一種結構構件扭轉試驗方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種結構構件扭轉試驗方法及裝置，本發明將結構構件試件的一端固定在結構構件扭轉試驗裝置上，其另一端插進套筒中，在套筒的另一端連接有螺桿，該螺桿與扭轉試驗裝置上的液壓千斤頂固定連接，這樣當液壓千斤頂使螺桿進行軸向移動的同時，由于螺桿螺紋和套筒螺紋孔螺紋升角的存在，通過螺桿的螺紋與套筒螺紋孔的螺紋相互作用，即可產生一個垂直于套筒徑向的分力，該分力對套筒產生一個轉動力矩，從而通過套筒對結構構件試件的一端施加扭矩，通過這種方法即可對結構構件試件進行扭轉試驗。本發明從根本上解決了抗扭結構構件的理論問題和理論與實際應用結合的問題，特別適合于建筑工程大型結構構件的純扭、彎扭、壓扭試驗研究使用。
【專利說明】一種結構構件扭轉試驗方法及裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種結構構件扭轉試驗方法及裝置，屬于建筑工程結構構件抗扭性能測試【技術領域】。

【背景技術】
[0002]建筑結構構件抗扭是結構構件的主要性能之一，目前，由于缺乏可行的試驗手段，結構構件抗扭的理論大多基于假定，且僅限于自由扭轉，建筑規范所提供的抗扭計算方法也基本上沒有實證的支持，長期以來這一直是結構理論的短板。因此現有的結構構件扭轉試驗的方式還是不能滿足理論和實際應用的需要。


【發明內容】

[0003]本發明的目的在于，提供一種結構簡單、使用方便、測試準確、并適用于工程結構專業大型結構構件進行扭轉試驗的結構構件扭轉試驗方法及裝置，以克服現有技術的不足。
[0004]本發明的技術方案是這樣實現的:
本發明的一種結構構件扭轉試驗方法為，該方法在將結構構件試件進行扭轉試驗時，先將該結構構件試件的一端固定在結構構件扭轉試驗裝置上，將結構構件試件的另一端通過套筒的一端插進該套筒中，并使插入套筒中的結構構件試件相對套筒只能作軸向移動而不能轉動，在套筒的另一端設有螺紋孔，在套筒的螺紋孔中裝有螺桿，該螺桿與安裝在結構構件扭轉試驗裝置上的液壓千斤頂固定連接，這樣在進行扭轉試驗時，當液壓千斤頂使螺桿進行軸向移動的同時，由于螺桿螺紋和套筒螺紋孔螺紋升角的存在，通過螺桿的螺紋與套筒螺紋孔的螺紋相互作用，即可在套筒螺紋孔的螺紋上產生一個垂直于套筒徑向的分力，該分力對套筒產生一個轉動力矩，該轉動力矩使套筒相對于螺桿產生轉動，從而通過套筒對結構構件試件的一端施加扭矩，因結構構件試件的另一端是固定在結構構件扭轉試驗裝置上的，在該端即可產生一個反向扭矩，通過這種方法即可對結構構件試件進行扭轉試驗。
[0005]在上述方法中，在將結構構件試件固定在結構構件扭轉試驗裝置上時，在結構構件試件上連接有扭矩測試儀或變形測試儀。
[0006]根據上述方法構建并用于上述方法的本發明的一種結構構件扭轉試驗裝置為，該裝置包括試驗機架，在試驗機架的一端設有插接座，在插接座上設有用于插接和固定結構構件試件的插接座孔，在試驗機架的另一端設有液壓千斤頂，在液壓千斤頂的頂桿上固定有螺桿，在螺桿上連接有套筒，在套筒的一端設有與螺桿連接的螺紋孔，在套筒的另一端設有用于插接結構構件試件的插接套孔。
[0007]在上述試驗機架上、在插接座與螺桿之間設有定位座，在定位座上設有用于安裝套筒的定位通孔，套筒能在定位通孔中轉動或移動，在套筒上設有定位凸臺。
