一种偏心受压混凝土柱加载试验装置的辅助工装

摘要

本发明提供了土木工程技术领域内的一种偏心受压混凝土柱加载试验装置的辅助工装，试验装置包括下承压板，下承压板的四周排布有四个呈矩形布置的立柱，辅助工装包括设置在下承压板上的柱底支座机构，柱底支座机构包括下凸铰板和下凹铰板，下凸铰板设有突出部，下凹铰板上设有凹槽部，混凝土柱设置在下凹铰板的上侧，混凝土柱的上侧设有柱顶支座机构，柱顶支座机构包括上凸铰板和上凹铰板，上凸铰板设有延伸部，上凹铰板上设有凹陷部，四个立柱上设有调节机构，调节机构包括连接在混凝土柱上的连接绳，连接绳上设有四个连接支绳，连接支绳连接在立柱上，混凝土柱上设有中心线，下凹铰板与上凹铰板上分别设有刻度线；本发明稳定性好，测量精度高。

说明书

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，特别涉及一种偏心受压混凝土柱加载试验装置的辅助工装。

背景技术

目前，钢筋混凝土偏心受压构件承载力试验通常在四柱压力试验装置上进行，竖向偏心荷载通过柱底和柱顶支座施加于混凝土柱两端。安装混凝土柱底支座后，立柱会转动、倾斜或倾倒，造成柱顶支座安装、定位和调节困难；卸载过程中，由于构件侧向弯曲变形过大，极易导致柱顶支座滑落及整柱倾倒，存在严重的安全隐患。

现有技术中的偏心受压柱试验装置一般采用刀口支座或者球形支座来实现，但是刀口支座加载端局部应力集中严重，易使混凝土柱产生劈裂破坏；球形支座偏心距不易准确控制，从而影响承载力试验结果的准确性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于解决现有技术中的不足之处，解决了现有技术中试验混凝土立柱容易倾倒，测量精度低的技术问题，提供一种偏心受压混凝土柱加载试验装置的辅助工装，此装置稳定性好，测量精度高。

本发明的目的是这样实现的：一种偏心受压混凝土柱加载试验装置的辅助工装，所述试验装置包括下承压板，所述下承压板的四周排布有四个呈矩形布置的立柱，所述辅助工装包括设置在下承压板上的柱底支座机构，所述柱底支座机构包括下凸铰板和下凹铰板，所述下凸铰板向上的一侧沿长度方向的中心线设有向上突出的突出部，所述下凹铰板上设有和突出部相配合的凹槽部，混凝土柱设置在所述下凹铰板的上侧，混凝土柱的上侧设有柱顶支座机构，所述柱顶支座机构包括上凸铰板和上凹铰板，所述上凸铰板向下的一侧沿长度方向的中心线设有向下突出的延伸部，所述上凹铰板上设有和延伸部相配合的凹陷部，四个所述立柱上设有调节机构，所述调节机构包括连接在混凝土柱上的连接绳，所述连接绳上设有四个向外延伸的连接支绳，所述连接支绳分别连接在对应的立柱上，所述混凝土柱上设有中心线，所述下凹铰板与上凹铰板上分别设有刻度线，所述刻度线的中心点为零点。

本发明工作前，根据中心线，按需要的偏心距，在混凝土柱上画上偏心压力作用线，将柱底支座机构放置在下承压板上，使下凹铰板的凹槽部与下凸铰板的突出部相配合，然后将混凝土柱放置再下凹铰板上，使偏心压力作用线与下凹铰板的刻度线的零点对齐，再将连接绳连接混凝土柱，四个连接支绳分别连接在对应的立柱上，根据实际情况，调节连接支绳的松紧程度，优化混凝土柱的垂直度，使混凝土柱位置稳定，在混凝土柱的上侧放置柱顶支座机构，使上凸铰板的延伸部与上凹铰板的凹陷部相配合，上凹铰板的刻度线的零点与偏心压力作用线相对齐，对混凝土柱进行力学性能测试时，使压力试验装置的上压板（试验装置及其上压板为现有技术，上压板如何实现上下移动施加压力，本发明不再赘述），向下移动压住上凸铰板，向下施加压力，压力经上凸铰板的延伸部依次传递给上凹铰板、混凝土柱、下凹铰板、下凸铰板和下承压板，当混凝土柱发生偏心破坏时，压力试验装置记录此时混凝土柱的最大偏心承载力，实现混凝土柱的偏心受压测试工作，本发明中连接绳和连接支绳的设置，一方面，可以在加载实验时，通过松紧连接支绳在立柱与混凝土柱之间的距离大小，来调节混凝土柱的位置，测试精度高，另一方面，在测试完成后，压力试验装置泄压，连接支绳可以牵拉住被破坏的混凝土柱，防止混凝土柱瞬间倾倒，产生安全事故；柱顶支座机构与柱底支座机构的联合设置，防止混凝土柱应力集中，防止劈裂破坏，可根据测试需要，精准定位偏心压力作用线，测试精度高，可应用于土木的偏心混凝土柱力学性能测试工作中。

