木结构榫卯节点加载测试设备及方法的制作流程

图片简介:

本技术公开一种木结构榫卯节点加载测试装置，包括榫卯节点固定装置和万能力学试验机的加载头；榫卯节点固定装置包括立柱固定夹具和枋端固定夹具；立柱固定夹具包括底座，底座上表面设有若干安装槽，安装槽内设有垂直于底座的纵向钢板，纵向钢板包括平行设置的纵向钢板I和纵向钢板II，纵向钢板I和纵向钢板II的上端焊接有横向钢板I，横向钢板I与底座之间放置有待测榫卯节点；待测榫卯节点与横向钢板I之间设有千斤顶，千斤顶上设有调节杆；加载头设置在枋端固定夹具上端，加载头电连接有控制装置；本技术还用开了一种木结构榫卯节点加载测试方法。本技术适用于木结构榫卯节点缩尺模型，加载方式简单，循环方式可控，测试快速便捷。

技术要求

1.一种木结构榫卯节点加载测试装置，其特征在于，包括榫卯节点固定装置(1)和万能力学试验机的加载头(2)；

所述榫卯节点固定装置(1)包括立柱固定夹具(11)和枋端固定夹具(12)；

所述立柱固定夹具(11)包括底座(111)，所述底座(111)上表面设有若干安装槽(112)，所述安装槽(112)内可拆卸安装有垂直于所述底座(111)的纵向钢板(113)，所述纵向钢板(113)包括平行设置的纵向钢板

I(1131)和纵向钢板II(1132)，所述纵向钢板I(1131)和纵向钢板II(1132)的上端均以90度边界处焊接有横向钢板I(114)，所述横向钢板I(114)与所述底座(111)之间放置有待测榫卯节点(3)；所述待测榫卯节点(3)与所述横向钢板I(114)之间设有千斤顶(4)，所述千斤顶(4)上设有用于调节所述千斤顶高度的调节杆；

所述万能力学试验机的加载头(2)设置在所述枋端固定夹具(12)上端，所述万能力学试验机的加载头(2)电连接有控制装置(5)。

2.如权利要求1所述的一种木结构榫卯节点加载测试装置，其特征在于，所述枋端固定夹具(12)包括横向钢板II(121)，所述横向钢板II(121)四周均匀设有若干个螺纹孔I(122)，每个所述螺纹孔I(122)内螺纹连接有螺杆(123)，所述螺杆(123)上端螺纹连接有横向钢板III(124)，所述横向钢板III(124)与所述万能力学试验机的加载头(2)螺纹连接。

3.如权利要求2所述的一种木结构榫卯节点加载测试装置，其特征在于，所述万能力学试验机的加载头(2)下端固定连接有N型连接件(6)，所述N型连接件(6)的两侧均设有若干定位孔I(61)；

所述横向钢板III(124)上端两侧均焊接有钢板连接件(125)，所述钢板连接件(125)上设有若干定位孔

II(126)；

穿过所述定位孔I(61)和所述定位孔II(126)设有螺栓I(62)，所述螺栓I(62)上还设有固定螺母I(63)，通过所述定位孔I(61)，定位孔II(126)。

4.如权利要求1所述的一种木结构榫卯节点加载测试装置，其特征在于，所述待测榫卯节点(3)的枋端上还设有位移传感器(7)，所述位移传感器(7)与所述控制装置(5)电连接。

5.如权利要求1所述的一种木结构榫卯节点加载测试装置，其特征在于，所述底座(111)上还设有若干安装孔I(115)，所述安装孔I(115)设置在所述安装槽(112)两侧；

所述纵向钢板I(1131)和纵向钢板II(1132)远离所述待测榫卯节点(3)一侧均焊接有安装板(1133)，所述安装板(1133)上设有与所述安装孔I(115)相应的安装孔II(1134)，穿过所述安装孔I(115)和安装孔II(1134)设有螺栓II(1135)。

6.如权利要求1所述的一种木结构榫卯节点加载测试装置，其特征在于，所述纵向钢板I(1131)和纵向钢板II(1132)上均设有若干定位孔III(1136)，所述定位孔III(1136)内螺纹连接有螺栓III(1137)，所述螺栓

III(1137)上还设有固定螺母II(1138)。

7.如权利要求1所述的一种木结构榫卯节点加载测试装置，其特征在于，所述安装槽(112)内设有若干螺纹孔II(116)，所述螺纹孔II(116)内螺纹连接有用于固定所述待测榫卯节点(3)的柱脚螺栓(117)。

