[发明专利]试件自由度约束装置及其施工方法

说明书

本发明涉及一种试件自由度约束装置，包括偶数个的约束单体，所述约束单体包含混凝土构件，所述混凝土构件的中部具有凹槽，所述凹槽底部设置有平钢板，沿所述平钢板的长度方向间隔设置若干支撑钢板，每个所述支撑钢板的顶部均设置有下弧形衬套，若干所述下弧形衬套上架设有一根圆钢杆，所述圆钢杆上沿其长度方向间隔套设有若干轴承，所述下弧形衬套上扣合有上弧形衬套并经螺栓固定后将圆钢杆压紧；本发明还涉及一种试件自由度约束装置的施工方法。本发明结构设计简单、合理，能够约束试件的平动自由度与转动自由度，采用轴承和圆钢杆可完全消除试件与约束装置之间的摩擦力，从而使试件加载过程中的边界条件接近实际边界条件。

技术领域

本发明涉及一种试件自由度约束装置及其施工方法。

背景技术

在试验构件的加载中，在约束试验构件的平动与转动自由度的同时，尽量减小试验构件与约束装置之间的摩擦力，从而使试验构件加载过程中的边界条件接近实际边界条件，需设计合理的约束装置。通常采用钢板或角钢来约束平动与转动自由度，并涂抹黄油来减小摩擦力。这种方法虽然能够约束平动与转动自由度，但由于黄油易涂抹不均，且其自身存在一定的粘滞性能，能够减少部分摩擦力，却无法完全消除摩擦力。而且试验构件在往复荷载作用下，黄油易移位，从而导致摩擦力值无法控制。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种试件自由度约束装置及其施工方法，不仅结构设计合理，而且高效便捷。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种试件自由度约束装置，包括偶数个的约束单体，所述约束单体包含混凝土构件，所述混凝土构件的中部具有凹槽，所述凹槽底部设置有平钢板，沿所述平钢板的长度方向间隔设置若干支撑钢板，每个所述支撑钢板的顶部均设置有下弧形衬套，若干所述下弧形衬套上架设有一根圆钢杆，所述圆钢杆上沿其长度方向间隔套设有若干轴承，所述下弧形衬套上扣合有上弧形衬套并经螺栓固定后将圆钢杆压紧。

优选的，两个所述约束单体上下相对扣合后形成套管状，并用螺杆螺母组件固定两个所述约束单体的两端，形成一组约束单体组件。

优选的，两个所述约束单体上下相对扣合后形成套管状，并用螺杆螺母组件固定两个所述约束单体的两端，形成一组约束单体组件，两组所述约束单体组件并排设置。

优选的，所述平钢板经膨胀螺丝与混凝土构件的凹槽固定连接。

优选的，所述支撑钢板呈三角形。

优选的，所述支撑钢板焊接在平钢板上，所述下弧形衬套焊接在支撑钢板上。

优选的，所述下弧形衬套与轴承交替设置。

一种试件自由度约束装置的施工方法，包括上述任意一项所述的试件自由度约束装置，包含以下步骤：

（1）预制混凝土构件，所述混凝土构件的中部具有凹槽，在所述混凝土构件的两端预留螺杆孔；

（2）将平钢板固定在步骤（1）中预制的混凝土构件的凹槽底部，沿所述平钢板的长度方向间隔设置若干支撑钢板，在每个所述支撑钢板的顶部设置下弧形衬套；

（3）在圆钢杆的长度方向上间隔套设若干轴承，将套设有轴承的圆钢杆架设于若干所述下弧形衬套上，并在每个所述下弧形衬套上扣合上弧形衬套，最后用螺栓固定每对上弧形衬套与下弧形衬套，所述混凝土构件、平钢板、支撑钢板、下弧形衬套、圆钢杆、轴承以及上弧形衬套形成一个约束单体；

（4）将两个步骤（3）得到的约束单体上下相对扣合、形成套管状，通过螺杆螺母组件将上下相对扣合的两个所述约束单体固定连接形成一组约束单体组件，从而得到用以约束试件的平动自由度的约束装置；