在梁端加载的平面框架节点拟静力试验加载装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种在梁端加载的平面框架节点拟静力试验加载装置，包括用于套在构件柱脚的铰支柱靴，用于套在构件柱头的柱帽，分别安装在构件左梁端和右梁端的两组加载球铰，与加载球铰连接的加载系统以及数据采集系统。在工作时，加载球铰随试验构件转动，加载力始终保持竖直，实验精确度更高，也不容易损坏仪器。本发明专利技术还具有加载装置结构简单，轴向力不偏心，便于控制，以及能够提供四个铰支边界的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种在梁端加载的平面框架节点拟静力试验加载装置，包括用于套在构件柱脚的铰支柱靴，用于套在构件柱头的柱帽，分别安装在构件左梁端和右梁端的两组加载球铰，与加载球铰连接的加载系统以及数据采集系统。在工作时，加载球铰随试验构件转动，加载力始终保持竖直，实验精确度更高，也不容易损坏仪器。本专利技术还具有加载装置结构简单，轴向力不偏心，便于控制，以及能够提供四个铰支边界的优点。【专利说明】在梁端加载的平面框架节点拟静力试验加载装置
本专利技术属于建筑结构抗震领域，尤其是一种在梁端加载的平面框架节点拟静力试验加载装置。
技术介绍
现阶段对节点低周反复加载的试验方式有两种: 一种为有侧移加载试验方法:该法试验方法需要加工结构加载外框架，该外框为几何可变体系，并对试验构件作铰支约束，设备要求复杂，一般试验室很难提供。该方案为水平加载，产生的水平位移较大，通过安装滑车给柱顶处的千斤顶的预留的水平滑动范围有限，仍然会导致柱顶轴压的偏心，造成试验误差。另外该试验为柱端加载，同样的构件，比在梁端加载需要的加载力要大很多，若试验构件所需的力非常大，部分试验室不具备足够加载力的加载设备，则体现出在梁端加载的优势。另一种为无侧移加载试验方法，虽然其对结构受力形式进行了简化，使原本有侧移的结构不能侧移，没有反映出节点构件是取自梁柱反弯点的这一特征要求，不能很好的体现节点的受力特点，但是实验设备相对容易实现，实验结果亦能满足要求，为多数高校普遍采用方法。但是，无侧移加载方法的加载装置中需要4个同样的千斤顶，并需要在同一油路控制，而且千斤顶只能实现力的加载，这样在加载前期相对容易控制，但是到了加载后期，结构随时会破坏，需要更精密的加载方式，千斤顶很难保证，用作动器却可以轻而易举地完成。而且，每用一个千斤顶都需要外界提供一个刚性框架作为其反力架，若千斤顶过多，则过多的反力架也不好实现，并且会对试验造成干扰。该方法所需要的试验设备较多，组装较为复杂，需要花费较多人力物力。作动器不仅可以实现压力的加载还可以实现拉力的加载，所以不需要四个作动器，只需要两个梁端各放置一个作动器。若将千斤顶换成作动器，则可以将地面作为梁端加载作动器的反力架，省去了多余的设备。然而，加载的端头没有转动装置，加载时梁会出现转角，此时作动器若不能跟随梁一起转动，则会造成试验的偏差，重则造成仪器的损坏。
技术实现思路
专利技术目的:提供一种在梁端加载的框架节点拟静力试验加载装置，以解决现有技术存在的问题。技术方案:一种在梁端加载的平面框架节点拟静力试验加载装置，包括用于套在构件柱脚的铰支柱靴，用于套在构件柱头的柱帽，分别安装在构件左梁端和右梁端的两组加载球铰，与加载球铰连接的加载系统以及数据采集系统。所述加载球铰包括球芯、底板、下顶板、上顶板和螺杆；所述底板设有第一凹陷部以及与凹陷部连通的通孔，所述下底板对应设有第二凹陷部，所述第一凹陷部和第二凹陷部组成与球芯配合的球形凹陷，所述螺杆将上顶板、下顶板和底板固定在构件梁端。所述铰支柱靴包括支撑底板，固定于支撑底板上的围板，沿围板周向设置的肋板，以及设置有钢球的底座；在工作时，所述钢球与支撑底板抵接。所述球芯包括一实心钢球和固连与钢球上的螺纹杆，所述数据采集系统包括力传感器和数据处理装置，所述力传感器连接于螺纹杆。有益效果:在工作时，加载球铰随试验构件转动，加载力始终保持竖直，实验精确度更高，也不容易损坏仪器。本专利技术还具有加载装置结构简单，轴向力不偏心，便于控制，以及能够提供四个铰支边界的优点。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的示意图。图2是本专利技术使用时的结构示意图。图3是本专利技术加载球铰的结构示意图。