[实用新型]钢筋混凝土板传力机制教学演示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钢筋混凝土板传力机制教学演示装置，属于教学辅助设备技术领域。

背景技术

钢筋混凝土板是房屋结构中应用最为广泛的一种水平承重构件。钢筋混凝土板四边有梁或墙支承，形成四边支承钢筋混凝土板，如果板在两个方向跨度的比值大小和支承条件不同时，其传力机制和变形特点就有较大的区别。当板的长边与短边之比大于2时，板上的荷载基本上沿短边传递，当板的长边与短边之比小于或等于2时，板上的荷载将沿两个方向传递，而且板的四角有上翘的趋势，此时板的周边有整体相连的梁或有承重墙压住，不容许上翘，结果使得板边的支座反力呈不均匀分布；对于某些悬挑的雨篷板或楼梯休息平台板，有时候仅三边有梁或墙支承，形成三边支承钢筋混凝土板，由于矩形板只有三边支承，其传力机制和变形特点与四边支承板有较大的区别，板上的荷载只能向三个方向的支承边传递，而且板的两角有上翘的趋势，自由边变形最大，因此这种三边支承钢筋混凝土板的传力机制和变形特征与四边支承的有很大的不同，也是钢筋混凝土结构课程教学中的核心内容和学习难点。

在过去的教学中，由于钢筋混凝土构件的加工和制作成本高，没有设置钢筋混凝土板传力机制的演示实验，教师只能根据教科书上的部分图形对复杂的传力机制进行讲解，学生缺乏直观的感性认识，很难区别和理解不同类型的钢筋混凝土板的传力机制和变形特点，从而影响学生对钢筋混凝土结构设计原理的深入学习和正确应用。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种钢筋混凝土板的传力机制教学演示装置。通过该装置的演示，可以帮助学生直观地观察钢筋混凝土板的受力特征，正确掌握钢筋混凝土结构设计原理和设计方法，本实用新型通过以下技术方案来实现。

一种钢筋混凝土板传力机制教学演示装置，包括支座1、短支承梁2、对角梁3和正交梁4，所述支座1由数块矩形板组成，两两矩形板以直角相接而成，每个直角边上放置短支承梁2，直角的对角线上放置有对角梁3，沿支座1横纵轴线上放置正交梁4。

所述短支承梁2、对角梁3、正交梁4的材质为扁钢片。

所述对角梁3与正交梁4之间的交叉点上安装荷载锤5。

所述对角梁3在直角上的搭接点安装平衡锤6。

所述荷载锤5、平衡锤6为砝码。

钢筋混凝土板传力机制教学演示装置可根据矩形板数量分制造出结构不同的钢筋混凝土板传力机制教学演示装置，如当矩形板数量为4时，构成四边支承钢筋混凝土板传力机制的教学演示装置；当矩形板数量为3时，构成三边支承钢筋混凝土板传力机制的教学演示装置。

四边支承钢筋混凝土板传力机制的教学演示装置的教学演示为：（1）将荷载锤5（砝码）安装于两根对角梁3与两根正交梁4的交叉点上，可看到正交梁4和对角梁3均向下弯曲，且对角梁3的伸臂端在四角处向上翘起，短支承梁2也微微向下弯曲，正交梁4和对角梁3共同承担荷载，所有的梁均只有正弯矩，因所有的梁均只有向下弯曲的形态；（2）安装荷载锤5后，同时将四个平衡锤6分别安装于对角梁3在直角上的搭接点，可看到交叉点上荷载锤5略有抬起，即正交梁4和对角梁3向下弯曲的程度将略有减小，与此同时对角梁3在其支座1处将向上弯曲（反弯）,短支承梁2向下弯曲（正弯）的程度将略有加大，对角梁3除了正弯矩作用外，在支座1区域还有负弯矩作用，因对角梁3有向下和向上弯曲的两种弯曲形式，短支承梁2由于正弯矩增加其向下的弯曲的程度也增加了，对角梁3和短支承梁2内的弯矩均代表了板角区域的主弯矩和主弯矩的方向，沿主弯矩方向设置钢筋是最直接的传力方式。

四边支承钢筋混凝土板传力机制的教学演示装置的教学演示直观的让学生了解：（1）对角梁四角处为什么会翘起；（2）正弯矩和负弯矩的存在以及它们的主方向如何；（3）钢筋混凝土板应怎样布置钢筋才是最为直接的传力方式；（4）钢筋混凝土板刚度是对角梁四角翘起时大还是不翘起时大。