为了防止混凝土柱受压产生应力集中，导致混凝土柱产生劈裂破坏，所述突出部包括连接在下凸铰板上的梯形台一，所述梯形台一的截面宽度从下至上依次递减，所述梯形台一的上端设有弧形台一，突出部插入凹槽部时，弧形台一抵触在凹槽部上，梯形台一与凹槽部之间留有摆动空间，所述延伸部包括连接在上凸铰板上的梯形台二，所述梯形台二的截面宽度从上至下依次递减，所述梯形台二的下端设有弧形台二，延伸部插入凹陷部时，弧形台二抵触在凹陷部上，梯形台二与凹陷部之间留有摆动间隙。

为了固定柱顶支座机构位置，防止加载初期因柱顶支座机构滑动造成的偏心误差，以及卸载过程中由于混凝土柱弯曲变形过大而产生柱顶支座机构滑落现象，所述调节机构还包括四根连接线，所述上凹铰板在左右方向的两侧对称设有连接杆，所述连接杆向外伸出的一端设有连接耳，所述连接线的一端连接在连接耳上，连接线的另一端连接在对应的立柱上。

为了实现调节柱顶支座机构中上凹铰板的位置，防止加载初期因混凝土柱晃动造成的偏心误差，以及卸载过程中由于混凝土柱弯曲变形过大而产生柱顶支座机构滑落，所述连接线上还设有调节组件，所述调节组件包括调节件本体，所述调节件本体的两端分别螺纹连接有调节螺杆，伸出调节件本体外的调节螺母的一端设有拉耳，伸入调节件本体内的调节螺杆的一端螺纹连接有调节螺母。

为了方便在柱底支座机构上放置混凝土柱，所述柱底支座机构还包括两个垫板，所述垫板分别设置在突出部两侧的下凹铰板与下凸铰板之间。

为了方便连接线与立柱的连接，所述立柱上连接有拉环，所述拉环上设有连接孔，靠近拉环的所述调节螺杆经拉耳与连接孔相连接。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的右视图。

