土木試驗裝置設計

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⑵ 土木工程結構試驗 論文

土木工程結構試驗 論文 班級：XXXXXXX
姓名：XXXXXXX
學號：XXXXXXX

結構試驗鉸支座試驗
在建築試驗中，很多的數據、理論都是通過大量的實驗得到的。在做試驗的過程中，就不可避免的需要考慮試驗的環境、裝置的固定、現場環境的條件模擬等等一系列問題。在談及到試驗裝置的固定時，人們通常會根據結構試驗的目的的不同，根據不同的思路設計試驗裝置的支座。其中的一種思路就是結構試驗的鉸支座。
結構試驗中的支座是支承結構、正確傳遞作用力和模擬實際荷載圖式的設備，通常還要承受操作時的振動與地震載荷。
鉸支座即為物體與所需固定位置連接方式為鉸接的支座。在結構設計中，常見的支座或邊界條件為簡支邊界條件採用鉸支座實現，一般鉸支座有如下的幾種形式。
1.活動鉸支座
活動鉸支座容許架設在支座上的構件自由轉動和在一個方向上移動。它提供一個豎向的支座反力，不能傳遞彎矩，也不能傳遞水平力，不能阻止物體沿支承面方向移動，也不能限制物體繞銷釘轉動，但能限制物體沿支承面負法線向運動。它比下面要介紹的固定鉸支座更加精確，因為簡單滾軸支座在水平方向滾動時，在與試件接觸的位置時刻變化著，導致了試件的支承位置變化，即支座反力作用點發生變化。
活動鉸支座的支座反力是通過銷釘中心，垂直於支撐面，但由於其上所受的力不能確定，所以具體指向還是不能確定，應具體問題具體分析。下圖就是活動鉸支座的簡圖。

2.固定鉸支座
容許架設在支座上的構件自由轉動但不能移動的支座叫做固定鉸支座。從理論上來講，固定鉸支座應能承受水平力，但在梁類構件的試驗中，只要一個支座為活動鉸支座，另一個支座的水平力通常很小，小到可以忽略不計。但在實際情況中它提供一個豎向的支座反力，不能傳遞彎矩，也不能傳遞水平力。在連續梁的靜載試驗中，只有一個支座為固定鉸支座，其餘均為活動鉸支座。為了避免試件製作誤差和支座安裝誤差引起初始沉降，連續梁的鉸支座高度應可調。
固定鉸支座的受力是通過銷釘中心，但力的指向不能確定。所以，一般在計算中我們習慣用兩個正交的力（通常都是水平方向和豎直方向的兩個力）來代替這個力。

3.樑柱試件的鉸支座
除了上面說的活動鉸支座和固定鉸支座這兩種形式外鉸支座還有一種形式，那就是柱式試件的鉸支座。柱或牆的試驗所採用的支座也屬於固定鉸支座。在柱受壓實驗中，對壓力作用點有比較高的定位要求。在長柱試驗機上進行偏心受壓的靜載試驗，偏心距是試驗中的一個主要控制因素。試驗機的壓板採用大麴率半徑的圓弧支座，不能滿足柱式試驗機的壓板上還要安裝鉸支座。
鉸支座的分類還很很多，不同的分類方法會得到不同的構造形式。例如作用方式不同有滾動鉸支座、固定鉸支座、球鉸支座和刀口支座（固定鉸支座的一種特定形式）幾種。一般都用鋼制。
4.簡支構件和連續梁支座
這類構件一般一端為固定鉸支座，其他為滾咐森動支座。安裝時各支座軸線應彼此平行
並垂直於試驗構件的縱軸線，各支座間的距離取為構件的計算跨度。為了減少滾動摩擦
力，鋼滾軸的直徑宜按荷載大小根據下表選用。但在任何情況下滾軸直徑不應小
於50mm.

鋼滾輪的上、下應設置墊板，這樣不僅能防止試件和支域的局部受壓破壞，並能減小
滾動摩擦力。墊板的寬度一般不小於試件立承處的寬度，墊板的長度按構件擠壓強度計
算且不小於構件實際支承長度。墊板的厚度h可接受三角形叢簡團分布荷載作用的懸壁梁計
算且不小於6mm.當需要模擬梁的嵌固端支座時，在試驗室內，可利用試驗台座用拉桿錨固。只要保證支座與拉桿間的嵌固長度，即可滿足試驗要求。
5.四角支承板和四邊支承板的支座
在配置四角支承板支座時應安放一個固定滾珠，對四邊支承板，滾珠間距不宜過大，
宜取板在支承處厚度的3-5倍。此外，對於四邊簡支板的支座應注意四個角部的處理，當四邊支承板無邊梁時，載入後四角會翹起，因此，角部應安置能受拉的支座。板、殼支座的布置方式如圖所示。

6.受扭構件兩端的支座
對於梁式受扭構件試驗，為保證試件在受扭平面內自由轉動，支座形式可如圖所示，試件兩端架設在兩個能自由轉動的支座上，支座轉動中心應與試件轉動中心重合，兩支座的轉動平面應相互平衡，並應與試件的扭軸相垂直。

7.受壓構件兩端的支座
進行柱與壓桿試驗時，構件兩端應分別設置球型支座或雙層正交刀口支座。球鉸中心應與載入點重合，雙層刀口的交點應落滲橘在載入點上。目前試驗柱的對中方法有兩種：幾何對中法和物理對中法。從理論上講物理對中法比較好，但實際上不可能做到整個試驗過程中永遠處於物理對中狀態。因此，較實用的辦法是，以柱控制截面處（一般等截面往為柱高度的中點）的形心線作為對中線，或計算出試驗時的偏心距，按偏心線對中。進行柱或壓桿偏心受壓試驗時，對於刀口支座，可以通過調節螺絲來調整刀口與試件幾何中線的距離，以滿足不同偏心矩的要求。
在試驗機中做短柱抗壓承載力試驗時，由於短柱破壞時不發生縱向撓曲，短拉兩端面
不發生相對轉動；因此，當試驗機上下壓板之一已有球鉸時，短往兩端可不另加設刀口。
這樣處理是合理的，且能和混凝土稜柱強度試驗方法一致。

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