钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试用的水平测力架的制作方法

1.本实用新型属于钢筋混凝土结构倒塌性能测试技术领域，具体涉及钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试用的水平测力架。


背景技术：

2.钢筋混凝土(英文：reinforced concrete或ferroconcrete)，工程上常被简称为钢筋砼(tong)。是指通过在混凝土中加入钢筋网、钢板或纤维而构成的一种组合材料与之共同工作来改善混凝土力学性质的一种组合材料。为加筋混凝土最常见的一种形式。
3.钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数，不会由环境不同产生过大的应力。其次钢筋与混凝土之间有良好的粘接力，有时钢筋的表面也被加工成有间隔的肋条(称为变形钢筋)来提高混凝土与钢筋之间的机械咬合，当此仍不足以传递钢筋与混凝土之间的拉力时，通常将钢筋的端部弯起90度弯钩。此外混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境，在钢筋表面形成了一层钝化保护膜，使钢筋相对于中性与酸性环境下更不易腐蚀。
4.钢筋混凝土结构在土木工程中的应用范围极广，各种工程结构都可采用钢筋混凝土建造。钢筋混凝土结构在原子能工程、海洋工程和机械制造业的一些特殊场合，如反应堆压力容器、海洋平台、巨型运油船、大吨位水压机机架等，均得到十分有效的应用，解决了钢结构所难于解决的技术问题。
5.很多钢筋混泥土结构在应用过程中对强动力荷载有要求，因此在建造钢筋混凝土之前，需要先进行钢筋混凝土结构强动力荷载作用连续性倒塌性能测试。目前还没有一套完整的钢筋混凝土结构强动力荷载作用连续性倒塌性能测试系统，来模仿现实中例如出现爆炸等强动力荷载作用环境下对钢筋混凝土结构连续性倒塌性能测试。在设计钢筋混凝土结构强动力荷载作用连续性倒塌性能测试系统时，首先要设计出钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试用的水平测力架，以使钢筋混凝土结构在进行强动力荷载作用前对钢筋混凝土结构进行支撑固定。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是：提供一种钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试用的水平测力架，以至少解决上述部分技术问题。
7.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
8.钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试用的水平测力架，包括与钢筋混凝土结构端部相固定的滑移式固定座，若干个与滑移式固定座相连接的测力机构，与测力机构相连接的反力架，以及分别与滑移式固定座和测力机构相连接的pc机；反力架包括固定于地面上的底座、设于底座上的受力支柱、以及设于底座和受力支柱之间的斜撑柱，测力机构等间距间隔分布于滑移式固定座和受力支柱之间。
9.进一步地，受力支柱和斜撑柱之间设有增强柱。
10.进一步地，斜撑柱和底座之间设有增强斜撑柱，底座呈长方形板状，其厚度不小于15cm。
11.进一步地，底座、受力支柱、斜撑柱、增强柱和增强斜撑柱均采用304不锈钢制成，并且相互之间均采用满焊接相固定。
12.进一步地，测力机构有两个，上下正对且平行分布；测力机构包括设于受力支柱上的第一铰接座，设于滑移式固定座上的第二铰接座，以及两端分别与第一铰接座和第二铰接座相铰接并与pc机相连接的第二力传感器。
13.进一步地，滑移式固定座包括与钢筋混凝土结构端部相固定的边柱，设于边柱底部的铰支座，以及测力座；测力座顶部设有防滑脱板，铰支座位于防滑脱板上。
14.进一步地，测力座包括用于承托铰支座的承托钢板，以及设于承托钢板底部并与pc机相连接的第一力传感器，防滑脱板水平焊固于承托钢板顶面。
