助框上；
[0071](3)升降垂直升降系統(tǒng)，使置于其上的柱懸空高度大于刀絞支座567的高度，即大于帶凹口的V型第一加載支座562和帶凸頭的V型第二加載支座57疊加高度之和；
[0072](4)將一個刀絞支座567置于柱51的頂面，使所述刀鉸支座的V型尖端62在垂直方向準確對準步驟(I)確定柱上端的加載位置511，本例是將柱的偏心距畫512在柱的表面，并在所述刀鉸支座的V型尖端62側(cè)面畫垂線，V型尖端62側(cè)面的垂線和柱的偏心距512重合；
[0073](5)水平移動定位輔助框至試驗系統(tǒng)的施力位置處，本例采用長柱試驗機58進行加載，即通過加載定位結(jié)構(gòu)將柱51移動到試驗機千斤頂59的下方，使千斤頂9的中心和第二加載支座57的中心對準；
[0074](6)將另一個刀鉸支座567放到柱的下底面加載處，使所述刀鉸支座的V型尖端62在垂直方向準確對準步驟(I)確定柱下端的加載位置511，然后降低垂直升降系統(tǒng)，使柱的下底面與所述刀鉸支座567接觸；本例將柱的偏心距512畫在柱的表面，并在所述刀鉸支座的V型尖端62側(cè)面垂線，V型尖端62側(cè)面的垂線和柱的偏心距512重合；
[0075](7)通過步驟(2) — (6)，此時，已完全實現(xiàn)了柱的加載位置對準，降低垂直升降系統(tǒng)使支撐于水平滑動支撐板13上的柱51的下底面與刀鉸支座567接觸，柱51的自重由刀鉸支座567承擔，如此，便實現(xiàn)了對柱51加載的準確就位；
[0076](8)緩慢推動千斤頂59,讓千斤頂59在反力架58的作用下對兩端刀鉸支座567施加荷載，柱在兩端刀鉸支座的作用下逐漸保持穩(wěn)定后，繼續(xù)降低所述的垂直升降系統(tǒng)，使其與柱51的下底面脫離；
[0077](9)旋松固定水平滑動支撐板13的螺栓15，取掉一個水平滑動支撐板13，所述的定位輔助框便可從柱的底部移出；
[0078](10)推動千斤頂59，按照《混凝土結(jié)構(gòu)試驗方法標準GB50152— 92》對柱進行承載力試驗；
[0079](11)重復(fù)步驟(2) —(10),對偏心距分別為O mm、30 mm、60mm的柱進行承載力試驗。
[0080]實施例2: 二次加載試驗(參見圖10)
[0081](I)對荷載和環(huán)境耦合作用下的柱51進行剩余承載力試驗:鋼筋混凝土柱51的截面尺寸為125X 125mm，高800mm，柱51的主筋為4 Φ 10，箍筋為# 6050-100，保護層15mm，翼緣突出柱的長度為120 mm，偏心距512為100 mm，預(yù)留孔52的直徑32 mm，柱51的計算極限承載力為64kN，拉力筋53為直徑25mm的不銹精軋螺紋，墊板54直徑100mm，厚120臟，材質(zhì)為鋼材，錨固螺栓55直徑為55mm,在對柱進行剩余承載力試驗前，已對通過拉力筋對柱施加了 40 kN的使用荷載，并將柱51在人工環(huán)境模擬箱放置365天模擬結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)；
[0082](2)將一個帶有中心通孔的V型第一加載支座561套在柱51底面的錨固螺栓55之外，在本具體實施例中，所述的帶有中心通孔的V型第一加載支座561與墊板接觸54的一端嵌有4塊磁鐵，磁鐵的強度足夠吸住帶孔加載支座561的自重，將所述的帶有中心通孔的V型第一加載支座561套在錨固螺栓55之外，所述的第一加載支座561便吸在墊板54上，調(diào)整所述第一加載支座561的位置,使所述第一加載支座V型尖端62在垂直方向準確對準擬加載位置511，在具體實施時，本例將柱51的加載位置即偏心距512畫在柱的表面，并在所述的第一加載支座的V型尖端62側(cè)面畫垂線，V型尖端62側(cè)面的垂線和柱的偏心距重合；
[0083](3)將擬進行受壓試驗的柱放在定位輔助框上；
[0084](4)升降垂直升降系統(tǒng)，使置于其上的柱51懸空高度大于刀絞支座567的高度，即大于所述的帶有中心通孔的V型第一加載支座561和帶凸頭的V型第二加載支座57疊加高度之和；
[0085](5)將另一個帶有中心通孔的V型第一加載支座561套在柱51頂面的錨固螺栓55之外，使刀鉸支座的V型尖端62在垂直方向準確對準擬加載位置511，在具體實施時，本例將柱51的加載位置511即偏心距512畫在柱的表面，并在所述的第一加載支座的V型尖端62側(cè)面畫垂線，V型尖端62側(cè)面的垂線和柱的偏心距512重合后，再將一個帶凸頭的V型第二加載支座57放入所述第一加載支座561的V型凹口，為防止帶凹口的V型第一加載支座561在定位操作時的滑動，同樣在所述的第一加載支座561與墊板54接觸的一端嵌有4塊磁鐵；
[0086](6)移動加載定位框至試驗系統(tǒng)的施力位置處，本例采用反力架58和千斤頂59加載,即通過加載定位結(jié)構(gòu)將柱51移動到千斤頂59的下方，使千斤頂59的中心和加載支座57的中心對準；
[0087](7)將另一個帶凸頭的V型第二加載支座57放到柱51的下底面，使所述第二加載支座的V型凸頭尖端62對準第一加載支座561的V型凹口尖端；
[0088](8)通過步驟(2) — (7)，此時，已完全實現(xiàn)了柱51的加載位置對準，降低升降系統(tǒng)使吸附于支撐在水平滑動支撐板13上的柱51的下底面的第一加載支座561與第二加載支座57接觸，柱的自重便由第一加載支座561和第二加載支座57形成的刀鉸支座567承擔，如此，便實現(xiàn)了對柱51加載的準確就位；
[0089](9)緩慢推動千斤頂59,讓千斤頂59在反力架的作用下對兩端刀鉸支座施加荷載，柱51在兩端刀鉸支座567的作用下逐漸保持穩(wěn)定后，降低所述的垂直升降系統(tǒng)，使其與柱的下底面脫離；
