专利名称：砌体试件双向复合受力加载试验装置的制作方法
技术领域：
本发明属于土木工程领域，涉及一种加载试验装置，尤其是一种砌体试件双向复合受力 加载试验装置，为研究砌体或其他材料的双向受力性能提供了一种简便实用的加载工具。
背景技术：
在建筑结构中单纯只受一种荷载作用的构件是很少的，在复合受力状态下构件中的材料 都处于复杂应力状态，因此确定复合受力作用下构件以及材料的受力性能和破坏形式是结构 工程研究的重点内容之一。砌体作为一种既古老又新型的材料目前被广泛运用于各个结构领 域。随着各种新型砌体材料的不断涌现，对复合受力作用下砌体材料性能的研究显得尤为重 要，而砌体试件的双向复合受力加载试验是其中较为有效的技术手段之一。目前砌体的双向 复合受力加载试验装置大多采用双向千斤顶的方法进行加载，因此有一个方向的千斤顶需要 随时调节以保证横向加载值的恒定，操作复杂，试件破坏时容易造成危险。由于要在两个方 向固定千斤顶，因此加载装置占地较大，仪器安装不便，这样势必降低试验效率。通常此类 加载装置无法再用于其他尺寸试件，利用率低。同时，由于进行砌体试件的拉一剪复合受力 试验难度较大，因此目前相应的加载装置很少，往往要采用设计复杂的装置进行试验。这也 是目前国内复合受力试验数量较少的主要原因之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种砌体试件双向复合受力加载试验装置，为各类砌体试件的复 合受力性能试验提供一套简便实用的双向加载系统，可以应用于砌体试件的压一剪复合受力 试验、拉一剪复合受力试验、拉—压复合受力试验以及双向受压试验中，其中以砌体双剪试 件的压一剪试验和砂浆试块的拉一剪试验最为典型。
为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是
一种砌体试件双向复合受力加载试验装置，其包括连接板、测力计、加压件，连接板为 三块通过连接件连接，左、右连接板由连接件固定，与右侧连接板配合固定试件的中间连接 板活动连接于连接板上，左侧连接板穿设有对中间连接板施加压力及固定其位置的加压件， 中间连接件设有与加压件对应且相连的测力计。
该连接件为4根螺杆，分别穿过左、中、右连接板进行组装。
该左、中、右连接板在四角的相应位置开设有供螺杆穿设固定的圆孔。
该左钢板中间开有供加压件穿过的圆孔并设有用于固定的、与加压件相配合的螺母，加压件为加压螺杆。
该中间连接板通过螺钉固定测力计，测力计为BLR-1型电阻应变拉压式负荷传感器。 该右侧连接板的右侧中间设有平衡螺母。
其还包括扳手，其固定于左侧连接件外侧端的加压件上用于施力；加压件顶住连接测压 计的螺钉的另一端为半球面结构。
其还包括口字型框，其连接固定于中间连接件的右侧，其右侧连接件中间及口字型框的 右侧面开有穿设固定的试件的孔。
该中间连接板中间开设有用于固定口字型框的小孔，并用螺栓固定。
该口字型框的右侧还有三角加劲肋。
该口字型框为钢材，连接件为钢板。
具体的，本发明用作砌体双剪试件的压一剪复合受力加载装置时，反力架由三块钢板和 四根螺杆组装而成，钢板的四角都开有圆孔，螺杆穿过圆孔将三块钢板连接起来。左右两块 钢板由外侧螺母固定其相对距离，中钢板可在其间任意滑动。其中左钢板中间开有圆孔并焊 有大螺母，加压螺杆表面带有配套的螺纹并从大螺母中穿过，右钢板中间焊有用来平衡弯矩 的螺母。加压螺杆的一端由扳手施加扭矩以实现手动加压，另一端加工成半球面顶住连接在 测力计上的螺钉以减少摩擦阻力。中间钢板的一面煤有固定测力计的螺钉，另一面与右钢板 配合夹住试件。
本发明作砂浆试块的拉一剪复合受力加载装置时，在压一剪装置的基础上增加一个口字 型钢框，并用螺栓将其固定于中钢板上，这将使加压螺杆产生的压力转换为试件所受的拉力。 在左钢板的中间和口字型钢框右侧面中间分别开一小孔，砂浆试块两端预埋的钢筋分别从中 穿过，并用螺母固定(预先在钢筋端部加工螺纹)。
由于采用了上述方案，本发明具有以下特点加载装置结构简单，拆装方便，占地面积 小，可重复使用并可移动，加载控制方便，所测数据准确可靠，可以充分满足砌体试件双向 复合受力加载试验的加载要求。
