[实用新型]一种装配梁结构实验模型

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程专业实验结构力学的教学实践领域，涉及静定、超静定装配梁结构实验装置以及应用该装置进行的结构力学实验。

背景技术

结构力学是高等院校土木工程专业必修学科，主要以梁、拱、桁架、刚架等杆件结构为主要研究对象，根据力学原理研究外力和其他外界因素作用下结构的内力和变形，结构的强度、刚度、稳定性和动力反应，以及结构的组成规律和受力性能。

目前高等院校结构力学的教学方法主要是理论教学，缺少对相关力学原理的实验验证，导致部分同学对相关理论理解不够深入，甚至对相关理论产生质疑。因此，在结构力学教学中引入实验环节是其教学发展的必然趋势。

本实用新型多跨梁结构实验模型中的反力框架/第一种蜗轮蜗杆的加载方式与本课题组已经公开的中国专利(2015107123346一种将力法直观化的教学实验装置；2015107079593一种将位移法直观化的教学实验装置)中的内容相似，也是只起到支撑提供导轨和加载的作用，不为本实用新型的创新结构。

在结构力学教学各个章节中，均以梁式结构为最基本研究对象，所以实用新型一种装配梁结构实验装置用以研究结构力学相关理论，尤为重要。

实用新型内容

为改变目前结构力学教学中缺乏相关实验环节的现状，实用新型一种装配梁结构实验装置，该装置结构简单、可重复利用、测量结果准确，能够实现结构力学中静定和超静定结构内力分布实验、位移互等定理和力法等教学内容的实验化。通过实验，使学生们更加准确理解结构力学相关理论和假设。

本实用新型的技术方案如下：

一种装配梁结构实验模型包括装配梁结构、蜗轮蜗杆加载装置、转角约束及加载装置、支承及约束装置和测量设备。

所述装配梁结构分为静定结构和超静定结构两种基本结构，两种基本结构均通过杆件和结点连接而成。

所述的静定结构包括矩形薄壁杆件1c、1d、变刚度杆件1b和三种结点夹具；所述的变刚度杆件1b根据刚度不同有空心方杆、实心方杆和实心矩形杆三种不同形式。所述的变刚度杆件1b一端通过螺丝与铰结点夹具A2a相连，铰结点夹具A2a通过销栓2f与铰结点夹具B2b相连，铰结点夹具B2b通过螺丝与支座3连接，形成固定铰支座；变刚度杆件1b另一端通过螺丝与刚结点夹具C2c连接，刚结点夹具C2c另一端通过螺丝与矩形薄壁杆件1c一端相连，实现变刚度杆件1b和矩形薄壁杆件1c之间的固接；刚结点夹具C2c中部通过销栓2f与铰结点夹具B2b相连，铰结点夹具B2b通过螺丝与支座3相连，形成活动铰支座。所述的矩形薄壁杆件1c另一端通过螺丝与铰结点夹具B2b连接，铰结点夹具B2b再通过销栓2f与铰结点夹具A2a连接，铰结点夹具A2a通过螺丝与矩形薄壁杆件1d一端连接，实现矩形薄壁杆件1c和矩形薄壁杆件1d之间铰接；所述的矩形薄壁杆件1d的另一端通过螺丝与铰结点夹具A2a连接，铰结点夹具A2a通过销栓2f与铰结点夹具B2b连接，铰结点夹具B2b通过螺丝与支座3相连，形成活动铰支座。

所述的超静定结构包括矩形薄壁杆件1a、变刚度杆件1b和四种结点夹具2a、2b、2c、2d。所述的变刚度杆件1b一端、刚结点夹具D2d和支座3依次通过螺丝固定连接，实现固定支座；所述的变刚度杆件1b的另一端通过刚结点夹具C2c与矩形薄壁杆件1a的一端固定连接，刚结点夹具C2c中部通过销栓2f 与铰结点夹具B2b相连，铰结点夹具B2b通过螺丝安装在支座3上部，实现活动铰支座。所述的矩形薄壁杆件1a另一端通过螺丝与铰结点夹具A2a连接，铰结点夹具A2a通过销栓2f与铰结点夹具B2b连接，铰结点夹具B2b通过螺丝安装在另一个支座3上，实现活动铰支座。所述的铰结点夹具A2a、铰结点夹具B2b具有与矩形薄壁杆件1a、1c、1d相同的刚度，刚结点夹具C2c、刚结点夹具D2d具有与变刚度杆件1b中实心矩形杆相同的刚度。

所述的蜗轮蜗杆加载装置有两种，蜗轮蜗杆加载装置能够手动控制施加拉力和压力，实现加载与卸载，并通过力传感器5在计算机上显示所加荷载大小。