一种刚性拉杆瞬时破断试验装置

专利摘要:
本实用新型公开了一种刚性拉杆瞬时破断试验装置，包括左侧连接件、右侧连接件、破断体和电磁夹紧装置；所述破断体包括左右两块破断单元；左侧连接件和右侧连接件分别连接一个所述破断单元；所述电磁夹紧装置用于在初始状态下夹紧两块所述破断单元；其特征在于，所述左侧连接件包括第一刚性连接部、第二刚性连接部以及第一柔性连接部，所述第一柔性连接部连接在第一刚性连接部与第二刚性连接部之间；所述右侧连接件包括第三刚性连接部、第四刚性连接部以及第二柔性连接部，所述第二柔性连接部连接在第三刚性连接部与第四刚性连接部之间。本实用新型可用以模拟建筑结构连续倒塌试验中刚性拉杆的瞬时断裂，可提高模拟建筑结构倒塌试验精度。
公开号:CN214334561U
申请号:CN202120366720.5U
申请日:2021-02-08
公开日:2021-10-01
发明作者:蒋友宝；张梦华；周浩；康维；田艺；陈奕琳
申请人:Changsha University of Science and Technology；
IPC主号:G01N3-32

专利说明:
[n0001] 本实用新型属于建筑结构抗连续倒塌试验技术领域，尤其涉及一种刚性拉杆瞬时破断试验装置。
[n0002] 大跨空间钢结构具有自重轻、刚度好、抗震性能高、造型优美的优点，被广泛应用于体育馆、机场、火车站等人流量大的场所，然而在自然灾害、非常规荷载作用下，空间钢结构的下弦刚性拉杆可能会破坏失效，导致结构发生连续倒塌，造成不可估量的灾难性后果。
[n0003] 目前在建筑结构抗连续倒塌试验分析中，采用失效装置来模拟结构某处构件的瞬时失效是一种重要途径。此前试验中使用的失效装置包括人工锯断、钢夹、销钉等需要人工破坏的试验装置，不仅浪费人力物力，试验构件破断的瞬时性和可控性也不好，试验的精度不高。在现有的抗连续倒塌试验的破断装置中，电磁铁的引进使得破断更加瞬时可控，但是，对于受有较大拉力的刚性拉杆的瞬时破断，仅仅依靠电磁铁的吸力不足以满足构件在瞬时破断前正常受力的要求，若引入楔形钢材与刚性拉杆直接焊接后依靠电磁铁卡紧的连接方式，由于刚性拉杆由型钢制成，且一端与整体结构相连，其将具有较大刚度，破断钢材会受到刚性拉杆影响，将无法瞬时脱开。因此，在大跨空间钢结构的刚性拉杆瞬时破断试验分析中，迫切需要一种既安全可靠又能有效模拟刚性拉杆瞬间断开的试验装置。
[n0004] 本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提出一种刚性拉杆瞬时破断试验装置，以解决建筑结构抗连续倒塌试验中受有较大拉力的刚性杆件的瞬时断裂瞬时可控的问题。
[n0005] 本实用新型的技术方案是：
[n0006] 一种刚性拉杆瞬时破断试验装置，包括左侧连接件、右侧连接件、破断体和电磁夹紧装置；所述破断体包括左右两块破断单元；左侧连接件和右侧连接件分别连接一个所述破断单元；所述电磁夹紧装置用于在初始状态下夹紧两块所述破断单元；其特征在于，所述左侧连接件包括第一刚性连接部、第二刚性连接部以及第一柔性连接部，所述第一柔性连接部连接在第一刚性连接部与第二刚性连接部之间；所述右侧连接件包括第三刚性连接部、第四刚性连接部以及第二柔性连接部，所述第二柔性连接部连接在第三刚性连接部与第四刚性连接部之间。
[n0007] 所述第一刚性连接部为第一预开孔连接板，在第一预开孔连接板上焊接第一刚性拉杆；所述第二刚性连接部为第二预开孔连接板，在第二预开孔连接钢板上焊接所述左侧单元；所述第一柔性连接部连接在第一预开孔连接板和第二预开孔连接板之间。
[n0008] 所述第一预开孔连接板和第二预开孔连接板上均设置有羊眼螺栓，所述第一柔性连接部连接在羊眼螺栓上,所述羊眼螺栓螺丝杆粗与刚性受拉杆的受力大小有关，羊眼螺栓的螺杆螺纹长度应确保能使预制柔性拉索张紧。