图1为砌体双剪试件压一剪复合受力加载装置示意图。
图2为砂浆试块拉一剪复合受力加载装置示意图。
图3为砌体双剪试件压一剪复合受力加载装置系统图。
图4为砌体双剪试件压一剪复合受力加载装置分解俯视分解图。
图5为砂浆试块拉一剪复合受力加载装置剖视系统图。
图6为砂浆试块拉一剪复合受力加载装置俯视图。
图7为砌体双剪试件压一剪复合受力加载试验整体装置图。
图8为砂浆试块拉一剪复合受力加载试验整体装置剖视图。1.左钢板；2.中钢板；3.右钢板；4.加压螺杆；5.扳手；6.测力计；7.受压 螺钉；8.螺母；9.螺杆；10.垫块；11.千斤顶；12.球铰；13.混凝土多孔砖试件；14. 实验室反力架；15. 口字型框；16.抗拉试件固定螺母；17. 口字型框固定螺栓；18.上对 剪刀口； 19.下对剪刀口； 20.三角形加劲肋；21.砂浆试块；22.大垫块；
具体实施例方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。 实施例1
本发明用作砌体双剪试件的压一剪复合受力加载装置时(详见图l、图3与图4)，反力
架由三块钢板和四根螺杆9组装而成，钢板的四角都开有圆孔，螺杆穿过圆孔将三块钢板连 接起来。左右两块钢板由外侧螺母8固定其相对距离，中钢板2可在其间任意滑动。其中左 钢板1中间开有圆孔并焊有大螺母，加压螺杆4表面带有配套的螺纹并从大螺母中穿过，右 钢板3中间焊有用来平衡弯矩的螺母。加压螺杆4的一端由扳手5施加扭矩以实现手动加压， 另一端加工成半球面顶住连接在测力计6上的螺钉7以减少摩擦阻力。中钢板2面向左钢板 1的一面焊有固定测力计的螺钉，另一面与右钢板3配合夹住试件13。测力计为BLR-1型电 阻应变拉压式负荷传感器。
为进行砌体双剪试件及其他试件的压一剪复合受力加载试验，本发明可按照下列步骤完 成加载任务
(1) 按照图4设计加工可调节反力架和加压螺杆4等部件；
(2) 将试件13安放在实验室反力架14上，拼装各部件使试件13位于反力架的中右两 块钢板之间，并用垫块10将试件13垫高，使其重心与中钢板2中心平齐；
(3) 按试件13的尺寸调节反力架钢板间的距离并且固定螺母8;
(4) 在实验室反力架14上安装调试包括竖向千斤顶11 、球铰12在内的其他试验装置(图
7);
(5) 利用扳手5旋转加压螺杆4对试件进行横向压力的加载，当施加的旋转力较大时， 须用另一扳手固定反力架右钢板3上的平衡螺母，以防装置发生平面外倾覆；
(6)当测力计6所示压力达到预定值时，持荷2 3分钟后用竖向千斤顶11对试件13顶 部进行加载，直至试件破坏。 实施例2
本发明作砂浆试块的拉一剪复合受力加载装置时(详见图2、图5与图6)，在压一剪装 置的基础上增加一个口字型钢框15，其上焊有加劲肋20。用螺栓17将口字型钢框15固定于 中钢板2上，这将使加压螺杆4产生的压力转换为试件所受的拉力。在右钢板3的中间和口 字型钢框15右侧面中间分别开一小孔，砂浆试块21两端预埋的钢筋分别从中穿过，并用螺 母16固定(预先在钢筋端部加工螺纹)。
为进行砂浆试块及其他试件的拉一剪复合受力加载试验，本发明可按照下列步骤完成加 载任务(1) 按照图6设计加工可调节反力架、加压螺杆4和口字型框15等部件；
(2) 拼装各部件并将口字型框15安装到反力架上，使试块21位于反力架右钢板3与口 字型框15之间，并将预留在试块21两侧的带螺纹钢筋分别穿过反力架右钢板3中心小孔和 口字型框15中心小孔，用螺母16固定，并在垫块22上放置下对剪刀口 19，使其位于试块 21下部，在试块21上部放置上对剪刀口 18;
(3) 按试块21的尺寸调节反力架钢板与口字型框15的距离并且固定螺母8;
(4) 在实验室反力架14上安装调试包括竖向千斤顶11、球铰12在内的其他试验装置(图
8);
(5) 利用扳手5旋转加压螺杆4对试块进行横向加载，加压螺杆4施加的压力通过口字 型框15转换为试块21两端所受的横向拉力；
(6) 当测力计6所示压力达到预定值时，持荷2~3分钟后用竖向千斤顶11配合对剪刀 口对试块进行竖向剪切力加载，直至试块破坏。
