[实用新型]一种圆截面钢管混凝土径向倾斜受压强度试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程中的结构工程领域，特别涉及一种圆截面钢管混凝土径向倾斜受压强度试验装置。 

背景技术

众所周知，圆管截面的桁架、塔架、格构式结构具有质量轻、整体性能好、抗扭刚度大、能够充分发挥材料强度等优良性能，并且其外表美观、制作和起吊安装方便，在维护和防火等方面也有巨大优势，因此，其在现代建筑中得到越来越广泛的应用。在此类结构中，使用钢管混凝土杆件可产生多重效应：一方面管内的混凝土提高了杆件强度、刚度及耐火性能，延缓了钢管的局部屈曲；另一方面混凝土在钢管的约束下处于复合受压状态，其强度得到提高、塑性和韧性得到改善。因此，在桁架、塔架、格构式结构中采用钢管混凝土有着良好的工程应用前景。南海紫洞大桥、浙江舟山输变电跨越塔、首钢自备电厂输煤栈桥柱等结构均采用了钢管混凝土构件，并取得了良好的工程效果。 

在圆钢管混凝土桁架、塔架和格构式结构的节点区等关键部位，钢管混凝土往往承受着由径向斜肢杆件传递来的荷载作用，其在径向倾斜荷载下的力学性能，是结构设计的关键问题之一。因此，需要对此类工况下的钢管混凝土强度开展有针对性的力学试验研究。在传统的试验方法中，要实现倾斜荷载的加载，往往需要大型实验室的自反力架装置，配合液压千斤顶、MTS等多种试验设备，边界条件复杂、控制难度大、对装置要求高，并且容易出现倾斜加载带来的荷载方向偏移、面外失稳等问题。由于钢管混凝土的径向承压能力远远高于传统的空钢管杆件，需要较大的荷载才能达到破坏性试验的目的，这更大大增加了倾斜加载的难度。同时，现有设备无法对圆截面试件提供有效的支撑面，因此难以对圆截面钢管混凝土进行受压强度试验。在这种情况下，迫切需求一种传力明确、操作简便、经济可靠的圆截面钢管混凝土径向倾斜受压强度试验装置，来适应科学研究和工程实践的需求。 

实用新型内容

本实用新型提出一种圆截面钢管混凝土径向倾斜受压强度试验装置，根据待测试试件的几何参数，制作大刚度的主底座、副底座体系，通过支撑，使得径向倾斜荷载处于竖直方向，从而可以直接利用常见的压力机、千斤顶等加载设备对钢管混凝土试件施加径向倾斜荷载。 通过副底座圆弧面的设置，实现对圆截面钢管混凝土的有效支撑和测试。通过滚轮架装置，消除摩擦可能产生的不利影响，通过荷载传感器测试试件的杆件内力，通过应变计和位移计获得试件的应变、变形等数据。试验结束后，将试件取下并替换，实现装置的重复利用。 

本实用新型的特征在于，是一种用于测试圆形截面的Y形、或K形、或其他带斜肢的钢管混凝土节点中的杆件在径向倾斜压荷载作用下的强度的试验装置，包含：主底座1、副底座2、滚轮架3、加载部件以及传感器组，其中： 

主底座1，位于试验机下方的平台7之上，所述主底座1是一种钢制加载底座，刚度是经过加强的，正对试验机的端面上，开有两个互成直角的第一倾斜平面10和第二倾斜平面11，所述第一倾斜平面10与水平方向的夹角为α，所述第二倾斜平面11与水平方向的夹角为β，α+β=90°， 

副底座2，是一种钢制、或混凝土制、或纤维增强混凝土制成的加载底座，在所述副底座2的上表面201上制作有弧度半径与待测试的圆截面钢管混凝土5的半径相等的圆弧面202，对应的圆心角为，所述副底座2的圆弧面202上沿轴向放置有所述待测试的圆截面钢管混凝土5， 

滚轮架3，沿长度方向上下对中地放置在所述副底座2的下表面与所述第一倾斜平面10之间，所述滚轮架3是一种减摩擦装置，由一个沿宽度方向布置有多根钢杆的钢制杆架301和套在所述钢制杆架301上的尺寸相同的钢制滚轮302组成， 

加载部件，包括加载端头4和处于竖直方向的加载杆6，所述加载端头4的上部平面通过螺栓与试验机上部的平台8的底面连接，下部平面的中轴线与所述加载杆6的中轴线对齐，所述加载端头4的宽度大于所述加载杆6的外径，所述加载杆6与所述待测试的圆截面钢管混凝土5的夹角为θ，α=θ，在强度试验前，所述加载杆6的底面与所述待测试的圆截面钢管混凝土5的上表面成相贯面，是相焊接的， 

传感器组，包括荷载传感器9、应变计和位移计，其中； 

荷载传感器9，对中放置于所述待测试的圆截面钢管混凝土5的侧面和所述第二倾斜平面11之间，并与所述待测试的圆截面钢管混凝土5相连接，用于在试验中实时测试所述待测试的圆截面钢管混凝土5的杆件内力， 

应变计和位移计，布置在所述待测圆截面钢管混凝土5和所述加载杆6的相交点或附近，用于获得所述待测试的圆截面钢管混凝土5的荷载-应变、荷载-变形关系曲线的实时响应数据。