一种测量建筑围护体系连接件瞬态承载能力的试验系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种测量建筑围护体系连接件瞬态承载能力的试验系统，其特征在于，包括：驱动装置，测试腔体和压力采样装置，试验时，驱动装置带动活塞(22)自测试腔体的头端向尾端运动，活塞(22)与分隔机构之间产生的压缩气体经过透气孔作用在外侧板材(102)上，使外侧板材(102)有脱离连接件(103)的趋势，驱动装置继续运动直到连接件(103)、内侧板材(101)和外侧板材(102)组成的整体被破坏。与现有技术相比，本实用新型专利技术弥补了现有材料力学试验机无法测试瞬间超压作用下连接件的承载性能的不足，通过压力采样装置记录全程的测试腔体压力变化，可通过压力变化曲线得到连接件最大承载力。

【技术实现步骤摘要】
一种测量建筑围护体系连接件瞬态承载能力的试验系统
本技术涉及一种构件力学性能测试系统，尤其是涉及一种测量建筑围护体系连接件瞬态承载能力的试验系统。
技术介绍
轻型钢结构建筑的围护体系是在主体承载结构外覆压型金属板、夹芯复合金属板等板材构成的屋墙面体系。这种围护体系所用的金属板材普遍使用自钻钉(钻尾自攻钉)、自攻钉、拉铆钉等作为连接件与承载结构固定，典型的连接形式如图1所示，外层板材通过连接件连接到内层的承载结构；这种连接形式承担作用于围护板材上的自然作用(典型的是风荷载作用)，同时也承担在轻质板材的自重作用。国家设计标准提供了这种连接件的承载能力的计算方法，其连接的承载力与所连接板材的厚度强度以及连接件的直径均有关联，这种计算方法不适用于快速加载(如爆破超压)荷载作用下的连接组件的承载性能的计算，因此在涉及瞬态承载能力的设计时应对连接组合进行试验，测量其快速加载荷载作用下的承载能力。较为通用的测量方式是用材料拉力试验机作为测试设备，用类似于图2所示的加载框架对连接组合进行试验，材料力学试验机主要通过夹头夹持试验装置进行拉伸试验，然而这种方式是静态(拟静态)加载，不能反映出快速加载(如瞬态超压)荷载作用下的连接组件的承载性能。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测量建筑围护体系连接件瞬态承载能力的试验系统。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种测量建筑围护体系连接件瞬态承载能力的试验系统，包括：驱动装置，测试腔体，所述的测试腔体的头端通过活塞连接驱动装置，头端和尾端之间固定有分隔机构，所述的分隔机构带有透气孔，被测试的连接件将内侧板材和外侧板材固定在分隔机构两侧；压力采样装置，分别设置在所述的分隔机构的两侧，用于记录试验过程中测试腔体的压力值；试验时，所述的驱动装置带动活塞自测试腔体的头端向尾端运动，活塞与分隔机构之间产生的压缩气体经过透气孔作用在外侧板材上，使外侧板材有脱离连接件的趋势，驱动装置继续运动直到连接件、内侧板材和外侧板材组成的整体被破坏。所述的测试腔体包括压力气缸和连接套筒，所述的连接套筒可拆卸的套在压力气缸的尾端。所述的分隔机构固定在压力气缸的尾端与连接套筒的内壁之间，所述的连接套筒的内壁设有用于限定分隔机构位置的定位台阶。所述的压力气缸和连接套筒为圆筒形，二者通过螺纹连接。所述的测试腔体尾端设有消能装置。所述的消能装置包括固定设置在外侧板材与测试腔体尾端之间的缓冲垫块和挡块。所述的消能装置包括消能气孔。所述的测试腔体的尾端为透明材料。所述的测试腔体内还设有支撑滑块，所述的支撑滑块形状与测试腔体内形状匹配，设置在外侧板材靠近尾端的一侧。所述的系统还包括与压力采样装置连接的数字处理终端。与现有技术相比，本技术具有以下优点：(1)弥补了现有材料力学试验机无法测试瞬间超压作用下连接件的承载性能的不足，通过压力采样装置记录全程的测试腔体压力变化，可通过压力变化曲线得到连接件最大承载力。(2)测试腔体包括可拆卸的压力气缸和连接套筒，分隔机构固定在压力气缸的尾端与连接套筒的内壁之间，可方便地更换被测的连接件。(3)压力气缸和连接套筒为圆筒形，二者通过螺纹连接，拆装方便，制造成本低。(4)测试腔体尾段设有消能装置，防止装置、材料破坏飞溅。(5)测试腔体的尾端为透明材料，可以直观的观察被测试组件的变形情况，控制驱动装置的力度，减少测试次数。(6)测试腔体内还设有支撑滑块，限定外侧板材的滑动轨迹，提高测试准确度。附图说明图1为建筑围护体系连接件使用示意图；图2为现有材料拉力试验机示意图；图3为本实施例1试验系统的整体结构示意图；图4为本实施例1测试腔体的剖视结构示意图；图5为本实施例1测试腔体的分解机构示意图。附图标记：101：内侧板材102：外侧板材103：连接件21：连杆22：活塞221：活塞环31：压力气缸311：第一通气孔32：前端盖33：通气筛板34：隔离滑套35：环形支撑滑块36：连接套环37：尾端消能气缸371：消能气孔372：消能垫373：挡块374：缓冲垫块38：后端盖381：第二通气孔41：压力表具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1如图1～3所示，一种测量建筑围护体系连接件瞬态承载能力的试验系统，包括驱动装置、测试腔体、压力采样装置和数字处理终端，具体结构如下：驱动装置采用飞轮作为蓄能装置，飞轮达到设计转速后释放，推动连杆21及活塞22作动。