[0008]在上述套筒上、在定位凸臺與定位座之間裝有止推軸承。
[0009]上述定位座固定在調節鋼梁上，調節鋼梁的兩端分別通過調節螺栓與試驗機架連接。
[0010]上述插接座的插接座孔和套筒的插接套孔的截面形狀為正多邊形孔或矩形孔。
[0011]上述的正多邊形孔為正十二邊形孔、正八邊形孔、正六邊形孔、正四邊形孔或正三邊形孔。
[0012]上述安裝在試驗機架上的液壓千斤頂的數量為一個或兩個，當液壓千斤頂的數量為一個時，螺桿通過螺紋連接或焊接固定在液壓千斤頂的頂桿上，且液壓千斤頂的頂桿為只能做軸向移動而不能轉動；當液壓千斤頂的數量為兩個時，螺桿通過連動橫桿與兩個液壓千斤頂連接，連動橫桿的兩端通過螺紋連接或焊接分別與兩個液壓千斤頂的頂桿連接，螺桿通過螺紋連接或焊接固定在連動橫桿上。
[0013]在上述插接座的插接座孔的底部安裝有用于與壓力測試儀連接的壓力傳感器；在液壓千斤頂上設有壓力表。
[0014]由于采用了上述技術方案，本發明能有效解決大型工程結構構件扭轉試驗的基本問題，從而以實證的方式對已有的扭轉理論進行檢驗，且能進一步用實證的方法推動出更為合理的理論計算模型，從根本上解決抗扭結構構件的理論問題和理論與實際應用結合的問題。本發明特別適合于建筑工程大型結構構件的純扭、彎扭、壓扭試驗研究使用，所適用于的大型結構構件包括鋼筋混凝土、鋼結構、木結構及其它材料制作的結構構件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發明裝置采用一個液壓千斤頂時的結構示意圖；
圖2是本發明裝置采用兩個液壓千斤頂時的結構示意圖；
圖3是圖1或圖2的A部局部結構放大示意圖。
[0016]圖中的標記為:1_試驗機架,2-插接座，2.1-插接座孔，3-液壓千斤頂，4-螺桿，5-套筒，5.1-插接套孔，5.2-螺紋孔，5.3-定位凸臺，6-定位座，6.1-定位通孔，7-止推軸承，8-調節鋼梁，9-調節螺栓，10-連動橫桿，11-壓力傳感器，12-結構構件試件。

【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明，但不作為對本發明的任何限制。
[0018]本發明的實施例:本發明的一種結構構件扭轉試驗方法為，可直接采用建筑工程所用的大型結構構件作為結構構件試件12，該大型結構構件包括現有技術中的鋼筋混凝土、鋼結構、木結構及其它材料制作的結構構件；在將結構構件試件進行扭轉試驗時，先將該結構構件試件的一端固定在結構構件扭轉試驗裝置上，將結構構件試件的另一端通過套筒的一端插進該套筒中，并使插入套筒中的結構構件試件相對套筒只能作軸向移動而不能轉動，在套筒的另一端設有螺紋孔，在套筒的螺紋孔中裝有螺桿，該螺桿與安裝在結構構件扭轉試驗裝置上的液壓千斤頂固定連接，這樣在進行扭轉試驗時，當液壓千斤頂使螺桿進行軸向移動的同時，由于螺桿螺紋和套筒螺紋孔螺紋升角的存在，通過螺桿的螺紋與套筒螺紋孔的螺紋相互作用，即可在套筒螺紋孔的螺紋上產生一個垂直于套筒徑向的分力，該分力對套筒產生一個轉動力矩，該轉動力矩使套筒相對于螺桿產生轉動，從而通過套筒對結構構件試件的一端施加扭矩，因結構構件試件的另一端是固定在結構構件扭轉試驗裝置上的，在該端即可產生一個反向扭矩，通過這種方法即可對結構構件試件進行扭轉試驗。為了使用更加方便、及獲得更加準確的測試數據，在將結構構件試件固定在結構構件扭轉試驗裝置上時，在結構構件試件上連接上現有的扭矩測試儀或變形測試儀，這樣既可直接得到結構構件試件所受的扭矩或變形的測試數據；其結構構件試件所受的扭矩也可根據液壓千斤頂的壓力表數據和所使用的結構構件試件、螺桿、套筒、螺桿螺紋及套筒螺紋孔螺紋等的幾何尺寸數據按傳統的計算方法計算出。
