一种悬挑结构中节点的加载方法

摘要

本发明公开了一种悬挑结构中节点的加载方法，具体包括如下步骤：步骤1：制作加载节点；步骤2：制作加载装置。步骤3：在悬挑结构中安装加载装置：将加载装置放置在水平硬化混凝土地板上，调整底板的厚度或垫板的数量调节加载装置的高度，使滚动柱刚好接触需要施加力的构件下方，从而将加载装置支撑在悬挑结构中。本发明的方法当构件发生位移时，构件仍然在节点的切线方向上，只是接触面的位置发生了变化，但是接触面面积未发生变化，保证了接触面不变，且施力方向仍与构件垂直。使得施加的力全部作用在构件上，能够简便且准确的计量构件承受了多大的力。

权利要求

1.一种悬挑结构中节点的加载方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1：制作加载节点：

所述加载节点包括滚动柱(1)和垫板(2)，所述滚动柱(1)为一圆柱，垫板(2)为长方形；垫板(2)的上半部分的中部设有一长方形槽，该槽的长度大于滚动柱(1)的长度，其深度小于滚动柱(1)的底面半径；滚动柱(1)置于该槽内；

步骤2：制作加载装置：

所述加载装置包括加载节点、顶托(3)、称重传感器(4)、底托(5)和液压千斤顶(6)；

其中，所述液压千斤顶(6)的底部垫有底板(7)；所述顶托(3)包括下端带有螺纹的顶托柱体(32)以及固连在顶托柱体(32)上的托板(31)；所述底托(5)包括上端带有螺纹的底托柱体(52)、连接板(51)和套圈(53)；底托柱体(52)通过连接板固定在套圈(53)上方；套圈(53)为圆形筒；顶托(3)的顶托柱体(32)螺接在称重传感器(4)的上方；底托(5)的底托柱体(52)螺接在称重传感器(4)的下方；底托(5)的套圈(53)安装固定在液压千斤顶(6)的上方；顶托(3)的托板(31上安装垫板(2)；

步骤3：在悬挑结构中安装加载装置：

将加载装置放置在水平硬化混凝土地板上，通过调整底板(7)的厚度或垫板(2)的数量调节加载装置的高度，使滚动柱(1)刚好接触需要施加力的构件下方，从而将加载装置支撑在悬挑结构中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加载节点中的垫板(2)上设置的槽为长方形。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述底板(7)的长度为40cm、宽度为40cm、厚1cm。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滚动柱(1)为直径2cm长度5cm的圆柱型钢块；垫板(2)为10cm×10cm×1cm的钢板；钢板中部槽的深度为1cm、长度为6cm、宽度为3cm。

说明书

一种悬挑结构中节点的加载方法

技术领域

[0001] 本发明涉及实验监测领域，是一种悬挑结构中节点的加载方法。

背景技术

[0002] 在悬挑结构端部施加荷载时，当荷载增大，构件发生变形时，悬挑构件端部会围绕固定端产生位移，而加载装置是固定的，不能够在加载过程中时刻保持加载节点与构件垂直，会导致加载点位置偏移。现有的加载过程如图2所示，当构件在力的作用下发生由a位置变化到b、c或d位置时，由于构件的位移变化导致加载点与构件的接触位置发生变化。在a位置时加载点和构件接触点与在d位置时的接触点不同，即加载力在构件上的作用点位置发生了变化，如图6（a）和图6（c）所示的情况，接触部分由一个面变为一个点；且在加载时，加载装置施力的方向是与构件垂直的，能够保证加载装置施加的力全部作用在构件上，但当施力节点与构件的接触变为一个点时，施力方向与构件不再垂直，施加的力不能全部作用在构件上，无法计量构件承受了多大的力。

发明内容

[0003] 针对现有技术中存在的构件发生位移时施力节点与构件的接触面面积变化且施力方向不再与构件垂直的问题，本发明的目的在于，提供一种悬挑结构中节点的加载方法，该方法加载的节点在施力过程中，当构件发生位移时，构件仍然在节点的切线方向上，保证了接触面不变，且施力方向仍与构件垂直。

[0004] 为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以解决：

[0005] 一种悬挑结构中节点的加载方法，具体包括如下步骤：

[0006] 步骤1：制作加载节点：

[0007] 所述加载节点包括滚动柱和垫板，其上半部分的中部设有一长方形槽，该槽的长度大于滚动柱的长度，其深度小于滚动柱的底面半径；滚动柱置于该长方形槽内；

[0008] 步骤2：制作加载装置：

[0009] 所述加载装置包括加载节点、顶托、称重传感器、底托和液压千斤顶；其中，所述顶托包括下端带有螺纹的顶托柱体以及固连在顶托柱体上的托板；所述底托包括上端带有螺纹的底托柱体、连接板和套圈；底托柱体通过连接板固定在套圈上方；套圈为圆形筒；顶托的顶托柱体螺接在称重传感器的上方；底托的底托柱体螺接在称重传感器的下方；底托的套圈安装固定在液压千斤顶的上方；顶托的托板上安装垫板。

[0010] 步骤3：在悬挑结构中安装加载装置：

[0011] 将加载装置放置在水平硬化混凝土地板上，调整底板的厚度或垫板的数量调节加载装置的高度，使滚动柱刚好接触需要施加力的构件下方，从而将加载装置支撑在悬挑结构中。