测试腔体包括圆筒形的压力气缸31和连接套筒36，压力气缸31上设有第一通气孔311，压力气缸31的头端通过活塞22连接驱动装置，活塞22通过活塞环221密封，连接套筒36可拆卸的套在压力气缸31的尾端，二者通过螺纹连接，连接套筒36的内壁设有定位台阶，压力气缸31的尾端将通气筛板33固定在定位台阶处，被测试的连接件103将内侧板材101和外侧板材102固定在通气筛板33两侧，外侧板材102挡住通气筛板33上的透气孔。透气筛板33中心开孔，用来放置隔离滑套34。若被测试组件中当设计要求内侧承载板材与外侧的围护板材贴紧时，取消隔离滑套34，将内侧承载板材通过冲压、焊接等加工方式制成中间嵌入透气筛板33中间的开孔，外围搭接在透气筛板33上的试件。压力气缸31采用金属制作，与前端盖32采用螺纹连接，前端盖32上有用于通过连杆21的孔，连杆21与前端盖32通过油封密封，压力气缸内能达到的最大压力通过活塞22的冲程调节。压力采样装置包括两个压力表41，通过气缸壁上螺纹孔固定，采用具有指示最大压力的双针表读取破坏时的最大压力，采用具有采样功能的数字表外接数字处理终端的PC机做数据处理，绘制时间——压力曲线，复核加载速度以及计算被测试的连接组件的承载能力。测试腔体内设有支撑滑块35，支撑滑块35形状与测试腔体内形状匹配，设置在外侧板材102靠近尾端的一侧。测试腔体尾端设有消能装置，消能装置包括与连接套筒36的尾端螺纹连接的尾端消能气缸37、尾端消能气缸37上的消能气孔371、尾端消能气缸37和连接套筒36之间安放的缓冲垫块374和挡块373，以及后端盖38内侧的消能垫372，后端盖38同样与尾端消能气缸37的尾部螺纹连接，后端盖38上设有第二通气孔381，消能装置目的是对环形支撑滑块35止动，消能垫372用能吸收冲击的疏松材料制作。尾端消能气缸37同样采用金属或透明的有机材料制作。被测的连接件103可以是自钻钉、自攻钉、拉铆钉等。试验时，驱动装置带动活塞22自测试腔体的头端向尾端运动，活塞22与分隔机构之间产生的压缩气体经过透气孔作用在外侧板材102上，推动环形的支撑滑块35向右移动，使外侧板材102有脱离连接件103的趋势，这时荷载由被测试的连接件103承担，驱动装置继续运动直到连接件103、内侧板材101和外侧板材102组成的整体被破坏。组件破坏模式包括：连接件103从内侧板材101中拔出、连接件103自身断裂、连接件103的头部从外侧板材102中拔出三种，无论哪一种模式都会表现为压力表41采样后时间——压力曲线的突然下降。当连接套通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量建筑围护体系连接件瞬态承载能力的试验系统，其特征在于，包括：驱动装置，测试腔体，所述的测试腔体的头端通过活塞(22)连接驱动装置，头端和尾端之间固定有分隔机构，所述的分隔机构带有透气孔，被测试的连接件(103)将内侧板材(101)和外侧板材(102)固定在分隔机构两侧；压力采样装置，分别设置在所述的分隔机构的两侧，用于记录试验过程中测试腔体的压力值；试验时，所述的驱动装置带动活塞(22)自测试腔体的头端向尾端运动，活塞(22)与分隔机构之间产生的压缩气体经过透气孔作用在外侧板材(102)上，使外侧板材(102)有脱离连接件(103)的趋势，驱动装置继续运动直到连接件(103)、内侧板材(101)和外侧板材(102)组成的整体被破坏。

【技术特征摘要】
1.一种测量建筑围护体系连接件瞬态承载能力的试验系统，其特征在于，包括：驱动装置，测试腔体，所述的测试腔体的头端通过活塞(22)连接驱动装置，头端和尾端之间固定有分隔机构，所述的分隔机构带有透气孔，被测试的连接件(103)将内侧板材(101)和外侧板材(102)固定在分隔机构两侧；压力采样装置，分别设置在所述的分隔机构的两侧，用于记录试验过程中测试腔体的压力值；试验时，所述的驱动装置带动活塞(22)自测试腔体的头端向尾端运动，活塞(22)与分隔机构之间产生的压缩气体经过透气孔作用在外侧板材(102)上，使外侧板材(102)有脱离连接件(103)的趋势，驱动装置继续运动直到连接件(103)、内侧板材(101)和外侧板材(102)组成的整体被破坏。2.根据权利要求1所述的一种测量建筑围护体系连接件瞬态承载能力的试验系统，其特征在于，所述的测试腔体包括压力气缸(31)和连接套筒(36)，所述的连接套筒(36)可拆卸的套在压力气缸(31)的尾端。3.根据权利要求2所述的一种测量建筑围护体系连接件瞬态承载能力的试验系统，其特征在于，所述的分隔机构固定在压力气缸(31)的尾端与连接套筒(36)的内壁之间，所述的连接套筒(36)的内壁设有用于限定分隔机构位置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘璁，吴梓玮，
申请(专利权)人：美建建筑系统中国有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31