[n0009] 所述第一柔性连接部为柔性拉索。
[n0010] 所述第三刚性连接部为第三预开孔连接板，在第三预开孔连接钢板上焊接所述右侧单元；所述第四刚性连接部为第四预开孔连接板，在第四预开孔连接板上焊接第二刚性拉杆；所述第二柔性连接部连接在第三预开孔连接板和第四预开孔连接板之间。
[n0011] 在所述第三预开孔连接板和第四预开孔连接板上均设置有羊眼螺栓，所述第二柔性连接部连接在羊眼螺栓上。
[n0012] 所述第二柔性连接部为柔性拉索。
[n0013] 所述电磁夹紧装置包括第一夹紧端、第二夹紧端以及电磁装置，通过电磁装置使所述第一夹紧端与第二夹紧端吸合或断开。
[n0014] 与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
[n0015] 本实用新型刚性拉杆瞬时破断试验装置在试验拟断裂之前可保持整体构件正常受力，在电磁夹紧装置松开后，由于柔性拉索本身没有刚度，破断体会在重力的作用下掉落，整个破断装置不能再受力，破断方式的瞬时性与可控性较现存破断试验装置更强，可更好模拟实际倒塌过程中刚性拉杆的瞬时失效。本实用新型构造简单，拆卸组装简易方便，可多次循环利用，应用在建筑结构的抗连续倒塌试验过程中，可满足刚性拉杆失效的瞬时性和试验模拟的可控性，可有效提高试验精度。
[n0016] 图1为本实用新型刚性拉杆瞬时破断试验装置的结构示意图；
[n0017] 图2为本实用新型刚性拉杆瞬时破断试验装置的正视图；
[n0018] 图3为本实用新型刚性拉杆瞬时破断试验装置沿其A-A剖线的剖视示意图；
[n0019] 图4为本实用新型刚性拉杆瞬时破断试验装置的柔性拉索连接装置示意图；
[n0020] 图5为本实用新型刚性拉杆瞬时破断试验装置的电磁夹紧装置示意图；
[n0021] 图6为本实用新型刚性拉杆瞬时破断试验装置的刚性连接部示意图；
[n0022] 图7为本实用新型刚性拉杆瞬时破断试验装置的破断单元示意图；
[n0023] 图8为本实用新型刚性拉杆瞬时破断试验装置应用于某管桁架缩尺试验示意图；
[n0024] 图中：1-第二刚性拉杆，2-第一刚性拉杆， 3-右侧连接件，31-第三刚性连接部，32-第四刚性连接部， 33-第二柔性连接部， 4-左侧连接件，41-第一刚性连接部，42-第二刚性连接部， 43-第一柔性连接部，5-破断体，51-破断单元，6-电磁夹紧装置，61-电磁夹紧装置第一夹紧端，62-电磁夹紧装置第二夹紧端，63-连接螺栓，64-电磁铁，65-铁块，66-销轴，7-羊眼螺栓，71-羊眼螺栓螺杆。
[n0025] 以下结合附图，对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[n0026] 实施例基本如附图1-8所示。
[n0027] 附图8为本破断装置运用在某管桁架抗连续倒塌缩尺试验中的具体实施例，本实施例在第一刚性拉杆2即左侧管桁架拟破断下弦杆与第二刚性拉杆1即右侧管桁架拟破断下弦杆间设有左侧连接件4、右侧连接件3、破断体5和电磁夹紧装置6，破断体5包括两块卡扣结合的单元51。
[n0028] 如附图3、附图5所示，电磁夹紧装置6包括第一夹紧端61、第二夹紧端62、连接螺栓63、电磁铁64、铁块65和销轴66组成。
[n0029] 两块卡扣结合的单元51卡紧形成一个整体的破断体5后分别焊接第二刚性连接部42和第三刚性连接部31上。如附图3所示，电磁夹紧装置6夹紧破断体5，电磁铁64通电，与铁块65产生吸力在力臂即第一夹紧端61和第二夹紧端62作用下给予卡扣在一起的两块楔形钢材足够的夹紧力，使破断体5卡紧以承担管桁架下弦杆在未破断前的拉力。
