一种用于直角试件加载试验的组合单向铰

摘要

本发明的一种用于直角试件加载试验的组合单向铰，涉及钢筋混凝土结构力学性能测试技术领域，包括直角翼组件、辊轴和支撑座组件；直角翼组件包括直角板、第一凹槽构件以及设置在直角板和第一凹槽构件之间的多块第一加强肋板，直角板的开口与第一凹槽构件的开口背对设置并且直角板与第一凹槽构件对中布置；支撑座组件包括基板、墩座、第二凹槽构件以及设置在墩座和第二凹槽构件之间的多块第二加强肋板；第一凹槽构件的开口与第二凹槽构件的开口相对设置，辊轴设置在第一凹槽构件和第二凹槽构件之间并且与第一凹槽构件的凹槽底部和第二凹槽构件的凹槽底部抵接。本发明的单向铰加载消除试件被固支约束的偏心弯矩，大大提高试验精度。

权利要求

1.一种用于直角试件加载试验的装置，其特征在于：包括试验机、直角试件、设置在所述试验机的一端的组合单向铰和设置在所述试验机的另一端的球铰；所述组合单向铰包括直角翼组件、辊轴和支撑座组件；所述直角翼组件包括直角板、第一凹槽构件以及设置在所述直角板和第一凹槽构件之间的多块第一加强肋板，所述直角板的开口与所述第一凹槽构件的开口背对设置并且所述直角板与所述第一凹槽构件对中布置，所述多块第一加强肋板对称布置在所述直角板和所述第一凹槽构件的对称面的两侧并且均与所述直角板和所述第一凹槽构件连接；所述支撑座组件包括基板、墩座、第二凹槽构件以及设置在所述墩座和第二凹槽构件之间的多块第二加强肋板，所述墩座的一端与所述基板连接，所述第二凹槽构件设置在所述墩座的另一端，所述多块第二加强肋板对称布置在所述第二凹槽构件的两侧并且均与所述墩座和所述第二凹槽构件连接；所述第一凹槽构件的开口与所述第二凹槽构件的开口相对设置，所述辊轴设置在所述第一凹槽构件和第二凹槽构件之间并且与所述第一凹槽构件的凹槽底部和第二凹槽构件的凹槽底部抵接；所述组合单向铰和所述球铰配合加载在所述直角试件的两端并将所述直角试件转化为二力杆结构。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直角板由两块钢板焊接形成，所述多块第一加强肋板、多块第二加强肋板、墩座和基板均为钢板，所述第一凹槽构件由底部的钢板和两块侧部的钢板焊接形成，所述第二凹槽构件由两块侧部的钢板焊接在所述墩座另一端的表面形成，所述多块第一加强肋板与所述直角板和所述第一凹槽构件焊接，所述墩座的一端与所述基板焊接，所述多块第二加强肋板与所述墩座和所述第二凹槽构件焊接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述直角板的两块钢板与所述第一凹槽构件底部的钢板的夹角均为45度。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直角板和所述第一凹槽构件的对称面两侧的第一加强肋板的数量均为多块并均匀分布。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述直角板和所述第一凹槽构件的对称面两侧的第一加强肋板的数量均在三块以上。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二凹槽构件两侧的第二加强肋板的数量均为多块并均匀分布。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述第二凹槽构件两侧的第二加强肋板的数量均为三块以上。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多块第一加强肋板远离所述第一凹槽构件的一端倒圆角。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基板上开设有多个连接孔，所述连接孔上设置有连接螺栓。

说明书

一种用于直角试件加载试验的组合单向铰

技术领域

[0001] 本发明涉及钢筋混凝土结构力学性能测试技术领域，并且更具体地，涉及一种用于直角试件加载试验的组合单向铰。

背景技术

[0002] 钢筋混凝土结构广泛应用于地上地下工程，除了日常生活常见的地上构筑物结构，还有地下箱涵、管廊、隧道等城市生命线工程。常规的钢筋混凝土构件是规则的长方体
结构，常见的有梁板柱等，但是在复杂的工程环境和受力需求中，异型的钢筋混凝土构件也
不在少数，T型、L型、方型直角构件，圆形半圆形构件等都是在工程建设中常用到的构件形
式。工程建设耗费极大的人力物力，所以在工程建设中用到的构件和其形式必须预先在试
验室中验证其力学性能和耐久性性能，否则随之出现的工程质量问题会造成社会资源的极
大浪费和损失。

