可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架及实施方法技术

一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架，主要由可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁、拆卸式立柱、垫梁和支架底座通过可拆卸方式组装而成，可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁位于两立柱之间的顶部，两立柱安装于支架底座上，垫梁位于两立柱之间、支架底座之上并与支架底座相连，支架底座固定在地面上，可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁、拆卸式立柱、支架底座及垫梁四者处于同一平面内。本发明专利技术可进行竖向、水平往复及多点局部独立竖向加载等多种实验，通过拆卸式立柱，可分步实现对实验墙体的加载与约束固定，进而减少移动试件对试件的损坏，可有效保持住试件加载后的损伤形态。

【技术实现步骤摘要】
可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架及实施方法
本专利技术涉及一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架及其实施方法，属于土木工程

技术介绍
与传统的钢筋混凝土结构相比，钢结构具有绿色环保、抗震性能好、施工速度快、材料可回收利用等特点。冷成型钢也称冷弯薄壁型钢，是将钢片、钢带、钢板或扁钢条通过冷加工形成，常用厚度为0～2mm。冷成型钢有多种截面形式，常见的有C型、U型和管状等。与传统热轧型钢相比，冷成型钢可经济地得到更加合理的截面形状，进而获得令人满意的强重比，因此，在钢结构建筑中，合理使用冷成型钢可明显降低用钢量。轻钢龙骨复合剪力墙墙体是以冷成型钢为龙骨骨架，并在骨架表面覆以复合墙板而成。其上下墙柱导轨采用常规U型冷弯薄壁型钢龙骨，墙体立柱采用C型龙骨，将C型龙骨立柱以400mm或600mm等间距插入上下U型导轨龙骨空腔，并通过自攻螺钉将U型导轨龙骨两侧翼缘与C型龙骨立柱翼缘等间距连接，形成轻钢骨架，而后在轻钢骨架两侧通过自攻螺钉以低于300mm间距安装墙面板材(石膏板、玻镁板等)形成组合墙体。轻钢龙骨复合剪力墙结构与木结构有着很多相似的性质，这两种类型的墙体实验是土木工程领域最重要的实验之一，实际工程中的轻钢龙骨复合剪力墙墙体及木结构墙体除需承受结构本身的荷载之外，还需要经受住地震、火灾等外部破坏的考验。实验模拟中，通常通过竖向加载或水平往复加载来模拟结构实际的受力情况，这两类试验的进行对加载系统及试件固定装置都有着严格的要求。现有竖向加载试验，通常是通过反力架、加载器及分配梁组合进行，加载器与分配梁的组合可实现线性或多点的均布加载，被加载的墙通常根据墙体内柱的刚度进行力的分配。很多情况下，轻钢龙骨复合剪力墙及木结构墙体内柱构造形式并不完全相同，因此实际工程中每根柱的受力情况也各不相同，如果仅根据柱自身刚度进行力的分配，很容易造成实验墙体受力与实际工程中不符的情况。并且，现有单根分配梁的结构通常为工字钢或箱体型，所进行的力的传递，只能实现分配梁自身长度方向上的均布或者多点的均布加载，被加载的多个试件通常依照自身刚度进行力的分配，由此会造成实验加载与实际工程结构中构件受力不符的情况。现有常规分配梁无法对不同位置的构件进行单独的力的加载，而实际工程中的受力构件，在很多情况下并非真正的均匀受力，因而此类构件在加载试验过程中，对分配梁的要求便从均匀传递荷载转为非均匀传递。现有水平加载试验，通常是通过水平作动器对承重墙体进行水平加载，被加载后的墙体试件通常处于受损或破坏状态，现有加载及固定装置，无法在保持其试验后状态不变的前提下，对其进行进固定、移动，进而进行深一步试验。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述不足，本专利技术提供一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架及实施方法，可进行竖向、水平往复及多点局部独立竖向加载多种实验，可分步实现对实验墙体试件的加载与约束固定，能减少移动试件对试件的损坏，可有效保持试件加载后的损伤形态。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架，主要由可多点局部独立传递竖向荷载的可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁、拆卸式立柱、垫梁和支架底座通过可拆卸方式组装而成，可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁位于两立柱之间的顶部，两立柱安装于支架底座上，垫梁位于两立柱之间、支架底座之上并与支架底座相连，支架底座固定在地面上，可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁、拆卸式立柱、支架底座及垫梁四者处于同一平面内。