[发明专利]多点均布加载柔性连接空间多级分配梁系统及其实施方法

说明书

一种多点均布加载柔性连接空间多级分配梁系统，由多层分配梁构成，由上及下，第一层由一根分配梁构成，第二层由两根分配梁构成，其余层分配梁数量依次倍增；每层分配梁之间相互平行，且与相邻层分配梁之间相互垂直，相邻层分配梁通过销轴支座实现柔性连接；每根分配梁上表面中间位置通过一个销轴支座与其上一层分配梁相连接，下表面两端各通过一个销轴支座与其下一层分配梁相连；底层分配梁下表面的销轴支座与试件相连，顶层分配梁上表面的销轴支座与加载装置相连。本发明可实现多点均布加载，使集中力的分配由线拓展至面，并且在加载过程中不会因试验模型的破坏或者大变形而发生塌落，提高了模型平面加载试验的操作便捷性与安全性。

技术领域

本发明涉及一种多点均布加载柔性连接空间多级分配梁系统及其实施方法，属于土木工程技术领域。

背景技术

与传统的钢筋混凝土结构相比，钢结构具有绿色环保、抗震性能好、施工速度快、材料可回收利用等特点。随着国民经济的飞速发展，我国钢产量已跃居世界首位，国内钢结构产业也得到快速发展。但与发达国家相比，我国钢结构建筑占钢产量的比重仍明显偏低，同时，我国建筑结构在节能降耗(可循环)、工业化生产、大企业集团运营，产品标准化、系列化、通用化等方面仍存在明显差距。我国正处于工业化和城镇化快速发展阶段，年项目建设工程量庞大，资源消耗严重，环境恶化压力巨大，发展绿色建筑已被列为国家中长期科学和技术发展规划纲要中重点领域中的优先主题，因此，大力发展绿色环保、抗震性能优异的钢结构建筑符合我国基本国情，对节约资源和能源，减少环境污染，促进社会可持续发展具有重要意义，同时也是加快我国建筑产业化、工业化的一条有效途径。

钢结构受力复杂，大多钢结构试验需要精准模拟钢构件的受力情况，因此钢结构试验对加载装置有着更严格的要求。现阶段，加载试验中一个加载装置只能提供单个集中力的施加，因而对于多点均布加载，需要通过增设分配梁进行力的分配。

现有的常规一级分配梁结构如图1所示，该分配梁02通常由一根钢梁加垫块03组合而成。仅能将千斤顶01施加的集中力分配成直线上几个点的均布加载。但对于大面积构件所需的平面内多点均布加载将无法实现。而且常规分配梁在实验即将结束时，可能会因实验构件的破坏或大变形而发生塌落，进而对实验场地造成一定破坏。

进而，已知的一种新型多级分配梁试验装置，是在试验梁与试验压力机之间通过铰支座叠加多级分配梁，只是从垂直单一方向上增加了分配梁的厚度，以防止试验过程中分配梁发生弯曲变形，而分配梁在试验梁的作用面积不变，所以同样不适用于大面积构件所需的平面内多点均布加载。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种多点均布加载柔性连接空间多级分配梁系统及其实施方法，实施操作简单，可实现加载试验中大面积、大跨度试件或结构的平面内多点均布加载，降低试验过程中平面内加载不均匀的问题；还可有效避免实验过程中，因实验试件破坏或大变形而导致分配梁塌落的问题，进而有效保护实验场地，提高实验操作的便捷性与安全性。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种多点均布加载柔性连接空间多级分配梁系统，设置于加载装置和试件之间，该空间多级分配梁系统由多层分配梁构成，由上及下，第一层由一根分配梁构成，第二层由两根分配梁构成，第三层由四根分配梁构成，其余层分配梁数量依次倍增；每层分配梁之间相互平行，且与相邻层分配梁之间相互垂直，相邻层分配梁通过销轴支座连接；每根分配梁上表面中间位置通过一个销轴支座与其上一层分配梁相连接，下表面两端各通过一个销轴支座与其下一层分配梁相连；底层分配梁下表面的销轴支座与试件相连，顶层分配梁上表面的销轴支座与加载装置相连。

一种多点均布加载柔性连接空间多级分配梁系统的实施方法，包括以下步骤：

步骤1，将三T型支座板通过螺栓安装在各根分配梁的上表面板中间位置，双T型支座板通过螺栓对称安装在各根分配梁下表面板两端部位置，螺栓拧紧；