一種自平衡式實現建筑試驗構件端部約束的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及建筑結構的試驗技術領域，尤其涉及一種試驗研究時自平衡式實現建筑試驗構件端部約束的方法及裝置。
技術背景
[0002]建筑結構是由一系列的梁、板、柱等基本構件按照一定的連接方式組合而成，共同抵御建筑物承受的外部荷載和承擔內部荷載及自重。為掌握單個構件在各類荷載情況下的力學性能，開展科學實驗是必備的研究手段。由于澆筑方式、搭接方式、支承條件等不同，單個構件與周邊相連結構的邊界條件比較多樣化，準確模擬單個構件的邊界條件是獲取有效試驗數據的關鍵步驟之一。在國家標準《混凝土結構試驗方法標準》(GB/T 50152-2012)中，要求試驗構件的支承裝置符合實際便捷約束條件和受理狀態的計算簡圖，并在其中描述了幾種鉸支座的實現形式。在實際試驗過程中，除了對試驗構件進行支承外，同時需要對試驗構件施加端部約束來模擬邊界條件，如端部約束彎矩等。若實現上述的端部約束，可以參考國家標準中第5.13款中懸臂試件端部嵌固端的實現方式，該方式僅為“綱領性”建議，并無具體實施的方案。一般來說，研究人員借助實驗室內的地錨和反力架，可以簡便的實現建筑構件的端部約束。然而，遇到以下情況時，實現端部約束會較為困難:(I)當在實驗室外開展研究缺少地錨和反力裝置時，比如進行建筑物的原位測試、室外結構性能測試等情況，不具備施加反力的條件和裝置。(2)雖在實驗室內，但地錨和反力裝置承載力不足或者使用不方便時。
【發明內容】
[0003]本發明目的在于提供一種用于在進行試驗時實現建筑構件端部約束的方法及裝置，能夠方便、準確的施加約束力形成約束彎矩。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0005]—種自平衡式實現建筑試驗構件端部約束的裝置，包括一試驗構件，一用于支承所述構件的支承框架，所述試驗構件根據試驗目的，可以為鋼結構或者混凝土構件，如梁、板、組合樓板等。所述試驗構件放置于支承框架上，一般情況下，梁構件需要兩邊支承，板則會有兩邊、三邊、或者四邊支承等多種情況。
[0006]—約束系統，包括一連接于所述框架的懸臂梁，位于懸臂梁下方并且懸掛于所述構件端部的懸掛梁，所述懸臂梁長度接近上部試驗構件伸出所述框架的外部尺寸。
[0007]一測量系統，包括一力傳感器，所述力傳感器位于所述懸臂梁與所述懸掛梁之間。所述傳感器連接一采集電腦。
[0008]在一較佳的實施例中，所述約束系統還包括一扁平梁，所述扁平梁位于所述構件端部上方并且與所述懸掛梁相連。
[0009]在一較佳的實施例中，所述扁平梁通過螺絲與所述懸掛梁相連，所述螺絲穿過所述構件端部，通過調節螺絲對所述構件端部形成約束。
[0010]在一較佳的實施例中，所述支承框架還具有一支座，所述構件置于所述支座上。
[0011]在一較佳的實施例中，所述支座包括墊板以及滾軸。所述墊板包括上墊板和下墊板，支座安裝時，先將滾軸焊接到下墊板上，然后再將次整體間隔性點焊到支撐框架上，之后將上墊板放置于滾軸上部，最后放置試驗構件。
[0012]一種自平衡式實現建筑試驗構件端部約束的方法，包括以下步驟:
[0013](I)加工試驗構件；
[0014](2)加工支承框架；
[0015](3)將試驗構件置于支承框架上；
[0016](4)安裝與調試如權利要求3所述的約束系統；
[0017](5)開始試驗與記錄數據。
[0018]在一較佳的實施例中，在步驟(I)加工試驗構件時，在所述構件端部上預留螺栓孔。
[0019]在一較佳的實施例中，在步驟(2)加工支承框架時，還包括在框架上安裝懸臂梁。還包括加工安裝用于支承構件的支座，所述支座包括墊板以及滾軸；所述墊板包括上墊板和下墊板，支座安裝時，先將滾軸焊接到下墊板上，然后再將次整體間隔性點焊到支撐框架上，之后將上墊板放置于滾軸上部，等待之后放置試驗構件。
[0020]在一較佳的實施例中，在步驟(4)安裝與調試約束系統時，將扁平梁、構件、懸掛梁對齊并用螺絲連接；所述懸梁臂與懸掛梁之間預留空間安裝力傳感器。
[0021]本發明的有益效果:
[0022]I)本發明設計的試驗裝置制作簡單、操作方便，易于安裝。
[0023]2)自平衡性。以往的地錨式約束方式，需要依靠外部外力架才能與施加的約束力平衡，而本發明中裝置的約束力直接與自身的懸臂梁和支撐框架平衡，屬于內部平衡。
[0024]3)無需借助千斤頂等施力裝置，結合電腦采集端部約束力大小，僅靠人工便可施加建筑構件端部的約束初始約束彎矩。
[0025]4)本裝置的經濟性好，比建造地錨工程，制作反力裝置，購買千斤頂等費用低，并且可重復利用。
【附圖說明】
[0026]圖1為實施例一的結構圖；
[0027]圖2為實施例一約束系統的正視圖；
[0028]圖3為實施例一的剖面圖；
[0029]圖4為實施例一扁平梁和懸掛梁的剖面圖；
具體實施例
[0030]為了使本發明技術方案更加清楚，現將本發明結合實施例和附圖做進一步詳細說明:
[0031]結合附圖1-4，本發明是為了實現建筑試驗構件6端部約束力的一種裝置，包括用于支承試驗構件6的框架，包括框架梁1，框架柱11，以及在框架上試驗構件6的支座，所述支座由鋼墊板3以及鋼滾軸5構成。
[0032]在框架梁I的中間并且垂直于框架梁I還設有一懸梁臂4，位于懸梁臂4下方有一懸掛梁10，懸掛梁10的長度應對應構件6伸出支架的外部尺寸，懸掛梁10通過加長螺絲8與位于試驗構件6端部上的扁平梁7連接，加長螺絲8穿過試驗構件6。所述懸梁臂4、懸掛梁10、扁平梁7和加長螺絲8構成本發明的約束系統。
[0033]在懸梁臂4和懸掛梁10之間還具有空間，用于放置力傳感器9，所述力傳感器9還連接于一采集電腦(未示出)。
[0034]本裝置是通過以下步驟實現的:
[0035](I)加工試驗構件。根據試驗目的，加工制作鋼結構或者混凝土構件，如梁、板、組合樓板等，即試驗構