CN105181442B - 定型气囊及应用其对板施加均布荷载的试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种定型气囊及应用其对板施加均布荷载的试验装置及方法，所述定型气囊包括气囊本体，所述气囊本体设有外部定型绷带或/和内部定型绷带，所述外部定型绷带设于所述气囊本体的外壁，所述内部定型绷带连接于所述气囊本体相对设置的两内壁，所述外部定型绷带或/和所述内部定型绷带沿所述气囊本体的横向、纵向及竖向分别延伸并对所述气囊本体定型。将定型气囊应用于板的均布荷载加载试验中，利用封闭气体对定型气囊各方向传递压强相同的原理，很好的模拟了板受均布荷载的情况，且采用千斤顶施力装置可以方便的控制荷载的大小，通过试验可测得板的承载力，试验结果具有准确性、科学性，可为板的设计提供依据。

Description

定型气囊及应用其对板施加均布荷载的试验装置及方法

技术领域

本发明涉及结构测试领域，特别是涉及一种定型气囊及应用其对板施加均布荷载的试验装置及方法。

背景技术

目前，对于板均布荷载加载的试验，主要是采用沙袋或配重块等的堆载方法，或采用分配梁的加载方法。前者虽然可较好的模拟均布荷载，但由于加载靠人工堆沙袋或配重块等，试验速度慢，人工耗费大，当所需荷载较大时，沙袋或配重块等堆积的高度很大，甚至即使堆积高度很大，也达不到荷载加载要求，同时，当板发生破坏后，卸载速度慢，易发生危险；后者由千斤顶通过分配梁施加荷载，不能模拟实际均布荷载的情况，只能等效为均布荷载，并且对于双向板楼板，该种方法不适用，因此，上述两种板均布荷载加载试验方法的适用范围具有局限性，无法满足板均布荷载加载试验的科学研究及工程需要。

因此，有必要设计一种对板施加均布荷载的试验装置及方法，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可以对板施加均布荷载，适用范围更广的定型气囊及应用其对板施加均布荷载的试验装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种定型气囊，包括气囊本体，所述气囊本体设有外部定型绷带或/和内部定型绷带，所述外部定型绷带设于所述气囊本体的外壁，所述内部定型绷带连接于所述气囊本体相对设置的两内壁，所述外部定型绷带或/和所述内部定型绷带沿所述气囊本体的横向、纵向及竖向分别延伸并对所述气囊本体定型。

进一步，所述气囊本体的端部设有气门。

进一步，所述外部定型绷带包括外部纵向绷带和外部竖向绷带，所述外部纵向绷带设于所述气囊本体的上、下外壁，沿纵向延伸，所述外部竖向绷带设于所述气囊本体的四周外壁，连接于所述气囊本体的上、下外壁。

进一步，所述内部定型绷带包括内部横向绷带和内部竖向绷带，所述内部横向绷带设于所述气囊本体的上、下内壁，与所述外部纵向绷带垂直相交，所述内部竖向绷带设于所述气囊本体的中部，连接于所述气囊本体的上、下内壁，与所述内部横向绷带及所述外部纵向绷带两两垂直且相交。

进一步，所述外部定型绷带与所述内部定型绷带相交的节点处采用铆钉与所述气囊本体固定。

一种应用上述定型气囊对板施加均布荷载的试验装置,包括底座，所述底座供所述板放置，所述板上放置所述定型气囊，所述底座的两侧设有支撑柱，所述支撑柱的顶部设有横梁，所述横梁吊装有千斤顶施力装置，所述千斤顶施力装置施力于所述定型气囊，并将荷载传递到所述板。

进一步，所述千斤顶施力装置包括安装座安装于所述横梁，所述安装座的下方设有液压缸体、液压活塞杆及铰接接头，所述铰接接头的下方连接有加载箱型钢梁，所述加载箱型钢梁抵接于所述定型气囊。

进一步，所述底座与所述板之间还设有钢板，所述底座上设有固定支座条形钢，所述固定支座条形钢之间设有三角支座和柱形支座，所述钢板放置于所述三角支座与所述柱形支座上，所述板放置于所述钢板上。

