[发明专利]一种监测支座变形与受力状态的方法

说明书

本发明公开了一种监测支座变形与受力状态的方法，所述方法通过确定支座的竖向移动楔形块、水平移动楔形块和测力楔形块间的变形协调关系，从而根据弹簧单元的变形量得到支座承受的竖向压力和相应的变形，根据波纹板的变形确定所述支座所受拉力以及剪力，并且通过调节弹性单元刚度参数可以调整测力精度。本发明根据弹性元件变形大小与支座受力大小呈现单值单调映射关系，能够通过弹性元件的变形实时观测支座在服役期间的变形及受力状态，提高了结构的安全性。

技术领域

本发明涉及土木工程支座技术领域，具体地说，是一种监测支座变形与受力状态的方法。

背景技术

在土木工程结构中，特别是在建筑结构和桥梁结构中，钢支座用于结构上、下部构件的固定连接，并通过球冠板实现节点弯矩释放。钢支座可分为固定支座、单向滑移支座和双向滑移支座。支座作为工程结构的边界关键部件，其服役期间的健康状况直接影响结构的安全性、使用性和舒适性，而支座的健康状况与其受力和变形状态息息相关，因此，实现对支座的实时监测与评估具有重要意义。现阶段，用于测量支座受力的方法主要是基于传感器的监测技术，且多数技术用于测量支座的竖向受力。本发明旨在提出一种监测支座变形与受力状态的方法，以实现对支座在受剪、受拉或受压时的实时监测。

发明内容

本发明的目的就在于改进现有支座的不足，从而提供一种监测支座变形与受力状态的方法，解决支座在服役期间多向受力监测问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种监测支座变形与受力状态的方法，所述支座包括：

连接板，用于与下方的承载结构固定连接，且所述连接板上设置有标尺系统；

下支座围壁，下侧贴合并固定连接所述连接板，所述下支座围壁的内部挖空构成空腔，左右两侧的上方则向外侧延伸形成条状凸起；

水平移动楔形块，位于所述下支座围壁的空腔内，所述水平移动楔形块下侧与连接板之间设置水平向滑移板，前后两侧与下支座围壁之间设置垂直向滑移板，右侧与下支座围壁之间留有空间，且左侧面与上侧面为斜面；

测力楔形块，位于所述下支座围壁的空腔内的所述水平移动楔形块的左方，所述测力楔形块左侧与下支座围壁之间设置垂直向滑移板，右侧面为与所述水平移动楔形块左侧面相对应的斜面，且与水平移动楔形块之间设置斜向滑移板，下侧则设置有弹簧测力系统；

竖向移动楔形块，位于所述下支座围壁空腔内的所述水平移动楔形块的上方，该竖向移动楔形块上表面设有球冠形的凹槽；该竖向移动楔形块前、后、左、右侧与下支座围壁之间均设置垂直向滑移板，下侧面为与所述水平移动楔形块上侧面相对应的斜面，且与水平移动楔形块之间设置斜向滑移板；

球冠板，位于所述竖向移动楔形块上方的球冠形的凹槽，且二者之间设置转动滑移板；

上支座板，位于所述球冠板上方，所述上支座板用于与上方的目标结构固定连接；所述上支座板左右两侧向下延伸并向内扣形成条状凹槽，且该条状凹槽与所述下支座围壁的条状凸起相匹配，所述条状凹槽对应于所述条状凸起的下侧接触面和侧边接触面均设置波纹板测力系统；

所述监测支座变形与受力状态的方法包括以下步骤：

S1、设所述支座承受的竖向压力设计值为F_N，竖向拉力为F_P，水平剪力为F_S，压力转换系数为η；

S2、根据支座的构型知所述竖向移动楔形块下表面的斜度为α₁，所述水平移动楔形块上表面的斜度为α₁，所述测力楔形块右侧表面的斜度为α₂；