本發(fā)明涉及到一種兼有測力功能的防止平面外失穩(wěn)的裝置與方法，屬于結(jié)構(gòu)工程技術加載試驗領域。

背景技術：

在靜力試驗中加載設備對試驗試樣的加載往往是控制在某一平面內(nèi)沿某一直線方向或單向往復的進行加載，因技術水平及現(xiàn)有試件加工環(huán)境所限，試驗試件的前期制備不可避免的會出現(xiàn)尺寸細微的差別，致使在靜力試驗安裝試件過程中出現(xiàn)水平方向的傾斜，造成試件平面外失穩(wěn)，影響試驗最終效果，對于體積較大的試件造成的實驗誤差尤為嚴重。針對這種現(xiàn)象，目前應用較多的應對措施是在加載試件的兩側(cè)(平行于加載方向)施加類似鋼梁的裝置以阻擋的方式減小試件側(cè)向傾斜，這種方式雖然在一定程度上減小了因側(cè)向失穩(wěn)造成試驗誤差，但該舉措同時也增大了試件與裝置的摩擦，無法分析阻擋措施造成的影響，同時該裝置因體型較大易遮擋處于靜力試驗中的試驗試件，對觀察試驗現(xiàn)象較為不利。為此，作者提出了一種新型的防止平面外失穩(wěn)的裝置與方法，該裝置兼有測力功能，構(gòu)造輕巧，操作簡便，可拆卸循環(huán)利用，同時不影響試驗過程的觀察等。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種防止平面外失穩(wěn)的裝置與方法。發(fā)明目的在于通過多道柔性鋼繩索約束試件，使得試件在靜力試驗中按預期方案進行，減小因側(cè)向失穩(wěn)造成的誤差。同時由于每道繩索上都安裝了測力裝置，對于自身由于拉伸產(chǎn)生的索力亦可以直接測出，便于分析裝置自身的影響，一般情況下裝置產(chǎn)生的自身索力遠小于試件施加荷載，可忽略索力影響。本發(fā)明裝置構(gòu)造簡單且安全可靠，操作簡便，并且成本較低，實驗表明，該裝置與方法可以解決目前試驗中普遍存在的平面外失穩(wěn)問題，建議推廣使用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種兼有測力功能的防止平面外失穩(wěn)的裝置，該裝置包括平面試樣(1)、柔性鋼索(2)、約束連接模塊(3)、測力模塊(4)、固結(jié)墻(5)、繩墻連接模塊(6)。

所述的平面試樣(1)為試驗的主體，即需要進行試驗的試件。

所述的柔性鋼索(2)為試驗中防試件平面外失穩(wěn)的主體，采用外徑為10mm的鋼絞線，柔性鋼索(2)用于平面試樣(1)與固結(jié)墻(5)之間的連接，防止平面試樣(1)出現(xiàn)平面外傾斜。

所述的約束連接模塊(3)為平面試樣(1)在平面外的約束，用于柔性鋼索(2)與平面試樣(1)之間具體的連接約束。約束連接模塊(3)包括試樣約束帶(301)、約束螺栓(302)、約束吊鉤(303)，試樣約束帶(301)設置在平面試樣(1)外部表面，試樣約束帶(301)通過約束螺栓(302)與約束吊鉤(303)連接。

所述的測力模塊(4)為防失穩(wěn)裝置使用時測量繩索拉力的部分，測力模塊(4)包括測力傳感器(401)、保護殼(402)、信號輸出線路(403)、連接螺栓(404)。其中，測力傳感器(401)置于保護殼(402)內(nèi)，保護殼(402)通過連接螺栓(404)固定于柔性鋼索(2)上，測力傳感器(401)通過信號輸出線路(403)將柔性鋼索(2)測得的各道繩索索力傳至電腦設備中。

