軸壓試驗(yàn)球鉸支座及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測(cè)量裝置，尤其是一種自由鉸接狀態(tài)模擬支座。
【背景技術(shù)】
[0002]為真實(shí)反映柱構(gòu)件的穩(wěn)定性能，在對(duì)柱構(gòu)件進(jìn)行軸壓試驗(yàn)時(shí)，柱端部的約束條件應(yīng)該為完全鉸支。為模擬這種約束狀態(tài)，試驗(yàn)中常常采用在柱的端部加設(shè)球鉸的方法?，F(xiàn)有的球鉸在柱構(gòu)件與實(shí)驗(yàn)設(shè)備拼裝時(shí)易發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜，安裝困難，并且大型重型構(gòu)件在安裝過(guò)程中如發(fā)生傾斜會(huì)嚴(yán)重威脅實(shí)驗(yàn)人員和試驗(yàn)設(shè)備的安全。
[0003]除此以外，球鉸在加載前發(fā)生傾斜也會(huì)使柱構(gòu)件產(chǎn)生初始的偏心，影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:目的之一是提供一種軸壓實(shí)驗(yàn)球鉸支座，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。進(jìn)一步的目的是提供一種采用上述軸壓試驗(yàn)球鉸支座進(jìn)行軸壓試驗(yàn)的方法。
[0005]技術(shù)方案:一種軸壓試驗(yàn)球鉸支座，其特征在于，包括頂板、與所述頂板對(duì)應(yīng)設(shè)置的底板，以及螺接于所述底板上的調(diào)節(jié)螺絲，所述頂板的底面具有一球面狀凸起，所述底板具有一承臺(tái)部，該承臺(tái)部上設(shè)置有與所述球面狀凸起適配的弧形凹槽；所述球面狀凸起的高度大于弧形凹槽的深度。
[0006]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述底板的四角開(kāi)設(shè)螺紋孔，所述調(diào)節(jié)螺絲螺接于其中。所述頂板上與球面狀凸起相對(duì)的頂面上設(shè)置有圓水準(zhǔn)泡，頂板的兩個(gè)相鄰邊上設(shè)置有長(zhǎng)水準(zhǔn)泡。所述球面狀凸起的曲率半徑與所述弧形凹槽的曲率半徑相等。所述球面狀凸起與頂板的切面直徑大于所述弧形凹槽的切面直徑。所述螺紋孔的深度不小于調(diào)節(jié)螺絲螺紋部的長(zhǎng)度。
[0007]采用上述軸壓試驗(yàn)球鉸支座進(jìn)行軸壓試驗(yàn)的方法，包括如下步驟:
步驟1、組裝軸壓球鉸支座，具體為:
步驟la、將調(diào)節(jié)螺絲旋入底板的螺紋孔中，將頂板置于底板上，使球面狀凸起與弧形凹槽配合；參照?qǐng)A水準(zhǔn)泡或長(zhǎng)水準(zhǔn)泡，旋轉(zhuǎn)各調(diào)節(jié)螺絲以調(diào)平頂板；
步驟Ib、將柱構(gòu)件安放于球鉸支座上，進(jìn)行對(duì)中；
步驟lc、參照步驟Ia在柱構(gòu)件頂部設(shè)置另一球鉸支座；
步驟2、開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)機(jī)械，預(yù)夾緊柱構(gòu)件及球鉸支座；
步驟3、旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲，使其向底板方向收縮至預(yù)定位置；
步驟4、進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)完成后將柱構(gòu)件底部球鉸支座的調(diào)節(jié)螺絲旋出，使其頂緊頂板，荷載卸載，移走柱構(gòu)件，拆除支座。
[0008]有益效果:在荷載加載前，通過(guò)調(diào)節(jié)螺絲抵觸頂板，約束球鉸，使頂板和底板不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，方便安裝柱構(gòu)件，且能夠保證安全；完成安裝進(jìn)行加載時(shí)，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲，使其向底板方向收縮，不影響球鉸的正常工作。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明球鉸支座的側(cè)視圖。
[0010]圖2是本發(fā)明球鉸支座的側(cè)向剖視圖。
[0011]圖3是本發(fā)明球鉸支座的工作原理圖。
[0012]圖4是本發(fā)明底板的俯視圖。
[0013]圖5是本發(fā)明頂板的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1和圖2所示，本發(fā)明軸壓試驗(yàn)球鉸支座，包括頂板1、底板2和調(diào)節(jié)螺絲3。
[0015]所述頂板和底板對(duì)應(yīng)設(shè)置，調(diào)節(jié)螺絲螺接于所述底板上。具體地，所述頂板的底面具有一球面狀凸起11，所述底板具有一承臺(tái)部20，該承臺(tái)部上設(shè)置有與所述球面狀凸起適配的弧形凹槽21 ;所述球面狀凸起的高度大于弧形凹槽的深度。