[n0030] 如附图1、附图6所示，刚性连接部钢板的四角预设有羊眼螺栓7的预留螺栓孔，第一刚性连接部与第一刚性拉杆焊接，第四刚性连接部与第二刚性拉杆焊接。
[n0031] 如附图1、附图2、附图4所示，柔性拉索将压环预制压进羊眼螺栓7羊眼圈内制成一体式预制柔性拉索。将羊眼螺栓7固定在各预留螺栓孔内，羊眼圈的方向指向连接件内部。连接件装置通过调整各羊眼螺栓7的螺母松紧使柔性拉索张紧后，破断刚性拉杆即管桁架下弦杆与破断连接装置连接为一个整体，从而使管桁架在拟破断前正常受力。
[n0032] 电磁夹紧装置6夹紧两块卡扣结合的单元51组合在一起形成的破断体5，在左右两侧连接件作用下，整个试验拟破断区域正常受力，在电磁夹紧装置6的电磁铁64断电即磁吸力消失后，电磁夹紧装置第二夹紧端62在重力作用下掉落，由于预制柔性拉索无刚度，两块卡扣结合的单元51也会在重力作用下瞬间掉落，破断体瞬间不能承力，即可模拟出偶然荷载下管桁架下弦杆的瞬时失效，即刚性拉杆的瞬时失效。

权利要求:
Claims (8)
[0001] 1.一种刚性拉杆瞬时破断试验装置，包括左侧连接件、右侧连接件、破断体和电磁夹紧装置；所述破断体包括左右两块破断单元；左侧连接件和右侧连接件分别连接一个所述破断单元；所述电磁夹紧装置用于在初始状态下夹紧两块所述破断单元；其特征在于，所述左侧连接件包括第一刚性连接部、第二刚性连接部以及第一柔性连接部，所述第一柔性连接部连接在第一刚性连接部与第二刚性连接部之间；所述右侧连接件包括第三刚性连接部、第四刚性连接部以及第二柔性连接部，所述第二柔性连接部连接在第三刚性连接部与第四刚性连接部之间。
[0002] 2.根据权利要求1所述的刚性拉杆瞬时破断试验装置，其特征在于：所述第一刚性连接部为第一预开孔连接板，在第一预开孔连接板上焊接第一刚性拉杆；所述第二刚性连接部为第二预开孔连接板，在第二预开孔连接钢板上焊接所述左侧破断单元；所述第一柔性连接部连接在第一预开孔连接板和第二预开孔连接板之间。
[0003] 3.根据权利要求2所述的刚性拉杆瞬时破断试验装置，其特征在于：在所述第一预开孔连接板和第二预开孔连接板上均设置有羊眼螺栓，所述第一柔性连接部连接在羊眼螺栓上。
[0004] 4.根据权利要求1-3任一所述的刚性拉杆瞬时破断试验装置，其特征在于：所述第一柔性连接部为柔性拉索。
[0005] 5.根据权利要求1所述的刚性拉杆瞬时破断试验装置，其特征在于：所述第三刚性连接部为第三预开孔连接板，在第三预开孔连接钢板上焊接所述右侧破断单元；所述第四刚性连接部为第四预开孔连接板，在第四预开孔连接板上焊接第二刚性拉杆；所述第二柔性连接部连接在第三预开孔连接板和第四预开孔连接板之间。
[0006] 6.根据权利要求5所述的刚性拉杆瞬时破断试验装置，其特征在于：在所述第三预开孔连接板和第四预开孔连接板上均设置有羊眼螺栓，所述第二柔性连接部连接在羊眼螺栓上。
[0007] 7.根据权利要求6所述的刚性拉杆瞬时破断试验装置，其特征在于：所述第二柔性连接部为柔性拉索。
[0008] 8.根据权利要求1所述的刚性拉杆瞬时破断试验装置，其特征在于：所述电磁夹紧装置包括第一夹紧端、第二夹紧端以及电磁装置，通过电磁装置使所述第一夹紧端与第二夹紧端吸合或断开。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120366720.5U|CN214334561U|2021-02-08|2021-02-08|一种刚性拉杆瞬时破断试验装置|CN202120366720.5U| CN214334561U|2021-02-08|2021-02-08|一种刚性拉杆瞬时破断试验装置|