[0003] 地上工程中超高层建筑数量随着经济发展只增不减，内部经常采用直角剪力墙结构；我国每年城市综合管廊开工建设2000公里以上；隧道的开挖随着高铁网络的完善也积
极推进；可以说直角构件的应用将越来越多。然而，一般实验室荷载试验机采用的是直拉直
压形式，直角构件最重要的力学性能往往在于转角处的弯矩承受极限，以L型结构为例，若
采用一肢固定一肢受力的加载方法容易出现试件固定困难、辅助装置加工复杂、试验结果
精度差等问题。

[0004] 申请号为CN201910155625.8的中国专利申请文件提出了一种用于侧墙抗震恢复的单向铰构件，但该单向铰结构仍然是匹配于柱底平面，非分离式单向铰结构加工复杂度
较高，可重复利用可能性较小。

发明内容

[0005] 本发明目的就是为了弥补现有技术存在的缺陷，提供一种用于直角试件加载试验的组合单向铰，以解决背景技术中提出的问题。

[0006] 本发明技术方案如下：一种用于直角试件加载试验的组合单向铰，其特征在于：包括直角翼组件、辊轴和支撑座组件；所述直角翼组件包括直角板、第一凹槽构件以及设置在
所述直角板和第一凹槽构件之间的多块第一加强肋板，所述直角板的开口与所述第一凹槽
构件的开口背对设置并且所述直角板与所述第一凹槽构件对中布置，所述多块第一加强肋
板对称布置在所述直角板和所述第一凹槽构件的对称面的两侧并且均与所述直角板和所
述第一凹槽构件连接；所述支撑座组件包括基板、墩座、第二凹槽构件以及设置在所述墩座
和第二凹槽构件之间的多块第二加强肋板，所述墩座的一端与所述基板连接，所述第二凹
槽构件设置在所述墩座的另一端，所述多块第二加强肋板对称布置在所述第二凹槽构件的
两侧并且均与所述墩座和所述第二凹槽构件连接；所述第一凹槽构件的开口与所述第二凹
槽构件的开口相对设置，所述辊轴设置在所述第一凹槽构件和第二凹槽构件之间并且与所
述第一凹槽构件的凹槽底部和第二凹槽构件的凹槽底部抵接。

[0007] 进一步，所述直角板由两块钢板焊接形成，所述多块第一加强肋板、多块第二加强肋板、墩座和基板均为钢板，所述第一凹槽构件由底部的钢板和两块侧部的钢板焊接形成，
所述第二凹槽构件由两块侧部的钢板焊接在所述墩座另一端的表面形成，所述多块第一加
强肋板与所述直角板和所述第一凹槽构件焊接，所述墩座的一端与所述基板焊接，所述多
块第二加强肋板与所述墩座和所述第二凹槽构件焊接。

[0008] 进一步，所述直角板的两块钢板与所述第一凹槽构件底部的钢板的夹角均为45度。

[0009] 进一步，所述直角板和所述第一凹槽构件的对称面两侧的第一加强肋板的数量均为多块并均匀分布。

[0010] 进一步，所述直角板和所述第一凹槽构件的对称面两侧的第一加强肋板的数量均在三块以上。

[0011] 进一步，所述第二凹槽构件两侧的第二加强肋板的数量均为多块并均匀分布。

[0012] 进一步，所述第二凹槽构件两侧的第二加强肋板的数量均为三块以上。

[0013] 进一步，所述多块第一加强肋板远离所述第一凹槽构件的一端倒圆角。

[0014] 进一步，所述基板上开设有多个连接孔，所述连接孔上设置有连接螺栓。

[0015] 本发明的有益效果在于：

[0016] （1）单向铰加载消除试件被固支约束的偏心弯矩，能得到有说服力的试验结果。

[0017] （2）单向铰是组合式，加工运输方便，矩形槽口大大降低加工难度和成本，直角板握裹型设计可使一个装置适用用于多种尺寸试件加载试验，节省试验人力物力。

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将本对发明描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普
通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0019] 图1为本发明优选实施例的用于直角试件加载试验的组合单向铰的正视图。