[0016]調(diào)節(jié)螺絲伸出底板一定距離時(shí)，調(diào)節(jié)螺絲的一端與所述頂板抵觸，頂板和底板不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而便于將柱構(gòu)件放置于其上。當(dāng)調(diào)節(jié)螺絲向底板運(yùn)動(dòng)時(shí)，頂板和底板之間可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0017]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，在底板的四角開(kāi)設(shè)螺紋孔22，螺紋孔分布于以弧形凹槽為中心的某個(gè)圓周上，所述調(diào)節(jié)螺絲螺接于其中，通過(guò)此種結(jié)構(gòu)可使頂板和底板均勻受力。
[0018]所述頂板上與球面狀凸起相對(duì)的頂面上設(shè)置有圓水準(zhǔn)泡4，頂板的兩個(gè)相鄰邊上設(shè)置有長(zhǎng)水準(zhǔn)泡5。在該實(shí)施例中，當(dāng)球鉸支座位于柱底時(shí)，通過(guò)觀察圓水準(zhǔn)泡進(jìn)行調(diào)平；當(dāng)球鉸位于柱頂時(shí)，通過(guò)觀察地面的長(zhǎng)水準(zhǔn)泡進(jìn)行調(diào)平。
[0019]所述球面狀凸起的曲率半徑與所述弧形凹槽的曲率半徑相等。所述球面狀凸起與頂板的切面直徑大于所述弧形凹槽的切面直徑。在該實(shí)施例中，球面狀凸起和弧形凹槽能夠緊密接觸，相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)更加穩(wěn)定性。
[0020]所述螺紋孔的深度不小于調(diào)節(jié)螺絲螺紋部的長(zhǎng)度。在預(yù)加緊后，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺絲使其朝底板方向運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)螺絲縮進(jìn)至底板中，不影響球鉸的正常工作。
[0021]在某個(gè)工程案例中，頂板與底板均采用不銹耐酸鑄鋼ZG2Crl3制成。頂板尺寸為650mmX 650mm,厚度為30mm中部球狀凸起的曲率半徑R=218mm。以最大壓力為500t進(jìn)行設(shè)計(jì)，控制球鉸壓縮變形在0.7倍比例極限以?xún)?nèi)，求得球體與頂板切面的直徑D=288mm。底板尺寸為650mmX650mm，厚度為25mm，中部有25mm的凸起。
[0022]凸起的中部存在曲率半徑R=218mm的下凹，切面直徑為250mm。在底板的四角開(kāi)取四個(gè)貫穿的螺紋孔，孔徑為30mm，用于安裝調(diào)節(jié)螺絲。
[0023]調(diào)節(jié)螺絲在設(shè)計(jì)中假設(shè)承受構(gòu)件發(fā)生傾覆時(shí)產(chǎn)生的彎矩，以5m高500mmX500mm截面的混凝土構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)行一定的荷載放大后，設(shè)計(jì)采用M30螺絲。調(diào)節(jié)螺絲被裝配到底板上的螺紋孔中。
[0024]采用上述軸壓試驗(yàn)球鉸支座進(jìn)行軸壓試驗(yàn)的方法主要包括如下步驟:
步驟1、組裝軸壓球鉸支座，具體為:
步驟la、將調(diào)節(jié)螺絲旋入底板的螺紋孔中，將頂板置于底板上，使球面狀凸起與弧形凹槽配合；參照?qǐng)A水準(zhǔn)泡或長(zhǎng)水準(zhǔn)泡，旋轉(zhuǎn)各調(diào)節(jié)螺絲以調(diào)平頂板； 步驟lb、將柱構(gòu)件安放于球鉸支座上，進(jìn)行對(duì)中；
步驟1C、參照步驟Ia在柱構(gòu)件頂部設(shè)置另一球鉸支座；
步驟2、開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)機(jī)械，預(yù)夾緊柱構(gòu)件及球鉸支座；
步驟3、旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲，使其向底板方向收縮至預(yù)定位置；
步驟4、進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)完成后將柱構(gòu)件底部球鉸支座的調(diào)節(jié)螺絲旋出，使其頂緊頂板，荷載卸載，移走柱構(gòu)件，拆除支座。
[0025]總之，申請(qǐng)人經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有球鉸結(jié)構(gòu)由于對(duì)柱的各個(gè)方向沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)約束，因而在柱構(gòu)件與實(shí)驗(yàn)設(shè)備拼裝時(shí)宜發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜，安裝困難，并且大型重型構(gòu)件安裝過(guò)程中如發(fā)生傾斜會(huì)嚴(yán)重威脅實(shí)驗(yàn)人員和試驗(yàn)設(shè)備的安全。