一种采用上述试验装置的方法,包括：

步骤一：组装好所述试验装置；

步骤二：将所述板吊装于所述底座上；

步骤三：将充气的所述定型气囊放置于所述板上；

步骤四：通过千斤顶施力装置施加载荷，载荷施加于所述定型气囊并传递给所述板。

进一步，步骤三中，所述定型气囊具有多个，并排放置于所述板上。

本发明的有益效果：

所述定型气囊采用外部定型绷带或/和内部定型绷带进行定型，可控制定型气囊的形状，保证其与其它试验装置的组合，气囊本体具有柔性，在受力时有限制的自由变形，可与板紧密接触；试验时荷载通过定型气囊传递到板，利用封闭气体对定型气囊各方向传递压强相同的原理，很好的模拟了板受均布荷载的情况，且采用千斤顶施力装置可以方便的控制荷载的大小，通过试验可测得板的承载力，试验结果具有准确性、科学性，可为板的设计提供依据。

附图说明

图1为本发明定型气囊的立体图；

图2为本发明定型气囊的俯视图；

图3为本发明定型气囊内定型绷带的示意图；

图4为本发明试验装置的示意图；

图5为本发明试验装置中底座的示意图；

图中，1—气囊本体、2—气门、3—外部纵向绷带、4—外部竖向绷带、5—内部横向绷带、6—内部竖向绷带、7—底座、8—支撑柱、9—横梁、10—固定支座条形钢、11—三角支座、12—柱形支座、13—钢板、14—安装座、15—液压缸体、16—液压活塞杆、17—铰接接头、18—加载箱型钢梁、19—板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、横、纵……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本发明定型气囊用于板19的均布荷载的加载试验中，利用气囊内气体对气囊各方向传递压强相同的原理，可以模拟板19受均布荷载的情况，得到准确且具有科学性的结果，为楼板的设计提供依据。

如图1至图3，以图1中左右方向为横向，前后方向为纵向，上下方向为竖向来具体描述。本发明定型气囊包括气囊本体1，气囊本体1采用柔性材料制成，在试验过程中，保证气囊与板的紧密接触。气囊本体1的端部设有气门2，用于向气囊本体1内充气或放气，不用时可放掉内部气体，保管方便，使用时则充满气体。气囊本体1设有外部定型绷带或/和内部定型绷带，外部定型绷带设于气囊本体1的外壁，内壁定型绷带设于气囊本体1的内部，且连接相对的两个内壁，外部定型绷带或/和内部定型绷带沿气囊本体的横向、纵向及竖向分别延伸并对气囊本体1定型，使得气囊在充气时具有大致固定的形状，保证其与其它试验装置的组合。

外部定型绷带包括外部纵向绷带3和外部竖向绷带4，外部纵向绷带3沿纵向延伸，设于气囊本体1的上、下外壁，外部竖向绷带4设于气囊本体1的四周外壁，沿竖向延伸，连接于气囊本体1的上、下外壁，与外部纵向绷带3垂直且相交，外部竖向绷带4与外部纵向绷带3相交的节点处采用铆钉与气囊本体1固定。内部定型绷带包括内部横向绷带5和内部竖向绷带6，内部横向绷带5沿横向延伸，设于气囊本体1的上、下内壁，与外部纵向绷带3垂直且相交，内部横向绷带5与外部纵向绷带3相交的节点处采用铆钉与气囊本体1固定，内部竖向绷带6设于气囊本体1的中部，连接于气囊本体1的上、下内壁，与内部横向绷带5及外部纵向绷带3两两垂直且相交，内部竖向绷带6与内部横向绷带5或外部纵向绷带3相交的节点处采用铆钉与气囊本体1固定。上述定型绷带之间通过铆钉或其它方式连接，除相交节点处定型绷带与气囊本体1之间密封连接外，其余部分定型绷带与气囊本体1不连接。通过外部纵向绷带3、内部横向绷带5、外部竖向绷带4及内部竖向绷带6来限制气囊本体1的形状，使定型气囊有限制的自由变形，可用于板19的均布荷载试验装置中，能够与板19紧密结合，且传递均布荷载。