[0012] 进一步的，所述滚动柱为一圆柱，垫板为长方形。

[0013] 进一步的，所述加载节点中的垫板上设置的槽为长方形。

[0014] 进一步的，所述液压千斤顶的底部垫有底板。

[0015] 进一步的，所述底板的长度为40cm、宽度为40cm、厚1cm。

[0016] 进一步的，所述滚动柱为直径2cm长度5cm的圆柱型钢块；垫板为10cm×10cm×1cm的钢板；钢板中部槽的深度为1cm、长度为6cm、宽度为3cm。

[0017] 与现有技术相比，本发明的节点加载方法的优点在于：

[0018] 在开始加载时，构件的方向即在节点的切线方向，接触面为圆周面的一部分；当构件发生位移时，构件仍然在节点的切线方向上，只是接触面的位置发生了变化，但是接触面面积未发生变化，保证了接触面不变，且施力方向仍与构件垂直。使得施加的力全部作用在构件上，能够简便且准确的计量构件承受了多大的力。

附图说明

[0019] 图1为本发明的方法中节点的结构示意图，其中，（a）为节点的正视图，（b）为节点的侧视图；（c）为（a）视角的剖面图，（d）为（b）视角的剖面图，（e）为节点的俯视图。

[0020] 图2为现有的加载节点的悬挑结构中施加荷载时构件变形图。其中，a、b、c、d分别表示构件加载不同阶段时的位移状态。

[0021] 图3为现有的加载节点的悬挑结构的示意图。

[0022] 图4为按照本发明的方法中对悬挑结构进行加载节点的状态图。

[0023] 图5为悬挑结构中加载节点的状态示意图，（a）、（c）表示现有的节点加载方法中作用点前后变化情况，（b）、（d）表示本发明的方法中节点加载时作用点前后变化情况。

[0024] 图6为垫板的结构示意图。其中，（a）是一个方向的剖视图，（b）是另一个方向的剖视图，（c）是正视图，（d）是侧视图，（e）是俯视图。

[0025] 图7是本发明的方法在应用时的加载装置图。

[0026] 图8是顶托的结构示意图；其中，（a）为顶托的正视图；（b）为顶托的剖视图。

[0027] 图9是底托的结构示意图；其中，（a）为底托的正视图；（b）为底托的剖视图。

[0028] 图10是本发明的实施例的两个测试图。（a）为一次加载测试的结果；（b）为另一次加载测试的结果。

[0029] 以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步解释说明。

具体实施方式

[0030] 本发明的悬挑结构中节点的加载方法，具体包括如下步骤：

[0031] 步骤1：制作加载节点；

[0032] 所述加载节点包括滚动柱（1）和垫板（2），滚动柱（1）为一圆柱，垫板（2）为长方形，其上半部分的中部设有一长方形槽，该长方形槽的长度大于滚动柱（1）的长度，其深度小于滚动柱（1）的底面半径；滚动柱（1）置于该长方形槽内；

[0033] 步骤2：制作加载装置。

[0034] 如图7所示，所述加载装置包括加载节点（加载节点包括滚动柱1和垫板2）、顶托3、称重传感器4、底托5和液压千斤顶6；其中，如图8所示，所述顶托3包括下端带有螺纹的顶托柱体32以及固连在顶托柱体32上的托板31；如图9所示，底托5包括上端带有螺纹的底托柱体52、连接板51和套圈53；底托柱体52通过连接板固定在套圈53上方；套圈
53为圆形筒；顶托3的顶托柱体32螺接在称重传感器4的上方；底托5的底托柱体52螺接在称重传感器4的下方；底托5的套圈53安装固定在液压千斤顶6的上方；顶托3的托板31上安装垫板2。液压千斤顶6的底部垫有底板7。

[0035] 需要说明的是，该加载装置的高度通过增加底板7的厚度或垫板2的数量来调节。

[0036] 本实施例中，滚动柱1为直径2cm长度5cm的圆柱型钢块；垫板2为10cm×10cm×1cm的钢板；钢板中部槽的深度为1cm、长度为6cm、宽度为3cm；底板7的长度为40cm、宽度为40cm、厚1cm。

[0037] 步骤3：在悬挑结构中安装加载装置

[0038] 将加载装置放置在水平硬化混凝土地板上，调整底板7的厚度或垫板2的数量调节加载装置的高度，使滚动柱1刚好接触需要施加力的构件下方，从而将加载装置支撑在悬挑结构中。

[0039] 如图5（b）、图5(d)所示，在开始加载时，构件的方向即在节点的切线方向，接触面为圆周面的一部分；当构件发生位移时，构件仍然在节点的切线方向上，只是接触面的位置发生了变化，但是接触面面积未发生变化，保证了接触面不变，且施力方向仍与构件垂直。

[0040] 为了说明本发明的方法的有效性，发明人对按照本发明的上述加载方法处理后的悬挑结构中的节点进行了多次加载测试，图10（a）、图10（b）是其中两次加载测试所得到的结果，可以看出，两幅图的图形变化均均匀规律。随着加载时间的增加，施加了阶梯型均匀增长的荷载，测试发下，在每个阶梯上，荷载值是稳定的，且增加幅度与施加的荷载大小一致，持续时间相同，由测试结果说明了本发明的方法加载节点的有效性。