[0026]本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)螺絲以及水準(zhǔn)技術(shù)來(lái)保證球鉸在加載前的水平和穩(wěn)定，解決了現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)中隱患。
[0027]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軸壓試驗(yàn)球鉸支座，其特征在于，包括頂板(1)、與所述頂板對(duì)應(yīng)設(shè)置的底板(2)，以及螺接于所述底板上的調(diào)節(jié)螺絲(3)，所述頂板的底面具有一球面狀凸起(11)，所述底板具有一承臺(tái)部(20)，該承臺(tái)部上設(shè)置有與所述球面狀凸起適配的弧形凹槽(21);所述球面狀凸起的高度大于弧形凹槽的深度。2.如權(quán)利要求1所述的軸壓試驗(yàn)球鉸支座，其特征在于，所述底板的四角開(kāi)設(shè)螺紋孔(22)，所述調(diào)節(jié)螺絲螺接于其中。3.如權(quán)利要求1所述的軸壓試驗(yàn)球鉸支座，其特征在于，所述頂板上與球面狀凸起相對(duì)的頂面上設(shè)置有圓水準(zhǔn)泡(4)，頂板的兩個(gè)相鄰邊上設(shè)置有長(zhǎng)水準(zhǔn)泡(5)。4.如權(quán)利要求1所述的軸壓試驗(yàn)球鉸支座，其特征在于，所述球面狀凸起的曲率半徑與所述弧形凹槽的曲率半徑相等。5.如權(quán)利要求1所述的軸壓試驗(yàn)球鉸支座，其特征在于，所述球面狀凸起與頂板的切面直徑大于所述弧形凹槽的切面直徑。6.如權(quán)利要求2所述的軸壓試驗(yàn)球鉸支座，其特征在于，所述螺紋孔的深度不小于調(diào)節(jié)螺絲螺紋部的長(zhǎng)度。7.采用權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述軸壓試驗(yàn)球鉸支座進(jìn)行軸壓試驗(yàn)的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1、組裝軸壓球鉸支座，具體為: 步驟la、將調(diào)節(jié)螺絲旋入底板的螺紋孔中，將頂板置于底板上，使球面狀凸起與弧形凹槽配合；參照?qǐng)A水準(zhǔn)泡或長(zhǎng)水準(zhǔn)泡，旋轉(zhuǎn)各調(diào)節(jié)螺絲以調(diào)平頂板； 步驟Ib、將柱構(gòu)件安放于球鉸支座上，進(jìn)行對(duì)中； 步驟lc、參照步驟Ia在柱構(gòu)件頂部設(shè)置另一球鉸支座； 步驟2、開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)機(jī)械，預(yù)夾緊柱構(gòu)件及球鉸支座； 步驟3、旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲，使其向底板方向收縮至預(yù)定位置； 步驟4、進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)完成后將柱構(gòu)件底部球鉸支座的調(diào)節(jié)螺絲旋出，使其頂緊頂板，荷載卸載，移走柱構(gòu)件，拆除支座。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種軸壓試驗(yàn)球鉸支座及其使用方法，其中所述軸壓試驗(yàn)球鉸支座包括頂板、與所述頂板對(duì)應(yīng)設(shè)置的底板，以及螺接于所述底板上的調(diào)節(jié)螺絲，所述頂板的底面具有一球面狀凸起，所述底板具有一承臺(tái)部，該承臺(tái)部上設(shè)置有與所述球面狀凸起適配的弧形凹槽；所述球面狀凸起的高度大于弧形凹槽的深度。在荷載加載前，通過(guò)調(diào)節(jié)螺絲抵觸頂板，約束球鉸，使頂板和底板不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，方便安裝柱構(gòu)件，且能夠保證安全；完成安裝進(jìn)行加載時(shí)，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲，使其向底板方向收縮，不影響球鉸的正常工作。
【IPC分類(lèi)】F16C11/06, G01M13/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105115706
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510423264
【發(fā)明人】伍凱, 張賀, 曹平周, 徐方媛, 毛范燊
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年7月17日