所述的固結(jié)墻(5)為固定柔性鋼索(2)的一端，選用試驗中的剪力墻。

所述的繩墻連接模塊(6)為柔性鋼索(2)與固結(jié)墻(5)之間的連接裝置，包括：連接吊鉤(601)、鋼絞線索夾(602)、固結(jié)螺栓(603)。其中，連接吊鉤(601)通過鋼絞線索夾(602)、固結(jié)螺栓(603)分別與柔性鋼索(2)、固結(jié)墻(5)連接在一起，形成連接整體。

一種兼有測力功能的防止平面外失穩(wěn)的方法，該方法包括如下步驟：

步驟一：根據(jù)施工圖紙進行器材用具的準備加工，事先裁好六道柔性鋼索、鋼絞線，依照試件形狀加工定做約束帶，備好各型號螺栓；

步驟二：柔性鋼索上安裝測力模塊，并對測力裝置進行前期調(diào)試；

步驟三：在試驗試件上安裝約束連接模塊，固結(jié)墻上安裝繩墻連接模塊；

步驟四：將裝有測力模塊的六道柔性鋼索與約束連接模塊、繩墻連接模塊連接；

步驟五：調(diào)節(jié)各連接模塊，使試驗試件至預期狀態(tài)位置，即完成試件的防止平面外失穩(wěn)；

本發(fā)明是傳統(tǒng)防止平面外失穩(wěn)裝置的改進提升，與其相比本發(fā)明的優(yōu)點是：

1、裝置簡易靈活、構(gòu)造輕巧，操作方法簡單，不影響試驗過程的觀察，可以解決目前試驗中普遍存在的平面外失穩(wěn)問題，建議推廣使用。

2、裝置中鋼絞線繩索造價低廉，測力傳感器裝置可循環(huán)使用，無需較大投入。符合綠色理念。

3、裝置增加測力功能，可索力提取，易于后期試驗結(jié)果分析。

附圖說明

圖1是防止平面外失穩(wěn)的裝置示意圖。

圖2是約束連接模塊示意圖。

圖3是測力模塊示意圖。

圖4是繩墻連接模塊示意圖。

圖中：

1-平面試樣、2-柔性鋼索、3-約束連接模塊、301-試樣約束帶、302-約束螺栓、303-約束吊鉤、4-測力模塊、401-測力傳感器、402-保護殼、403-信號輸出線路、404-連接螺栓、5-固結(jié)墻、6-繩墻連接模塊、601-連接吊鉤、602-鋼絞線索夾、603-固結(jié)螺栓。

具體實施方式

以下結(jié)合技術方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的最佳實施方式：

S1：前期準備。

根據(jù)施工圖紙進行器材用具的準備加工，事先裁好六道(或八道，偶數(shù)道即可)長度相同的柔性鋼索鋼絞線，依照試件形狀加工定做約束帶(此步應按照實際試件約束端的形狀進行定做)，備好各型號螺栓；

S2：模塊安裝。

S2.1、測力模塊(4)的安裝。將測力傳感器(401)置于保護殼(402)中，使用連接螺栓(404)固定于柔性鋼索(2)上，通過信號輸出線路(403)將測力傳感器(401)測得的各道繩索索力傳與外界的電腦設備中，并對測力裝置進行前期調(diào)試，檢測安裝是否無誤；

S2.2、約束連接模塊(3)的安裝。將前期準備好的試樣約束帶(301)約束好平面試樣(1)，安裝上約束螺栓(302)通過約束螺栓(302)擰緊固定；

S2.3、繩墻連接模塊(6)的安裝。將連接吊鉤(601)通過鋼絞線索夾(602)、固結(jié)螺栓(603)分別與柔性鋼索(2)、固結(jié)墻(5)連接在一起，形成連接模塊。

S2.4、帶有測力模塊(4)的柔性鋼索(2)與平面試樣(1)、固結(jié)墻(5)的安裝。完成以上三步后通過模塊間螺栓繩索依照附圖1完成裝置的整體安裝。

S3：模塊調(diào)節(jié)。

調(diào)節(jié)各連接模塊，參照激光水準儀定位，使試驗試件縱向豎直，橫向水平，即使得試件至預期狀態(tài)位置，觀察測力裝置輸出信號，完成對試件的防平面外失穩(wěn)的調(diào)整。