[0019]根據上述方法構建并用于上述方法的本發明的一種結構構件扭轉試驗裝置的結構示意圖如圖1?圖3所示，該裝置包括采用工字鋼或槽鋼焊接成的試驗機架1，在試驗機架I的一端固定有一個插接座2，在插接座2上制作出用于插接和固定結構構件試件12的插接座孔2.1，在試驗機架I的另一端固定有液壓千斤頂3，在液壓千斤頂3的頂桿上固定有螺桿4，在螺桿4上連接有套筒5，在套筒5的一端設有與螺桿4連接的螺紋孔5.2，在套筒5的另一端設有用于插接結構構件試件12的插接套孔5.1 ;制作時，可將插接座2的插接座孔2.1和套筒5的插接套孔5.1的截面形狀制作為正多邊孔形或矩形孔；當制作成正多邊形孔時，該正多邊形孔可制作為正十二邊形孔、正八邊形孔、正六邊形孔、正四邊形孔或正三邊形孔。
[0020]實施時，安裝在試驗機架I上的液壓千斤頂3的數量可為一個或兩個，當液壓千斤頂3的數量為一個時，將螺桿4通過螺紋連接或焊接的方式固定在液壓千斤頂3的頂桿上，并采用現有技術中的液壓千斤頂3的頂桿只能做軸向移動而不能轉動的液壓千斤頂；當液壓千斤頂3的數量為兩個時，將螺桿4通過連動橫桿10與兩個液壓千斤頂3連接，即將連動橫桿10的兩端通過螺紋連接或焊接的方式分別與兩個液壓千斤頂3的頂桿連接，同時將螺桿4通過螺紋連接或焊接的方式固定在連動橫桿10上。
[0021]為了測試方便，可在插接座2的插接座孔2.1的底部安裝上用于與壓力測試儀連接的壓力傳感器11 ;同時在液壓千斤頂3上也安裝上壓力表。
[0022]為了使本發明不僅能作為扭轉試驗用、而且還能作為抗壓試驗使用，可在試驗機架I上、在插接座2與螺桿4之間安裝一個定位座6，并在定位座6上制作出一個用于安裝套筒5的定位通孔6.1，使套筒5能在定位通孔6.1中轉動或移動，同時在套筒5上制作出定位凸臺5.3 ;為了減輕或消除在工作時套筒5與定位座6之間的摩擦阻力，可在套筒5上、在定位凸臺5.3與定位座6之間安裝一個現有的止推軸承7 ;為了便于調節，可將定位座6固定在一個調節鋼梁8上，將調節鋼梁8的兩端分別通過調節螺栓9與試驗機架I連接。當進行扭轉試驗時，可通過調節螺栓9將調節鋼梁8往液壓千斤頂3方向的位置移動到適當的位置處再固定，使在工作的時候，套筒5的定位凸臺5.3與定位座6接觸時，在套筒5內的結構構件試件12端面與插接套孔5.1孔底之間還留有10?50毫米的間隙即可，這樣即可對結構構件試件12進行純扭試驗；當進行抗壓試驗時，可松開調節螺栓9，使調節鋼梁8能作水平移動，這樣在工作的時候，套筒5的插接套孔5.1孔底將直接頂在結構構件試件12的端面上，這樣即可對結構構件試件12進行抗壓試驗。
【權利要求】
