[发明专利]一种连续可调试的单向偏心加载装置

说明书

本发明提出的是一种连续可调试的单向偏心加载装置，其结构包括2个钢节点结构，分别对称固定于1根压弯构件的两端，2个钢节点结构关于压弯构件跨中位置的截面镜面对称；每个钢节点结构包括2个带肋角钢、1个钢底板、1个球铰支座，其中2个带肋角钢的底部与钢底板表面的3条B卡槽连接，球铰支座的顶部与钢底板表面的6条A卡槽连接。本发明的优点：1）结构简单灵活，安装方便；装置传力清晰，传力路径明确；3）装置整体性好，可调节受弯构件偏心距，适应不同受弯构件的厚度；3）适用于多种形状的压弯构件加载，适用性广泛。

技术领域

本发明涉及的是一种连续可调试的单向偏心加载装置，属于木材建筑工程技术领域。

背景技术

竹（木）材料是节能可再生材料，而被加工过的竹（木）复合材料力学性能优异、形状灵活可变，更可作为建筑结构的承重构件。相较于目前以混凝土和钢材为主要原料的建筑结构，采用竹（木）复合材料作为结构材料，具有以下优点：1）可以充分利用可再生资源，减少不可再生资源的过度使用；2）能耗低、污染小，可大大降低建筑作业对环境的消极影响；3）自重较小、运输方便；4）我国地震活动范围广、强度大、频率高；由于质量轻、弹性好，竹（木）结构的抗震功能非常突出，实践证明，在地震中的竹（木）房屋的保存率较其他建材房屋高出很多。因此，生物质竹（木）结构有着传统混凝土、钢材等结构不可替代的优势，以竹（木）材料作为基础结构用材的现代竹（木）结构体系得到了快速发展，近几年，竹（木）结构更是朝着多、高层方向发展。

竹（木）结构通常采用梁-柱式结构形式，而竹（木）结构工程中的柱构件常因梁的偏心布置而处于偏心压弯状态。压弯构件是竹（木）结构体系的主要承重构件，其压弯力学性能决定了建筑整体的结构方案设计。然而，竹（木）材料与混凝土、钢材的应力-应变关系的本质性不同，使得参考已有的基于概念与构造设计为主的混凝土构件或钢构件承载力和变形计算方法，不能满足多、高层竹（木）结构设计的理论需求。其次，我国出台的木结构计算手册GB50005-2003尚未结合材料非线性和变形非线性的特点，无法准确计算竹（木）单向偏心受压柱构件的极限承载力与变形；现阶段我国竹（木）结构设计理论不完善，设计手段落后，国内外关于单向偏心压弯竹（木）构件的极限承载性能研究较少。因此单向偏心受压柱在实际工程结构设计中是不容忽视的，依据现代结构分析技术与结构设计原理进行单向偏心受压柱构件的承载力与变形计算研究对于高层竹（木）结构分析与设计是十分必要的。

然而，竹（木）及复合材料不能直接与钢进行焊接，因此难以与附加牛腿连接；而在轴压下并施加一方向水平力的传统单向偏心加载方式亦不适用于不同尺寸、不同偏心距的压弯构件加载方式。因此，制定一个简便易操作的适用于不同尺寸、不同偏心距的单向偏心加载方案是研究竹（木）压弯构件单向偏心性能的关键。

发明内容

本发明的目的在于克服现有竹（木）压弯构件单向偏心性能测量技术的上述缺陷，提出一种连续可调试的单向偏心加载装置，具有结构简单灵活、安装方便，装置传力清晰、整体性好，可以实现不同偏心距、不同厚度构件的加载设计，适用性广泛等优点。

本发明的技术解决方案：一种连续可调试的单向偏心加载装置，其结构包括2个钢节点结构，分别对称固定于1根压弯构件的两端，2个钢节点结构关于压弯构件跨中位置的截面镜面对称；每个钢节点结构包括2个带肋角钢1、1个钢底板2、1个球铰支座6，其中2个带肋角钢1的底部与钢底板2表面的3条B卡槽连接，球铰支座6的顶部与钢底板2表面的6条A卡槽8连接。

本发明的优点：

1）结构简单灵活，安装方便；

2）装置传力清晰，试验机通过球铰支座传递给钢底板，再均匀传给压弯构件，传力路径明确；

3）装置整体性好，试件两端钢连接节点形成钢域，由钢底板扩大压弯构件横截面受力范围再传给压弯构件避免构件局部压力集中，并通过球铰支座实现结构铰接，具有良好的整体性；