装配式自平衡的钢梁屈曲约束装置

1.本发明涉及薄壁钢梁的受弯试验辅助装置领域，尤其涉及一种装配式自平衡的钢梁屈曲约束装置。


背景技术：

2.在薄壁钢梁的受弯试验中，集中荷载作用处存在着较大的局部压应力，使得钢梁试件极易发生局部屈曲而产生压溃现象，从而无法从受弯试验中获得钢梁的真实力学性能，另外，非对称的钢梁试件截面在集中荷载作用下极易发生扭转而导致整体失稳。
3.钢梁是主要承受弯矩的构件，因而对其进行受弯试验以获取其在弯矩作用下的力学性能对其科学研究和工程应用十分必要。然而，由于钢梁一般为薄壁构件，在有集中荷载作用的受弯试验中，薄壁钢梁在较大的局部压应力作用下易在集中荷载处出现局部屈曲现象，表现为钢梁出现局部压溃，从而影响力学试验的结果和相关数据的测定。
4.目前，为防止钢梁受弯试验中集中荷载作用处出现局部压溃现象，现有的实现方案有：
5.填充物加固法。在受弯钢梁集中荷载作用处填充与梁截面尺寸相适应的物体，如木块或钢块，提供刚度以抵抗集中荷载，从而对钢梁起到约束作用。
6.但是,针对薄壁钢梁受弯试验中试件易在集中荷载作用处出现局部屈曲的问题，应在钢梁集中荷载作用处设置有效的约束装置。合理的约束装置应当具备良好的适用性、安装性和经济性，从而可以满足大量多组重复力学试验要求。综上所述，现有技术存在着下述缺陷：约束效果不佳，如填充木块法中的木块因材料原因刚度较小，难以对钢梁提供足够的刚度和有效的约束；几何相容性差，约束装置只能针对某一特定的截面，无法适应不同试验中截面形式和尺寸的改变，如填充钢块法；约束装置难以重复利用，约束装置在一组试验过后通常需要更换新的装置，不能实现重复使用，经济效益不高。