1.一種結構構件扭轉試驗方法，其特征在于:在將結構構件試件進行扭轉試驗時，先將該結構構件試件的一端固定在結構構件扭轉試驗裝置上，將結構構件試件的另一端通過套筒的一端插進該套筒中，并使插入套筒中的結構構件試件相對套筒只能作軸向移動而不能轉動，在套筒的另一端設有螺紋孔，在套筒的螺紋孔中裝有螺桿，該螺桿與安裝在結構構件扭轉試驗裝置上的液壓千斤頂固定連接，這樣在進行扭轉試驗時，當液壓千斤頂使螺桿進行軸向移動的同時，由于螺桿螺紋和套筒螺紋孔螺紋升角的存在，通過螺桿的螺紋與套筒螺紋孔的螺紋相互作用，即可在套筒螺紋孔的螺紋上產生一個垂直于套筒徑向的分力，該分力對套筒產生一個轉動力矩，該轉動力矩使套筒相對于螺桿產生轉動，從而通過套筒對結構構件試件的一端施加扭矩，因結構構件試件的另一端是固定在結構構件扭轉試驗裝置上的，在該端即可產生一個反向扭矩，通過這種方法即可對結構構件試件進行扭轉試驗。
2.根據權利要求1所述的結構構件扭轉試驗方法，其特征在于:在將結構構件試件固定在結構構件扭轉試驗裝置上時，在結構構件試件上連接有扭矩測試儀或變形測試儀。
3.一種用于權利要求1或2所述方法的結構構件扭轉試驗裝置，包括試驗機架(I)，其特征在于:在試驗機架(I)的一端設有插接座(2)，在插接座(2)上設有用于插接和固定結構構件試件(12)的插接座孔(2.1)，在試驗機架(I)的另一端設有液壓千斤頂(3)，在液壓千斤頂(3)的頂桿上固定有螺桿(4)，在螺桿(4)上連接有套筒(5)，在套筒(5)的一端設有與螺桿(4)連接的螺紋孔(5.2)，在套筒(5)的另一端設有用于插接結構構件試件(12)的插接套孔(5.1)。
4.根據權利要求3所述的結構構件扭轉試驗裝置，其特征在于:在試驗機架(I)上、在插接座(2)與螺桿(4)之間設有定位座(6)，在定位座(6)上設有用于安裝套筒(5)的定位通孔(6.1)，套筒(5 )能在定位通孔(6.1)中轉動或移動，在套筒(5 )上設有定位凸臺(5.3 )。
5.根據權利要求4所述的結構構件扭轉試驗裝置，其特征在于:在套筒(5)上、在定位凸臺(5.3)與定位座(6)之間裝有止推軸承(7)。
6.根據權利要求4所述的結構構件扭轉試驗裝置，其特征在于:定位座(6)固定在調節鋼梁(8)上，調節鋼梁(8)的兩端分別通過調節螺栓(9)與試驗機架(I)連接。
7.根據權利要求3所述的結構構件扭轉試驗裝置，其特征在于:所述的插接座(2)的插接座孔(2.1)和套筒(5)的插接套孔(5.1)的截面形狀為正多邊孔形或矩形孔。
8.根據權利要求4所述的結構構件扭轉試驗裝置，其特征在于:所述的正多邊形孔為正十二邊形孔、正八邊形孔、正六邊形孔、正四邊形孔或正三邊形孔。
9.根據權利要求3所述的結構構件扭轉試驗裝置，其特征在于:安裝在試驗機架(I)上的液壓千斤頂(3)的數量為一個或兩個，當液壓千斤頂(3)的數量為一個時，螺桿(4)通過螺紋連接或焊接固定在液壓千斤頂(3)的頂桿上，且液壓千斤頂(3)的頂桿為只能做軸向移動而不能轉動；當液壓千斤頂(3)的數量為兩個時，螺桿(4)通過連動橫桿(10)與兩個液壓千斤頂(3)連接，連動橫桿(10)的兩端通過螺紋連接或焊接分別與兩個液壓千斤頂(3)的頂桿連接，螺桿(4)通過螺紋連接或焊接固定在連動橫桿(10)上。
10.根據權利要求3所述的結構構件扭轉試驗裝置，其特征在于:在插接座(2)的插接座孔(2.1)的底部安裝有用于與壓力測試儀連接的壓力傳感器(11);在液壓千斤頂(3)上設有壓力表。
【文檔編號】G01N3/02GK104132855SQ201410365942
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】曹新明, 謝濤, 常亞, 曹汐 申請人:貴州大學