如图4及图5，本发明还提出一种应用上述定型绷带对板施加均布荷载的试验装置，包括底座7，底座7的两侧设有支撑柱8，支撑柱8的顶部设有横梁9，形成稳定的龙门架，横梁9上吊装有千斤顶施力装置，板19放置于底座7上，板19上放置定型气囊，试验时千斤顶施力装置施力于定型气囊，并将荷载传递到板19，从而测得板19的承载力。其中底座7的顶部设有固定支座条形钢10，固定支座条形钢10设于底座7的两侧，其中每侧设有两个固定支座条形钢10，两个固定支座条形钢10之间具有空隙，分别用于放置三角支座11和柱形支座12，三角支座11和柱形支座12放置于固定支座条形钢10内，可以防止在加载时，三角支座11和柱形12支座发生水平位移，三角支座11与柱形支座12上放置有钢板13，板19放置于钢板13上，以免加载时板19端部发生局部受压破坏。千斤顶施力装置包括安装座14安装于横梁9，安装座14的下方依次设有液压缸体15、液压活塞杆16及铰接接头17，铰接接头17的下方连接有加载箱型钢梁18，试验时加载箱型钢梁18抵接于定型气囊，对定型气囊施力。该试验装置利用密闭气体对定型气囊各方向传递压强相同的原理，很好的模拟了板19受均布荷载的情况，测得板19的承载力结果准确具有科学性，可以为板19的设计提供依据。

采用上述试验装置的方法如下：

步骤一：组装好试验装置，具体是先将横梁9固定在支撑柱8上，形成稳定的龙门架，然后将安装座14安装在横梁9上，使千斤顶施力装置吊装在横梁9下，然后将底座7吊装到千斤顶施力装置下方，使底座7平面形心与千斤顶施力装置平面形心在竖直方向上对齐，然后将三角支座11和柱形支座12分别放置于固定支座条形刚10之间的间隙内，将钢板13架设在三角支座11和柱形支座12上。

步骤二：将板19吊装于钢板13上。

步骤三：将定型气囊放置于板19上，在放置前通过气门2向气囊本体1内充气，放置好的定型气囊位于加载箱型钢梁18的下方。

步骤四：通过千斤顶施力装置施加荷载，荷载施加于定型气囊并传递给板19，从而进行板19的均布荷载加载试验，测得板19的承载力，由于定型气囊内的气体对气囊的各方向传递相同的压强，能够很好的模拟板收到均布荷载的情况，因此所测得的结果准确且具有科学性，很好的指导板的设计。

上述试验过程中，顺序可根据需要调整，当楼板宽度较大时，步骤三中可将一个或多个定型气囊并排放置于板上，进行板的均布荷载加载试验，能够方便准确的完成板的均布荷载加载试验。上述试验装置及方法不仅可以用于板的加载试验，也可以用于其它结构构件的均布荷载加载试验。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (4)

1.一种定型气囊，其特征在于，包括：柔性的气囊本体，所述气囊本体设有外部定型绷带和内部定型绷带，所述外部定型绷带设于所述气囊本体的外壁，所述内部定型绷带连接于所述气囊本体相对设置的两内壁，所述外部定型绷带或/和所述内部定型绷带沿所述气囊本体的横向、纵向及竖向分别延伸并对所述气囊本体定型，所述外部定型绷带包括外部纵向绷带和外部竖向绷带，所述外部纵向绷带设于所述气囊本体的上、下外壁，沿纵向延伸，所述外部竖向绷带设于所述气囊本体的四周外壁，连接于所述气囊本体的上、下外壁，所述内部定型绷带包括内部横向绷带和内部竖向绷带，所述内部横向绷带设于所述气囊本体的上、下内壁，与所述外部纵向绷带垂直相交，所述内部竖向绷带设于所述气囊本体的中部，连接于所述气囊本体的上、下内壁，与所述内部横向绷带及所述外部纵向绷带两两垂直且相交，所述气囊本体的端部设有气门。

2.根据权利要求1所述的定型气囊,其特征在于：所述外部定型绷带与所述内部定型绷带相交的节点处采用铆钉与所述气囊本体固定。

3.一种应用权利要求1所述的定型气囊对板施加均布荷载的试验装置,其特征在于，包括：底座，所述底座供所述板放置，所述底座与所述板之间还设有钢板，所述底座上设有固定支座条形钢，所述固定支座条形钢之间设有三角支座和柱形支座，所述钢板放置于所述三角支座与所述柱形支座上，所述板放置于所述钢板上，所述板上放置所述定型气囊，所述底座的两侧设有支撑柱，所述支撑柱的顶部设有横梁，所述横梁吊装有千斤顶施力装置，所述千斤顶施力装置施力于所述定型气囊，并将荷载传递到所述板。

4.根据权利要求3所述的试验装置,其特征在于：所述千斤顶施力装置包括安装座安装于所述横梁，所述安装座的下方设有液压缸体、液压活塞杆及铰接接头，所述铰接接头的下方连接有加载箱型钢梁，所述加载箱型钢梁抵接于所述定型气囊。