图4是本专利技术球芯的结构示意图。图5是本专利技术铰支柱靴的结构示意图。【具体实施方式】结合图1和图2描述本专利技术。本专利技术在梁端加载的平面框架节点拟静力试验加载装置主要包括铰支柱靴3、柱帽2、加载球铰5、加载系统和数据采集系统。铰支柱靴3用于套在构件I柱脚，柱帽2用于套在构件柱头，两组加载球铰5分别安装在构件左梁端和右梁端，加载系统与加载球铰连接，从而对构件进行加载，数据采集系统用于收集试验构件的相关力学信息。如图3和图4所示，加载球铰包括球芯6、底板7、下顶板8、上顶板9和螺杆10 ；底板设有第一凹陷部以及与凹陷部连通的通孔，下底板对应设有第二凹陷部，第一凹陷部和第二凹陷部组成与球芯配合的球形凹陷，螺杆将上顶板、下顶板和底板固定在构件梁端。球芯包括一实心钢球和固连与钢球上的螺纹杆，数据采集系统包括力传感器和数据处理装置，而力传感器连接于螺纹杆。进行框架节点拟静力试验加载时，加载球铰随梁端转动，球芯与下顶板的位置发生变动，由于球芯及其与其它部件的配合作用，可以保证加载力与梁端截面始终垂直。如图5所示，铰支柱靴包括支撑底板31，固定于支撑底板上的围板32，沿围板周向设置的肋板33，以及设置有钢球的底座；在工作时，钢球与支撑底板抵接。实验时，先将上顶板和下顶板用螺杆夹住梁的加载端，将套有球芯的底板通过已有的螺杆固定在下顶板下面，将采集系统中的力传感器拧在球芯的螺纹钢棒上，再将力传感器的另一端固定在梁端的加载系统上，将铰支柱靴3的底板通过锚地杆锚固于地沟，柱靴3的销杆放入底板凹槽，通过TDS加载系统进行加载即可。本专利技术还解决了无处安装力传感器的问题；同时，可以通过调节与球芯相连的螺杆长度来适应不同结构所需的转动程度，只需在梁端单面安装球铰与作动器便可实现拉压双向加载，是目前具有有效转动效果的最简易最经济的做法；另外，柱脚的平面内转动柱靴也可以有效的防止平面节点的平面外位移，从而免去了另外设置防止平面外位移的反力装置。以上详细描述了本专利技术的优选实施方式，但是，本专利技术并不限于上述实施方式中的具体细节，在本专利技术的技术构思范围内，可以对本专利技术的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本专利技术的保护范围。另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本专利技术对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本专利技术的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本专利技术的思想，其同样应当视为本专利技术所公开的内容。【权利要求】1.一种在梁端加载的平面框架节点拟静力试验加载装置，其特征在于，包括用于套在构件柱脚的铰支柱靴(3)，用于套在构件柱头的柱帽(2)，分别安装在构件左梁端和右梁端的两组加载球铰(5)，与加载球铰连接的加载系统以及数据采集系统。2.如权利要求1所述的在梁端加载的平面框架节点拟静力试验加载装置，其特征在于，所述加载球铰包括球芯(6)、底板(7)、下顶板(8)、上顶板(9)和螺杆(10);所述底板设有第一凹陷部以及与凹陷部连通的通孔，所述下底板对应设有第二凹陷部，所述第一凹陷部和第二凹陷部组成与球芯配合的球形凹陷，所述螺杆将上顶板、下顶板和底板固定在构件梁端。3.如权利要求1所述的在梁端加载的平面框架节点拟静力试验加载装置，其特征在于，所述铰支柱靴包括支撑底板(31)，固定于支撑底板上的围板(32)，沿围板周向设置的肋板(33)，以及设置有钢球的底座；在工作时，所述钢球与支撑底板抵接。4.如权利要求2所述的在梁端加载的平面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在梁端加载的平面框架节点拟静力试验加载装置，其特征在于，包括用于套在构件柱脚的铰支柱靴（3），用于套在构件柱头的柱帽（2），分别安装在构件左梁端和右梁端的两组加载球铰（5），与加载球铰连接的加载系统以及数据采集系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦芳芳，瞿丽华，廖学坤，沈会，张欢，孙昆，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32