图3为图2中A处的局部放大图。

图4为本发明的俯视图。

图5为本发明中下凸铰板的结构示意图。

图6为本发明中上凸铰板的结构示意图。

图7为图6的俯视图。

图8为本发明中上凹铰板的结构示意图。

图9为图8的右视图。

图10为图8的俯视图。

图中：1下承压板，2柱底支座机构，201下凸铰板，202突出部，202a梯形台一，202b弧形台一，203下凹铰板，203a凹槽部，3柱顶支座机构，301上凸铰板，302延伸部，302a梯形台二，302b弧形台二，303上凹铰板，303a凹陷部，303b连接杆，303c连接耳，4立柱，5调节机构，501连接绳，502连接支绳，503连接线，6混凝土柱，601中心线，602偏心压力作用线，7调节组件，701调节件本体，702调节螺杆，703调节螺母，704拉耳，8垫板，9拉环，901连接孔，10上压板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1～10所示的一种偏心受压混凝土柱6加载试验装置的辅助工装，试验装置包括下承压板1，下承压板1的四周排布有四个呈矩形布置的立柱4，辅助工装包括设置在下承压板1上的柱底支座机构2，柱底支座机构2包括下凸铰板201和下凹铰板203，下凸铰板201向上的一侧沿长度方向的中心线601设有向上突出的突出部202，下凹铰板203上设有和突出部202相配合的凹槽部203a，混凝土柱6设置在下凹铰板203的上侧，混凝土柱6的上侧设有柱顶支座机构3，柱顶支座机构3包括上凸铰板301和上凹铰板303，上凸铰板301向下的一侧沿长度方向的中心线601设有向下突出的延伸部302，上凹铰板303上设有和延伸部302相配合的凹陷部303a，四个立柱4上设有调节机构5，调节机构5包括连接在混凝土柱6上的连接绳501，连接绳501上设有四个向外延伸的连接支绳502，连接支绳502分别连接在对应的立柱4上，混凝土柱6上设有中心线601，下凹铰板203与上凹铰板303上分别设有刻度线，刻度线的中心点为零点；突出部202包括连接在下凸铰板201上的梯形台一202a，梯形台一202a的截面宽度从下至上依次递减，梯形台一202a的上端设有弧形台一202b，突出部202插入凹槽部203a时，弧形台一202b抵触在凹槽部203a上，梯形台一202a与凹槽部203a之间留有摆动空间，延伸部302包括连接在上凸铰板301上的梯形台二302a，梯形台二302a的截面宽度从上至下依次递减，梯形台二302a的下端设有弧形台二302b，延伸部302插入凹陷部303a时，弧形台二302b抵触在凹陷部303a上，梯形台二302a与凹陷部303a之间留有摆动间隙；调节机构5还包括四根连接线503，上凹铰板303在左右方向的两侧对称设有连接杆303b，连接杆303b向外伸出的一端设有连接耳303c，连接线503的一端连接在连接耳303c上，连接线503的另一端连接在对应的立柱4上；连接线503上还设有调节组件7，调节组件7包括调节件本体701，调节件本体701的两端分别螺纹连接有调节螺杆702，伸出调节件本体701外的调节螺母703的一端设有拉耳704，伸入调节件本体701内的调节螺杆702的一端螺纹连接有调节螺母703；柱底支座机构2还包括两个垫板8，垫板8分别设置在突出部202两侧的下凹铰板203与下凸铰板201之间；立柱4上连接有拉环9，拉环9上设有连接孔901，靠近拉环9的调节螺杆702经拉耳704与连接孔901相连接。

本发明中待测试混凝土柱6可为非偏心结构，也可为偏心结构，工作前，根据混凝土柱6上的中心线601，按需要的偏心距，在混凝土柱6上画上偏心压力作用线602，先将柱底支座机构2放置在下承压板1上，使下凹铰板203的凹槽部203a与下凸铰板201的突出部202相配合，为了防止下凹铰板203在下凸铰板201上晃动，影响偏心混凝土柱6的安装，将两个垫板8插接在突出部202两侧的下凹铰板203和下凸铰板201之间， 然后将偏心混凝土柱6放置再下凹铰板203上，使偏心压力作用线602与下凹铰板203的刻度线的零点对齐，再将连接绳501连接混凝土柱6，四个连接支绳502分别通过打圆结的方法连接在对应的立柱4上，根据实际情况，调节连接支绳502的松紧程度，优化偏心混凝土柱6的垂直度，使偏心混凝土柱6位置稳定，在偏心混凝土柱6的上侧放置柱顶支座机构3，使上凸铰板301的延伸部302与上凹铰板303的凹陷部303a相配合，使上凹铰板303的刻度线的零点与偏心压力作用线602相对齐，适当转动调节螺母703，调整调节螺栓伸出调节件本体701的距离，使连接线503的长度合适，即使上调节机构5位置稳定，进行偏心混凝土柱6力学检测时，抽去两个垫板8，使压力试验装置的上压板10（压力试验装置及其上压板10为现有技术，上压板10如何实现上下移动施加压力，本发明不再赘述），向下移动压住上凸铰板301，向下施加压力，压力经上凸铰板301的延伸部302依次传递给上凹铰板303、混凝土柱6、下凹铰板203、下凸铰板201和下承压板1，当偏心混凝土柱6发生偏心受压破坏时，压力试验装置记录此时混凝土柱6的最大抗压承载力，实现混凝土柱6的压力测试工作，本发明的有益效果在于：连接绳501和连接支绳502的设置，一方面，可以在加载实验时，通过松紧连接支绳502在立柱4与混凝土柱6之间的距离大小，来调节混凝土柱6的垂直度，提高测试精度，另一方面，在测试完成后，压力试验装置卸载，连接支绳502可以牵拉住被破坏的偏心混凝土柱6，防止偏心混凝土柱6瞬间倾倒，导致安全事故；柱顶支座机构3与柱底支座机构2的联合设置，防止偏心混凝土柱6应力集中，产生破裂破坏，可根据测试需要，精准定位偏心压力作用线，测试精度高；调节组件7的设置，可以调节连接线503的长短，固定柱顶支座机构3位置，防止加载初期因柱顶支座机构3滑动造成的偏心误差，以及卸载过程中由于混凝土柱6弯曲变形过大而产生柱顶支座机构3滑落现象。

本发明专利并不局限于上述实例，在本发明专利公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明专利的保护范围内。