15.进一步地，钢筋混凝土结构端部设有穿接柱，边柱上开设有与穿接柱相适配的穿接孔，钢筋混凝土结构端部通过穿接柱穿接于穿接孔内相连接，穿接柱截面外周尺寸为钢筋混凝土结构截面外周尺寸的三分之二倍。
16.进一步地，防滑脱板为平面不锈钢板，其两侧均向上凸出有挡板，两挡板沿钢筋混凝土结构长度方向间隔分布。
17.进一步地，铰支座包括与边柱底部相固定的上铰支座，通过转轴与上铰支座相铰接的下铰支座，并且下铰支座底部设有若干个阵列分布的滚轮，滚轮均分布于两挡板之间。
18.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
19.本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，能够对钢筋混凝土结构在强动力荷载倒塌性能测试时提供有效支撑和水平方向上的受力原始数据。
20.本实用新型包括反力架、滑移式固定座、测力机构和pc机，钢筋混凝土结构与滑移式固定座相固定，钢筋混凝土结构在进行性能测试时，水平方向上依次传力至滑移式固定座、测力机构和反力架。反力架主要包括底座、受力支柱和斜撑柱，底座呈长方形板状，厚度不小于15cm，受力支柱和斜撑柱均为采用厚钢板焊接成型的钢结构架体，所用厚钢板厚度至少为5cm厚，底座固定在地面上，整个反力架主要承受钢筋混凝土结构在测试过程中所受到水平方向上传导的冲击力。测力机构和滑移式固定座将受力参数信息传送至pc机进行存储显示，为测试者提供强动力荷载倒塌性能测试中的原始受力数据，滑移式固定座一方面在竖直方向上对钢筋混凝土结构进行支撑，另一方面在水平方向上可滑移，方便传力至测力机构，测力机构采用两个，一方面可以提高测力上限，另一方面，通过平行分布的结构，还能提高水平测力架的整体稳定性。
21.本实用新型反力架还包括有增强柱和增强斜撑柱，底座、受力支柱、斜撑柱、增强柱和增强斜撑柱均采用304不锈钢制成，相互之间均采用满焊接相固定。底座采用厚度不低于15cm的304不锈钢板制成，并且通过强力锚固螺栓与预埋于地面下的重型锚固件相固定，受力支柱、斜撑柱、增强柱和增强斜撑柱均为截面为口字型的长方体空心柱，均采用5cm厚以上的304不锈钢板通过满焊接成型，并且受力支柱、斜撑柱、增强柱和增强斜撑柱之间也是通过满焊接成为一个整体，整个结构相当稳固结实，完全能够抵挡住钢筋混凝土结构在强动力荷载倒塌性能测试中所传导过来的水平受力而不会产生变形损毁。
22.本实用新型测力机构包括第一铰接座、第二铰接座和第三力传感器。第三力传感
器水平分布，其能有效监测出滑移式固定座在水平方向上受到钢筋混凝土结构所传导的冲击力，并将所监测到的冲击力信息实时传送至pc机进行显示存储。
23.本实用新型滑移式固定座包括边柱、铰支座和测力座。测力座包括承托钢板和第二力传感器，承托钢板顶部水平焊固有防滑脱板，防滑脱板为平面不锈钢板，其两侧均向上凸出有挡板，两挡板沿钢筋混凝土结构长度方向间隔分布，铰支座位于两挡板之间，当整个滑移式固定座都架设好，并且也与钢筋混凝土结构连接好后，防滑脱板可以防止铰支座产生微小滑移位移，更有利于整个钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试系统的稳定性。第二力传感器能够实时监测滑移式固定座整体所受到钢筋混凝土结构传导过来的竖直方向上的冲击力，并将所监测到的冲击力信息实时传送至pc机进行显示存储。
24.本实用新型铰支座包括上铰支座、转轴、下铰支座和滚轮，铰支座通过转轴用来释放转动约束，配合滚轮，实现实时将边柱所受到的水平方向冲击力传力至测力机构，滚轮位于两挡板之间，一方面，整个钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试系统在静止状态下时，能够约束滚轮从两挡板之间产生微小位移，能够保证整个钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试系统在测试前更加稳定，另一方面，当整个钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试系统在测试时，又能方便边柱收到水平强冲击时滚轮脱离挡板，便于滑移式固定座传力至测力机构。