本发明主要由可调节反力架、加压螺杆和口字型框组成，其中反力架由钢板和螺杆组成， 可灵活调整反力架钢板的相对距离以满足不同规格试件所需；由于可以利用可调节距离的钢 制反力架和带测力传感器的加压螺杆实现对砌体试件的横向压力或拉力的加载，加压螺杆最 大加载值可达到150kN;且加载装置结构简单，拆装方便，占地面积�。芍馗词褂貌⒖梢� 动，加载控制方便，所测数据准确可靠，可以充分满足砌体试件双向复合受力加载试验的加 载要求。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉 本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应 用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技 术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种砌体试件双向复合受力加载试验装置，其特征在于其包括连接板、测力计、加压件，连接板为三块通过连接件连接，左、右连接板由连接件固定，与右侧连接板配合固定试件的中间连接板活动连接于连接板上，左侧连接板穿设有对中间连接板施加压力及固定其位置的加压件，中间连接件设有与加压件对应且相连的测力计。
2、 如权利要求l所述的砌体试件双向复合受力加载试验装置，其特征在于该连接件为 4根螺杆，分别穿过左、中、右连接板进行组装。
3、 如权利要求2所述的砌体试件双向复合受力加载试验装置，其特征在于该左、中、 右连接板在四角的相应位置开设有供螺杆穿设固定的圆孔。
4、 如权利要求l所述的砌体试件双向复合受力加载试验装置，其特征在于该左钢板中 间开有供加压件穿过的圆孔并设有用于固定的、与加压件相配合的螺母，加压件为加压螺杆。
5、 如权利要求l所述的砌体试件双向复合受力加载试验装置，其特征在于该中间连接 板通过螺钉固定测力计。
6、 如权利要求l所述的砌体试件双向复合受力加载试验装置，其特征在于该右侧连接 板的右侧中间设有平衡螺母。
7、 如权利要求l所述的砌体试件双向复合受力加载试验装置，其特征在于其还包括扳 手，其固定于左侧连接件外侧端的加压件上用于施力；加压件顶住连接测压计的螺钉的另一 端为半球面结构。
8、 如权利要求l-7所述的砌体试件双向复合受力加载试验装置，其特征在于该连接件 为钢板。
9、 如权利要求1-7所述的砌体试件双向复合受力加载试验装置，其特征在于其还包括 口字型框，其连接固定于中间连接件的右侧，其右侧连接件中间及口字型框的右侧面开有穿 设固定的试件的孔。
10、 如权利要求9所述的砌体试件双向复合受力加载试验装置，其特征在于该中间连 接板中间开设有用于固定口字型框的小孔，并用螺栓固定。
11、 如权利要求9所述的砌体试件双向复合受力加载试验装置，其特征在于该口字型 框的右侧还有三角加劲肋。
12、 如权利要求9所述的砌体试件双向复合受力加载试验装置，其特征在于该口字型 框为钢材，连接件为钢板。
全文摘要
一种砌体试件双向复合受力加载试验装置，属于土木工程领域，其主要由可调节反力架、加压螺杆和口字型框组成，利用可调节距离的钢制反力架和带测力传感器的加压螺杆实现对砌体试件的横向压力或拉力的加载，加压螺杆最大加载值可达到150kN。钢制反力架由钢板和螺杆组成，可灵活调整反力架钢板的相对距离以满足不同规格试件所需。在试件的竖向配合使用普通液压千斤顶可实现对砌体试件的全过程双向加载试验。加载装置结构简单，拆装方便，占地面积�。芍馗词褂貌⒖梢贫釉乜刂品奖悖馐葑既房煽浚梢猿浞致闫鎏迨约蚋春鲜芰釉厥匝榈募釉匾�。
文档编号G01N3/00GK101419143SQ20081020311
公开日2009年4月29日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日
发明者翔 李, 王卓琳, 陈贡联, 顾祥林, 马俊元 申请人:同济大学
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