[0090](10)旋松固定水平滑動支撐板13的螺栓15，取掉一個水平滑動支撐板13，所述的定位輔助框便可從柱底部移出；
[0091 ] (11)推動千斤頂59，按照《混凝土結(jié)構(gòu)試驗方法標準GB50152— 92》對柱51進行剩余承載力試驗。
[0092] 上述實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種柱的剪刀式加載定位結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的加載定位結(jié)構(gòu)包括定位輔助框、水平移動和固定系統(tǒng)和垂直升降系統(tǒng)，其中: 所述的定位輔助框為中空結(jié)構(gòu)，包括兩塊水平滑動支撐板，所述的定位輔助框能夠在水平和豎直方向任意移動，用于支撐受壓柱并保證在加載定位過程中受壓柱始終保持垂直穩(wěn)定; 所述的水平移動和固定系統(tǒng)用于使受壓柱在水平方向任意移動，并使定位后的定位輔助框和其上的受壓柱保持靜止； 所述的垂直升降系統(tǒng)用于使受壓柱在豎直方向任意移動并保持任意高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱的剪刀式加載定位結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的垂直升降系統(tǒng)包括剪刀叉(31)、固定鉸(32)、滑軌(33)、連桿(34)、驅(qū)動螺桿(35)、手柄(36)、豎向加勁肋(112)和擋板(37)，所述剪刀叉(31)由鋼板(311)組成，所述鋼板(311)的中間和兩個端部開有孔(312)，所述剪刀叉(31)的一端通過固定鉸(32)與豎向加勁肋(112)鉸接，所述剪刀叉(31)的另一端與連桿(34)鉸接，連桿(34)安裝在滑軌(33)中并可在滑軌(33)中水平移動，所述驅(qū)動螺桿(35)與連桿(34)的中部轉(zhuǎn)動連接，所述擋板(37)上開有螺紋孔，所述驅(qū)動螺桿(35)旋入擋板(37)上的螺紋孔，所述驅(qū)動螺桿(35)的另一端與手柄(36)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柱的剪刀式加載定位結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的剪刀叉(31)由兩塊交叉的鋼板(311)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柱的剪刀式加載定位結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的剪刀叉(31)由自下而上的多對交叉的鋼板(311)疊加組合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柱的剪刀式加載定位結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述連桿(34)的中部有局部增大的截面(41)，所述截面(41)的中心開有小通孔，所述小通孔的孔徑大于所述驅(qū)動螺桿(35)的直徑，所述截面(41)的厚度不小于所述連桿(34)的直徑，所述驅(qū)動螺桿(35)穿入所述的小通孔中，所述截面(41)的兩側(cè)面設(shè)有軸承(42)，所述驅(qū)動螺桿(35)在緊靠軸承的兩側(cè)位置設(shè)有孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柱的剪刀式加載定位結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述驅(qū)動螺桿(35)在緊靠軸承的兩側(cè)位置所設(shè)的孔內(nèi)穿有“L”型銷(43)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項所述的柱的剪刀式加載定位結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的定位輔助框包括上橫梁(11)、下橫梁(12)和擱置在上橫梁(11)上的兩塊水平滑動支撐板(13)，所述上橫梁(11)、下橫梁(12)的截面選自T型和L型，所述上橫梁(11)、下橫梁(12)均由水平翼緣(111)和豎向加勁肋(112)組成，所述上橫梁(11)的水平翼緣(111)上設(shè)有矩形螺栓孔(14)，所述水平滑動支撐板(13)通過螺栓(15)與矩形螺栓孔(14)固定連接并可在水平翼緣(111)上水平滑動固定，所述下橫梁(12)的豎向加勁肋(112)上設(shè)有矩形滑軌(33)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項所述的柱的剪刀式加載定位結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的水平移動和固定系統(tǒng)包括下橫梁(12)和布置在下橫梁(12)的水平翼緣(111)兩端的四個滾輪(21)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柱的剪刀式加載定位結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的滾輪(21)為帶鎖定功能的萬向輪。
【文檔編號】G01N3/02GK203745283SQ201420005508
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月1日
【發(fā)明者】李強, 張科麗, 王偉 申請人:浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學院