附图说明
25.图1为本实用新型结构示意图。
26.图2为本实用新型反力架示意图。
27.图3为本实用新型边柱上穿接孔示意图。
28.图4为本实用新型钢筋混凝土结构两端穿接柱示意图。
29.图5为本实用新型滑移式固定座示意图。
30.图6为本实用新型滑移式固定座另一视角示图(滚轮未示出)。
31.图7为本实用新型防滑脱板示意图。
32.图8为本实用新型测力机构示意图。
33.图9为本实用新型测力机构另一视角视图。
34.图10为本实用新型各电气设备连接框图。
35.其中，附图标记对应的名称为：
36.1-钢筋混凝土结构、2-滑移式固定座、3-测力机构、4-反力架、5-pc机、6-第一铰接座、7-第二铰接座、8-第二力传感器、9-穿接柱、10-穿接孔、21-边柱、22-铰支座、23-上铰支座、24-转轴、25-下铰支座、26-滚轮、27-承托钢板、28-第一力传感器、29-防滑脱板、291-挡板、41-底座、42-受力支柱、43-斜撑柱、44-增强柱、45-增强斜撑柱。
具体实施方式
37.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.如图1-10所示，本实用新型提供的钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试用的水平测力架，结构简单、设计科学合理，使用方便，能够对钢筋混凝土结构在强动力荷载倒塌性能测试时提供有效支撑和水平方向上的受力原始数据。本实用新型包括与钢筋混凝土结构1端部相固定的滑移式固定座2，若干个与滑移式固定座2相连接的测力机构3，与测力机构3相连接的反力架4，以及分别与滑移式固定座2和测力机构3相连接的pc机5；反力架4包括固定于地面上的底座41、设于底座41上的受力支柱42、以及设于底座41和受力支柱42之间的斜撑柱43，测力机构3等间距间隔分布于滑移式固定座2和受力支柱42之间。
41.本实用新型包括反力架、滑移式固定座、测力机构和pc机，钢筋混凝土结构与滑移式固定座相固定，钢筋混凝土结构在进行性能测试时，水平测力架共两个，分别位于钢筋混凝土结构两端以对钢筋混凝土结构进行主要支撑，并且钢筋混凝土结构呈水平分布。强动力荷载从上往下作用在水平钢筋混凝土结构上，钢筋混凝土结构在强动力荷载的作用下往下运行，同时在倒塌过程中还会强力向两端运动，其端部水平方向上依次传力至滑移式固定座、测力机构和反力架。反力架主要包括底座、受力支柱和斜撑柱，底座呈长方形板状，厚度不小于15cm，受力支柱和斜撑柱均为采用厚钢板焊接成型的钢结构架体，所用厚钢板厚度至少为5cm厚，底座固定在地面上，整个反力架主要承受钢筋混凝土结构在测试过程中所受到水平方向上传导的冲击力。测力机构和滑移式固定座将受力参数信息传送至pc机进行存储显示，为测试者提供强动力荷载倒塌性能测试中的原始受力数据，滑移式固定座一方面在竖直方向上对钢筋混凝土结构进行支撑，另一方面在水平方向上可滑移，方便传力至测力机构，测力机构采用两个，一方面可以提高测力上限，另一方面，通过平行分布的结构，还能提高水平测力架的整体稳定性。
42.本实用新型受力支柱42和斜撑柱43之间设有增强柱44。斜撑柱43和底座41之间设有增强斜撑柱45，底座41呈长方形板状，其厚度不小于15cm。底座41、受力支柱42、斜撑柱43、增强柱44和增强斜撑柱45均采用304不锈钢制成，并且相互之间均采用满焊接相固定。
43.本实用新型反力架还包括有增强柱和增强斜撑柱，底座、受力支柱、斜撑柱、增强柱和增强斜撑柱均采用304不锈钢制成，相互之间均采用满焊接相固定。底座采用厚度不低于15cm的304不锈钢板制成，并且通过强力锚固螺栓与预埋于地面下的重型锚固件相固定，受力支柱、斜撑柱、增强柱和增强斜撑柱均为截面为口字型的长方体空心柱，均采用5cm厚以上的304不锈钢板通过满焊接成型，并且受力支柱、斜撑柱、增强柱和增强斜撑柱之间也是通过满焊接成为一个整体，整个结构相当稳固结实，完全能够抵挡住钢筋混凝土结构在
强动力荷载倒塌性能测试中所传导过来的水平受力而不会产生变形损毁。