技术实现要素：

7.针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种装配式自平衡的钢梁屈曲约束装置，可以在不影响钢梁试件整体性能的情况下，在集中荷载作用处对钢梁起到有效的约束作用，同时避免因荷载偏心而引起的扭转。
8.为了实现上述目的，本发明提供一种装配式自平衡的钢梁屈曲约束装置，包括一铝管、一铝板、两l形板、两第一调节板、两第二调节板、两第三调节板和一底座；所述铝板螺接于所述底座上；所述铝管竖直固定于所述铝板的中部；两试件沿水平方向设置于所述铝管的两侧，所述试件采用截面呈c形的薄壁钢梁，所述试件包括一腹板、连接于所述腹板上端的一上翼缘和连接于所述腹板下端的一下翼缘；两所述l形板螺接于所述铝管的两侧；每一所述试件的所述腹板通过一所述第二调节板和若干螺栓螺接于所述铝管上；每一所述试件的所述上翼缘通过一所述第一调节板和若干螺栓螺接于所述l形板；每一所述试件的所述下翼缘通过一所述第三调节板和若干螺栓螺接于所述铝板上。
9.优选地，所述铝管的截面呈矩形，所述铝管的两侧沿纵向分别形成一第一长槽，所述铝管的两侧底部形成两第一螺孔。
10.优选地，所述铝板的中部沿所述试件长度方向形成两连接通孔，所述连接通孔的两侧沿所述试件长度方向分别形成两第二螺孔，所述第二螺孔的外侧垂直于所述试件长度的方向分别形成两第三螺孔；所述铝板通过所述连接通孔螺接于所述底座上；所述铝管通过所述第一螺孔、所述连接片和所述第二螺孔连接于所述铝板上。
11.优选地，所述l形板包括一底板和一侧板，所述侧板形成一第四螺孔，所述底板沿垂直于所述试件长度的方向形成一第二长槽；两所述l形板分别通过所述第四螺孔螺和所述第一长槽接于所述铝管的两侧。
12.优选地，所述第一调节板开设有若干第五螺孔，所述第一调节板、所述上翼缘和所述l形板通过依次穿设于所述第五螺孔、所述上翼缘和所述第二长槽的螺栓固定。
13.优选地，所述第二调节板开设有若干第六螺孔，所述第二调节板、所述腹板和所述铝管通过依次穿设于所述第六螺孔、所述腹板和所述第一长槽的所述螺栓固定。
14.优选地，所述第三调节板沿垂直于所述试件长度的方向开设有若干第三长槽，所述第三调节、所述下翼缘和所述铝板通过依次穿设于所述第三长槽、所述下翼缘和所述第三螺孔的所述螺栓固定。
15.本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
16.本发明通过铝管、铝板、l形板、调节板和螺栓等部件固定试件，可以为试件提供足够的局部刚度，防止试件出现局部压溃现象。
17.通过更换合适的调节板，即可适应不同形式和尺寸的截面，满足多组变截面钢梁受弯试验的约束要求，具有很好的几何相容性和误差容忍性。
18.本装置采用全螺栓装配式连接，快捷方便，可重复拆卸使用多次，具有一定的经济效益。
19.本装置通过中间的铝管分隔使钢梁受弯试验可以在两侧同时对称进行，有效避免了集中荷载造成的扭转效应和试件因屈曲变形而相互接触，达到了钢梁受弯试验自平衡的目的。
附图说明
20.图1为本发明实施例的装配式自平衡的钢梁屈曲约束装置的结构示意图；
21.图2为本发明实施例的铝管的正视图；
22.图3为本发明实施例的铝管的侧视图；
23.图4为本发明实施例的铝管的俯视图；
24.图5为本发明实施例的铝板的俯视图；
25.图6为本发明实施例的铝板的正视图；
26.图7为本发明实施例的l形板的俯视图；
27.图8为本发明实施例的l形板的正视图；
28.图9～图10为本发明实施例不同尺寸的第一调节板的俯视图；
29.图11～图13为本发明实施例不同尺寸的第二调节板的俯视图；
30.图14～图15为本发明实施例不同尺寸的第三调节板的俯视图。
具体实施方式
31.下面根据附图图1～图15，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
32.请参阅图1～图15，本发明实施例的一种装配式自平衡的钢梁屈曲约束装置，包括一铝管1、一铝板2、两l形板3、两第一调节板4、两第二调节板5、两第三调节板6和一底座8；铝板2螺接于底座8上；铝管1竖直固定于铝板2的中部；两试件7沿水平方向设置于铝管1的两侧，本实施例中，试件7采用截面呈c形的薄壁钢梁，试件7包括一腹板、连接于腹板上端的一上翼缘和连接于腹板下端的一下翼缘；在其他实施例中也可根据需要采用其他结构的试件7；两l形板3螺接于铝管1的两侧；每一试件7的腹板通过一第二调节板5和若干螺栓螺接于铝管1上；每一试件7的上翼缘通过一第一调节板4和若干螺栓螺接于l形板3；每一试件7的下翼缘通过一第三调节板6和若干螺栓螺接于铝板2上。
33.铝管1的截面呈矩形，铝管1的两侧沿纵向分别形成一第一长槽11，铝管1的两侧底部形成两第一螺孔12。
34.铝板2的中部沿试件7长度方向形成两连接通孔21，连接通孔21的两侧沿试件7长度方向分别形成两第二螺孔22，第二螺孔22的外侧垂直于试件7长度的方向分别形成两第三螺孔23；铝板2通过连接通孔21螺接于底座8上；铝管1通过第一螺孔12、连接片和第二螺孔22连接于铝板2上。
35.l形板3包括一底板和一侧板，侧板形成一第四螺孔31，底板沿垂直于试件7长度的方向形成一第二长槽32；两l形板3分别通过第四螺孔31螺和第一长槽11接于铝管1的两侧。
36.第一调节板4开设有若干第五螺孔41，第一调节板4、上翼缘和l形板3通过依次穿设于第五螺孔41、上翼缘和第二长槽32的螺栓固定。
37.第二调节板5开设有若干第六螺孔51，第二调节板5、腹板和铝管1通过依次穿设于第六螺孔51、腹板和第一长槽11的螺栓固定。
38.第三调节板6沿垂直于试件7长度的方向开设有若干第三长槽61，第三调节、下翼缘和铝板2通过依次穿设于第三长槽61、下翼缘和第三螺孔23的螺栓固定。
39.钢梁的受弯试验一般通过在试件7的特定位置作用集中荷载，在梁内产生弯矩，从而可以测定钢梁在弯矩作用下的力学性能，但集中荷载作用处存在着较大的局部压应力，作为试件7的薄壁钢梁极易在这些地方发生局部屈曲而产生压溃现象，所以需要在集中荷载作用处对钢梁试件7进行约束。本发明是一种装配式自平衡的钢梁屈曲约束装置，可在不影响受弯试件7整体性能的情况下，防止集中荷载作用处的局部压溃，并有效避免试件7发生扭转。
40.在钢梁受弯试验的集中荷载作用处安装该约束装置，可以有效增大试件7的局部刚度，在集中荷载作用处，钢梁试件7不会因局部压应力过大而屈曲以至产生局部压溃现象。
41.当进行多组变截面钢梁受弯试验时，通过更换第一调节板4、第二调节板5和第三调节板6的形式和尺寸，就可以适应不同截面的钢梁受弯试件7，因而该装置具有很好的几何相容性；此外，该装置采用全螺栓装配式连接，快捷方便且可重复拆卸使用多次，具有一定的经济效益。
42.另外，钢梁受弯试验可以在本装置作用两侧同时对称进行，集中荷载作用线通过
两侧钢梁中心，可以有效避免荷载因偏离剪心而引起的扭转作用。同时，两侧试件7由装置中间的铝管1隔开，可以避免试验中两试件7因屈曲变形而相互接触。
43.以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。