[发明专利]一种基于杠杆原理的钢梁稳定试验集中荷载加载装置

说明书

本发明公开了一种基于杠杆原理的钢梁稳定试验集中荷载加载装置，包括加载梁、线接触支座、钢绞线、反力架、千斤顶、力传感器、花篮螺丝和梁端夹支支座，所述钢绞线其中一根一端与所述加载梁相连，另一端通过所述花篮螺丝与地面锚固，所述钢绞线另一根一端与所述加载梁另一端相连，另一端与所述反力架和所述千斤顶相连，所述千斤顶将荷载通过所述加载梁和所述线接触支座传递至所述试验梁。本发明能够释放传统千斤顶加载装置对钢梁的侧向位移的约束，能保持所施加的荷载竖直向下，通过刀铰支座保持荷载力竖向加载，同时释放钢梁扭转变形。

技术领域

本发明涉及钢结构领域，特别涉及一种基于杠杆原理的在钢梁跨中施加集中荷载测量钢梁稳定承载力的加载装置。

背景技术

作为建筑物常用的材料，钢具有强度高、重量轻、抗震性能好和可靠性高等众多突出的优点，同时可以有效减轻结构自重、降低工程成本、降低能耗以及利于环境保护，近年来在工程实际中得到了广泛应用。

钢梁作为钢结构中的主要受力构件，钢梁的稳定问题是研究人员关注的重点。因此需要对钢梁的整体稳定性能进行试验研究。

关于钢梁整体稳定的研究，国内外的试验研究较少，原因是一般的加载装置会对钢梁产生较大的约束。由目前的钢梁整体稳定试验研究来看，传统的加载方式分为两种：千斤顶加载和重物吊挂记载。

用千斤顶对钢梁进行跨中集中加载存在以下缺点：（1）千斤顶施加集中荷载时会约束钢梁的侧向位移，使钢梁不容易发生整体失稳。（2）千斤顶施加集中荷载，通常是面荷载，与理想状态的点荷载状态差甚远，这会约束钢梁的扭转。

采用重物吊挂加载时存在以下缺点：（1）对于承载力较大的钢梁，重物加载需要的重物较多，难以解决吊挂问题。（2）重物加载时钢梁受力不连续，难以确定最终极限荷载。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于杠杆原理在钢梁整体稳定试验中能释放钢梁侧向位移及扭转变形的跨中集中荷载加载装置。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于杠杆原理的钢梁稳定试验集中荷载加载装置，包括加载梁、线接触支座、钢绞线、反力架、千斤顶、力传感器、花篮螺丝和梁端夹支支座，

所述加载梁长度方向与试验梁长度方向垂直，上翼缘左右两端各设置有两个安装有销轴的耳板；

所述线接触支座的上端通过用于采集施加在所述试验梁上荷载大小的力传感器固定在所述加载梁跨中下表面，下端用夹具固定于所述试验梁跨中上表面；

所述反力架通过锚栓固定于地面，所述千斤顶竖直固定在所述反力架上；

所述钢绞线包括第一钢绞线和第二钢绞线，所述第一钢绞线的一端与所述加载梁一端的销轴连接，保持钢绞线和所述加载梁之间可发生自由转动，另一端通过所述花篮螺丝固定于地面；所述第二钢绞线一端与所述加载梁另一端的销轴连接，保持钢绞线和所述加载梁之间可发生自由转动，另一端穿过所述反力架与所述千斤顶相连；

所述梁端夹支支座位于实验梁两端且通过实验梁反力架锚栓固定于地面，包括两个连接于实验梁两端下表面的铰支座、每个铰支座的左右两侧对称地固定有线接触限位装置，用于限制实验梁绕长度方向的扭转、沿水平及垂直方向上的位移，实现钢梁稳定试验中理想夹支状态。

优选地，所述线接触支座采用刀铰支座，包括锥面部和凹槽面部，所述锥面部通过夹具与所述传感器固定，所述凹槽面部通过用夹具固定在所述试验梁跨中上表面。

优选地，所述线接触支座采用滚轴支座，所述滚轴支座通过夹具固定在所述试验梁跨中上表面且滚轴长度方向与所述试验梁长度方向相同。