44.本实用新型测力机构3有两个，上下正对且平行分布；测力机构3包括设于受力支柱42上的第一铰接座6，设于滑移式固定座2上的第二铰接座7，以及两端分别与第一铰接座6和第二铰接座7相铰接并与pc机5相连接的第二力传感器8。
45.本实用新型测力机构包括第一铰接座、第二铰接座和第三力传感器。第三力传感器水平分布，其能有效监测出滑移式固定座在水平方向上受到钢筋混凝土结构所传导的冲击力，并将所监测到的冲击力信息实时传送至pc机进行显示存储。
46.本实用新型滑移式固定座2包括与钢筋混凝土结构1端部相固定的边柱21，设于边柱21底部的铰支座22，以及测力座；测力座顶部设有防滑脱板29，铰支座22位于防滑脱板29上。测力座包括用于承托铰支座22的承托钢板27，以及设于承托钢板27底部并与pc机5相连接的第一力传感器28，防滑脱板29水平焊固于承托钢板27顶面。防滑脱板29为平面不锈钢板，其两侧均向上凸出有挡板291，两挡板291沿钢筋混凝土结构1长度方向间隔分布。
47.本实用新型滑移式固定座包括边柱、铰支座和测力座。测力座包括承托钢板和第二力传感器，承托钢板顶部水平焊固有防滑脱板，防滑脱板为平面不锈钢板，其两侧均向上凸出有挡板，两挡板沿钢筋混凝土结构长度方向间隔分布，铰支座位于两挡板之间，当整个滑移式固定座都架设好，并且也与钢筋混凝土结构连接好后，防滑脱板可以防止铰支座产生微小滑移位移，更有利于整个钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试系统的稳定性。第二力传感器能够实时监测滑移式固定座整体所受到钢筋混凝土结构传导过来的竖直方向上的冲击力，并将所监测到的冲击力信息实时传送至pc机进行显示存储。
48.本实用新型钢筋混凝土结构1端部设有穿接柱9，边柱21上开设有与穿接柱9相适配的穿接孔10，钢筋混凝土结构1端部通过穿接柱9穿接于穿接孔10内相连接，穿接柱9截面外周尺寸为钢筋混凝土结构1截面外周尺寸的三分之二倍。
49.本实用新型钢筋混凝土结构端部与边柱之间采用插接方式相连接，并且钢筋混凝土结构截面外周尺寸是穿接柱截面外周尺寸的两倍，一方面能够保证钢筋混凝土结构在受到强力冲击时对钢筋混凝土结构端部在竖直方向上形成有效支撑，保证钢筋混凝土结构测试顺利进行，另一方面还能有效将钢筋混凝土结构端部产生的水平方向力通过边柱传导至测力机构上。
50.本实用新型铰支座22包括与边柱21底部相固定的上铰支座23，通过转轴24与上铰支座23相铰接的下铰支座25，并且下铰支座25底部设有若干个阵列分布的滚轮26，滚轮26均分布于两挡板291之间。
51.本实用新型铰支座包括上铰支座、转轴、下铰支座和滚轮，铰支座通过转轴用来释放转动约束，配合滚轮，实现实时将边柱所受到的水平方向冲击力传力至测力机构，滚轮位于两挡板之间，一方面，整个钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试系统在静止状态下时，能够约束滚轮从两挡板之间产生微小位移，能够保证整个钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试系统在测试前更加稳定，另一方面，当整个钢筋混凝土结构强动力荷载倒塌性能测试系统在测试时，又能方便边柱收到水平强冲击时滚轮脱离挡板，便于滑移式固定座传力至测力机构。
52.本实用新型所用pc机、第一力传感器和第二力传感器等电气设备均为现有已知产品，并且均可在市场上直接购买使用，其结构、电路、以及传输控制原理均为现有已知技术，
因此关于本实用新型所用pc机、第一力传感器和第二力传感器等电气设备的结构、电路、以及传输控制原理在此不赘述。
53.最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本实用新型的专利范围；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内；另外，将本实用新型的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。