[0020] 图2为本发明优选实施例的直角翼组件的仰视图。

[0021] 图3为本发明优选实施例的支撑座组件的俯视图。

[0022] 图4为上述单向铰的应用场景示例图。

[0023] 其中， 1‑直角翼组件；2‑辊轴；3‑支撑座组件；4‑直角板；5‑第一凹槽构件；6‑第一加强肋板；7‑基板；8‑墩座；9‑第二凹槽构件；10‑第二加强肋板；11‑连接螺栓；12‑试验机；
13‑直角试件；14‑球铰；15‑连接孔。

具体实施方式

[0024] 下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施
例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应
属于本发明保护的范围。

[0025] 图1为本发明优选实施例的用于直角试件加载试验的组合单向铰的正视图，图2为本发明优选实施例的直角翼组件的仰视图，图3为本发明优选实施例的支撑座组件的俯视
图，如图1‑3所示，包括直角翼组件1、辊轴2和支撑座组件3；所述直角翼组件1包括直角板4、
第一凹槽构件5以及设置在所述直角板4和第一凹槽构件5之间的多块第一加强肋板6，所述
直角板4的开口与所述第一凹槽构件5的开口背对设置并且所述直角板4与所述第一凹槽构
件5对中布置，所述多块第一加强肋板6对称布置在所述直角板4和所述第一凹槽构件5的对
称面的两侧并且均与所述直角板4和所述第一凹槽构件5连接；所述支撑座组件3包括基板
7、墩座8、第二凹槽构件9以及设置在所述墩座8和第二凹槽构件9之间的多块第二加强肋板
10，所述墩座8的一端与所述基板7连接，所述第二凹槽构件9设置在所述墩座8的另一端，所
述多块第二加强肋板10对称布置在所述第二凹槽构件9的两侧并且均与所述墩座8和所述
第二凹槽构件9连接；所述第一凹槽构件5的开口与所述第二凹槽构件9的开口相对设置，所
述辊轴2设置在所述第一凹槽构件5和第二凹槽构件9之间并且与所述第一凹槽构件5的凹
槽底部和第二凹槽构件9的凹槽底部抵接。

[0026] 图4为上述单向铰的应用场景示例图，结合图3所示，上述单向铰用于对直角试件13进行加载试验时，将该单向铰设置在试验机12的一端，配合试验机12另一端的球铰14或
单向铰使用，可在加载时将不规则的直角试件13转化为二力杆结构，消除固定支座辅助加
载的附加弯矩，大大提高试验精度。另外，该单向铰是组合式，加工运输方便，矩形槽口大大
降低加工难度，直角板握裹型设计可使一个装置适用用于多种尺寸试件加载试验，节省试
验人力物力。

[0027] 具体的，该单向铰可用于对直角钢筋混凝土试件进行加载试验，所述直角板4由两块钢板焊接形成，所述多块第一加强肋板6、多块第二加强肋板10、墩座8和基板7均为钢板，
所述第一凹槽构件5由底部的钢板和两块侧部的钢板焊接形成，所述第二凹槽构件9由两块
侧部的钢板焊接在所述墩座8另一端的表面形成，所述多块第一加强肋板6与所述直角板4
和所述第一凹槽构件5焊接，所述墩座8的一端与所述基板7焊接，所述多块第二加强肋板10
与所述墩座8和所述第二凹槽构件9焊接，所述直角板4的两块钢板与所述第一凹槽构件5底
部的钢板的夹角均为45度。采用上述钢板制作各组件，并且连接方式采用焊接，使单向铰整
体能够承受更大的压力，便于用于对具体的直角钢筋混凝土试件进行力学加载试验。应当
理解的是，将上述单向铰用于对直角钢筋混凝土试件进行力学加载试验时，为了保证单向
铰满足强度要求，本领域技术人员容易想到对各组件的尺寸、以及焊接强度进行合理设置。

[0028] 可选地，为了提高所述直角翼组件1的强度，所述直角板4和所述第一凹槽构件5的对称面两侧的第一加强肋板6的数量均为三块以上并均匀分布。

[0029] 可选地，为了提高所述支撑座组件3的强度，所述第二凹槽构件9两侧的第二加强肋板10的数量均为三块以上并均匀分布。

[0030] 可选地，为了防止所述直角翼组件1在运输过程中尖角伤人，所述多块第一加强肋板6远离所述第一凹槽构件5的一端倒圆角。

[0031] 可选地，为了将单向铰连接到试验机，利用试验机和单向铰对直角构件13进行加载试验，所述基板7上开设有多个连接孔15，所述连接孔15上设置有连接螺栓11。

[0032] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替
换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利
要求的保护范围为准。