一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架的实施方法，包括以下步骤：步骤1，将支架底座通过其上翼缘边缘螺栓孔、下翼缘边缘螺栓孔及下翼缘板螺栓孔与地面进行锚固连接；步骤2，将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁的独立局部荷载传递件及T型件通过螺栓与开洞箱型体梁进行螺栓连接，螺栓拧紧；步骤3，将一根拆卸式立柱，通过其下矩形端板与支架底座上翼缘板一端的端部螺栓孔进行螺栓连接，其腹板所在平面与支架底座的腹板所在平面平行；步骤4，将组装好的可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁放置于所需安装位置，把一端的T型件的悬臂板插入拆卸式立柱两U型钢柱的腹板间隔之间，通过悬臂板与拆卸式立柱腹板上的腹板螺孔，将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁与拆卸式立柱进行螺栓连接；步骤5，将另一根拆卸式立柱放置于支架底座的另一端，放置过程中，将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁另一端的T型件悬臂板插入拆卸式立柱腹板间隔之中，通过悬臂板与拆卸式立柱腹板上的腹板螺孔，将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁与拆卸式立柱进行连接，拆卸式立柱与支架底座通过拆卸式立柱的下矩形端板及支架底座上翼缘板另一端端部螺栓孔进行螺栓连接；步骤6，将垫梁放置于支架底座之上，通过其下翼缘板及支架底座上翼缘板上的上翼缘板螺栓孔，将其与支架底座进行螺栓连接；步骤7，将组装好的轻钢龙骨/木龙骨复合墙体试件的轻钢龙骨复合墙骨架/木结构骨架放置于组装好的多功能支架框内，将骨架上、下U型导轨分别与可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁的开洞箱型体梁底板及垫梁的上翼缘板进行螺栓连接，接着继续进行整个墙体试件的拼装及校正；步骤8，将独立局部荷载传递件上传力螺杆上端与加载器进行连接，接着将已与加载器相连的独立局部荷载传递件上的侧垫板上的螺栓松卸下来，启动加载器，即可实现墙体试件的多点局部独立轴向加载；松卸下传力螺杆与加载器的连接，并将独立局部荷载传递件通过其侧垫板螺栓孔重新与开洞箱型体梁进行螺栓连接；接着将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁置于悬吊状态，先将其一端与拆卸式立柱连接的螺栓卸下，接着将该拆卸式立柱与支架底座的连接螺栓卸下，将此拆卸式立柱移走；采用同样操作，将另一根拆卸式立柱移走；将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁两端的T型件拆卸下来，接着通过其开洞箱型体梁端板上的端板螺栓孔，将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁与外部竖向加载器相连，启动该加载器，即可实现墙体试件带竖向力的水平往复加载；水平往复加载完成后，重新安装可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁的传力螺杆及T型件，重新将拆卸式立柱安装于轻钢龙骨/木龙骨复合墙体试件两侧，并将拆卸式立柱与可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁及支架底座有效连接；重新对墙体试件进行多点局部竖向加载，接着即可进行墙体试件带损伤及竖向力的深一步试验；步骤9，实验结束后，松卸下传力螺杆与加载器的连接，并将独立局部荷载传递件通过其侧垫板螺栓孔重新与开洞箱型体梁进行螺栓连接；接着将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁置于悬吊状态，先将其一端与拆卸式立柱连接的螺栓卸下，接着将该拆卸式立柱与支架底座的连接螺栓卸下，将该拆卸式立柱移走；采用同样操作，将另一根拆卸式立柱移走；接着进行墙体试件的拆解，最后将可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁放置于安全位置。相比现有技术，本专利技术的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架及实施方法，主要由可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁、拆卸式立柱、垫梁和支架底座通过可拆卸方式组装而成。本专利技术支架的可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁，既有常规分配梁的为加载试件提供面外约束、均布加载等常规的功能，又通过有间隔的设置多块开洞箱型体梁底板，以及安装的独立局部荷载传递件，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架，其特征是：主要由可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)、拆卸式立柱(2)、垫梁(4)和支架底座(3)通过可拆卸方式组装而成，可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)位于两立柱之间的顶部，两立柱安装于支架底座(3)上，垫梁(4)位于两立柱之间、支架底座(3)之上并与支架底座(3)相连，支架底座(3)固定在地面(5)上，可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)、拆卸式立柱(2)、支架底座(3)及垫梁(4)四者处于同一平面内。

【技术特征摘要】
1.一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架，其特征是：主要由可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)、拆卸式立柱(2)、垫梁(4)和支架底座(3)通过可拆卸方式组装而成，可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)位于两立柱之间的顶部，两立柱安装于支架底座(3)上，垫梁(4)位于两立柱之间、支架底座(3)之上并与支架底座(3)相连，支架底座(3)固定在地面(5)上，可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)、拆卸式立柱(2)、支架底座(3)及垫梁(4)四者处于同一平面内。2.根据权利要求1所述的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架，其特征是：所述的可多点局部独立传递竖向荷载的分配梁(1)主要由一个开洞箱型体梁、多个独立局部荷载传递件(1-5)及两个T型件(1-6)拼装组成，多个独立局部荷载传递件(1-5)位于开洞箱体梁底面各底板间的间隔处，独立局部荷载传递件(1-5)由连接一体的U型垫板(1-5-1)及传力螺杆(1-5-2)组合而成，独立局部荷载传递件(1-5)通过U型垫板(1-5-1)与开洞箱型体梁可拆卸连接，传力螺杆(1-5-2)穿过开洞箱型体梁后连接加载器，T型件(1-6)位于开洞箱型体梁的两侧，开洞箱型体梁通过T型件(1-6)与外部装置连接。3.根据权利要求2所述的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架，其特征是：所述的开洞箱型体梁由一块开洞箱型体梁顶板(1-1)、两块开洞箱型体梁侧板(1-2)、两块开洞箱型体梁端板(1-3)及多块开洞箱型体梁底板(1-4)焊接而成，开洞箱型体梁顶板(1-1)位于箱型体梁顶面，开洞箱型体梁侧板(1-2)与开洞箱型体梁端板(1-3)分别位于开洞箱型体梁顶板(1-1)长边方向两侧及两端，并与开洞箱型体梁顶板(1-1)相互垂直，各开洞箱型体梁底板(1-4)等间距布置于箱型体梁底面。4.根据权利要求3所述的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架，其特征是：所述的开洞箱型体梁顶板(1-1)为矩形板，其板厚为10～50mm，沿中线等间距开设多个圆形孔洞(1-1-1)，圆形孔洞(1-1-1)直径比顶面板宽度小100～500mm，各圆形孔洞(1-1-1)之间等间距开设多个顶板螺栓孔(1-1-2)；所述的开洞箱型体梁侧板(1-2)为矩形板，其长度与开洞箱型体梁顶板(1-1)长度相同，沿长边方向等间距开设多个带螺纹的侧板螺栓孔(1-2-1)；所述的开洞箱型体梁端板(1-3)为矩形板，其长度不小于开洞箱型体梁侧板(1-2)宽度与开洞箱型体梁顶板(1-1)厚度之和，其宽度与开洞箱型体梁顶板(1-1)的宽度相等，其上均匀开设多个带螺纹的端板螺栓孔(1-3-1)；所述的开洞箱型体梁底板(1-4)为矩形板，等间距有间隔的布置于箱型体梁底面，各相邻开洞箱型体梁底板(1-4)边与边之间的净空与开洞箱型体梁顶板(1-1)上的圆形孔洞(1-1-1)上下对正，底板中部开设有带螺纹的底板螺栓孔(1-4-1)，该底板螺栓孔(1-4-1)与开洞箱型体梁顶板(1-1)上的一个顶板螺栓孔(1-1-2)上下贯通对应。5.根据权利要求4所述的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架，其特征是：所述的U型垫板(1-5-1)由一个底垫板(1-5-1-1)和两个侧垫板(1-5-2)焊接而成，底垫板(1-5-1-1)宽度较与之对应的开洞箱型体梁底板(1-4)的间隔的宽度小0～30mm，底垫板(1-5-1-1)的长度较开洞箱型体梁底板(1-4)的宽度加两个开洞箱型体梁侧板(1-2)厚度之和大5～20mm，每块底垫板(1-5-1-1)中心均开设一个带螺纹的底垫板螺栓孔；底垫板(1-5-1-1)的底面与开洞箱型体梁底板(1-4)的底面处于同一平面；两块侧垫板(1-5-2)位于底垫板(1-5-1-1)两端，并与底垫板(1-5-1-1)相互垂直，尺寸、规格均相同，宽度与底垫板(1-5-1-1)相等，高度较箱型体梁侧板高度小100～500mm，每块侧垫板(1-5-2)中部在与开洞箱型体梁侧板(1-2)同高度位置开设一个侧垫板螺栓孔，该侧垫板螺栓孔的尺寸与开洞箱型体梁侧板(1-2)上侧板螺栓孔(1-2-1)的尺寸一致；所述的传力螺杆(1-5-2)由高强钢制作而成，其长度较开洞箱型体梁的高度大100～800mm，其直径较箱型体梁顶板上圆形孔洞(1-1-1)的直径小10～500mm；传力螺杆(1-5-2)的两端均设有螺纹，两端螺纹段的直径比不带螺纹的中间段小5～20mm，其中一端螺纹段的长度与U型垫板(1-5-1)的底垫板(1-5-1-1)厚度相等。6.根据权利要求5所述的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架，其特征是：所述的T型件(1-6)由连接底板(1-6-1)与悬臂板(1-6-2)焊接而成，连接底板(1-6-1)的尺寸、规格与开洞箱型体梁端板(1-3)相同，其上均匀开设有多个连接底板螺栓孔(1-6-1-1)，其位置与开洞箱型体梁端板(1-3)上的端板螺栓孔(1-3-1)相同，其规格、尺寸不低于开洞箱型体梁端板(1-3)上的端板螺栓孔(1-3-1)的规格与尺寸；悬臂板(1-6-2)为矩形板，位于连接底板(1-6-1)中线位置，并与连接底板(1-6-1)相互垂直，悬臂板(1-6-2)宽度与连接底板(1-6-1)的宽度相同，其上开设有多个孔洞(1-6-2-1)。7.根据权利要求5所述的一种可传递水平及多点局部竖向荷载的多功能支架，其特征是：所述的拆卸式立柱(2)由两个U型钢柱及上下两个矩形端板焊接而成；U型钢柱沿腹板中线等距离开设多个腹板螺孔(2-1)，两U型钢柱腹板相靠、有间距地布置于两矩形端板中部，两U型钢柱的下端同时与下矩形端板焊接在一起，上端同时与上端板焊接在一起，两U型钢柱的腹板间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，叶继红，王强，赵庆阳，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32