8.如权利要求1所述的一种木结构榫卯节点加载测试装置，其特征在于，所述万能力学试验机的加载头(2)为内置有数据输送模块和力学感应装置的加载头。

9.如权利要求1-8任意一项所述的一种木结构榫卯节点加载测试装置，其特征在于，所述控制装置(5)为内置有万能力学试验机软件的电脑，所述万能力学试验机软件能自动记录力-位移数值及变化规律。10.一种基于权利要求1所述木结构榫卯节点加载测试装置的木结构榫卯节点加载测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，制作待测木结构榫卯节点；

步骤2，根据步骤1所制作的待测木结构榫卯节点尺寸，设计相应的立柱固定夹具的尺寸，从而制备纵向钢板I，纵向钢板II和横向钢板I；

步骤3，将纵向钢板I，纵向钢板II平行放置，并将横向钢板I以90度边界处分别与纵向钢板I，纵向钢板II 进行焊接成为一体的立柱固定夹具；

步骤4，将步骤1得到的木结构榫卯节点固定在步骤3得到的立柱固定夹具内部；

步骤5，通过螺栓II将步骤4得到的安装有木结构榫卯节点立柱固定夹具固定在底座上；

步骤6，根据实际情况调节螺杆，从而将木结构榫卯节点的枋端固定在枋端固定夹具的横向钢板II和横向钢板III之间；

步骤7，将位移传感器安装到榫卯节点的枋端上；

步骤8，点击控制装置内置万能力学试验机软件的开始加载，循环加载试验即开始，电脑软件自动记录力-位移数值及变化规律。

技术说明书

一种木结构榫卯节点加载测试装置及方法

技术领域

本技术涉及木结构建筑技术领域，尤其涉及一种木结构榫卯节点加载测试装置及方法。

背景技术

中国古建筑在岁月的长河中历经各种无法避免的自然灾害，台风，虫蛀，腐朽等，其中对木结构建筑最为普遍的一种严重自然灾害是地震，各种震害的触目惊心让人们担忧。古往今来对于古建筑榫卯节点的加载试验研究是大量学者研究的重点，尤其是针对榫卯节点在循环模拟地震波作用下的各项力学性能指标的分析研究。

CN104215196A介绍了一种适用于古建筑结构变形的长期监测预警方法，具体介绍了采用光纤光栅应变传感器(FBG)和改进共轭梁法(ICBM)对木梁挠度变形进行监测；利用伸缩式光纤光栅位移计对梁柱脱榫进行监测；利用光纤光栅倾角仪对柱水平倾斜进行监测；采用环氧树脂配合铁架和支座的方法将上述测量传感器粘贴固定在待测结构。

CN108331194A介绍了一种内含节点加固与抗震阻尼装置的耗能雀替，具体介绍了：包括软钢耗能器、雀替式饰面板、金属限位子母挂扣、金属紧固件以及金属连接件。

CN110658130A介绍了榫接合节点摩擦系数的测量装置及方法，具体介绍了一种榫接合节点摩擦系数的测量装置，其特征在于：包括底板、钢丝绳、配重、试件槽、转向机构和用于连接力学试验机的试验机接口，底板的一端设有转向机构，底板的另一端设有用于容纳待测试件的试件槽，配重设于待测试件上，钢丝绳的一端连接待测试件，钢丝绳的另一端绕过转向机构连接试验机接口。

但上述技术以及其他现有技术多针对木建筑整体结构的长期变形进行检测，此种方式针对单个榫卯节点的研究不适用，且试验周期长；或利用大型液压设备对榫卯节点进行加载测试，但该种方法加载力过大，无法精准获得榫卯节点力学性能变化规律及变形特性。因此，对于木结构榫卯节点循环加载测试设计一种夹具，寻求一种适用科学研究榫卯节点，且针对性强的测试方法是非常有必要的。

技术内容

为了解决上述现有技术的不足，本技术提供一种木结构榫卯节点加载测试装置及方法。

本技术的一种木结构榫卯节点加载测试装置及方法是通过以下技术方案实现的：

一种木结构榫卯节点加载测试装置，包括榫卯节点固定装置和万能力学试验机的加载头；

所述榫卯节点固定装置包括立柱固定夹具和枋端固定夹具；

所述立柱固定夹具包括底座，所述底座上表面设有若干安装槽，所述安装槽内可拆卸安装有垂直于所述底座的纵向钢板，所述纵向钢板包括平行设置的纵向钢板I和纵向钢板II，所述纵向钢板I和纵向钢板II的上端均以90度边界处焊接有横向钢板I，所述横向钢板I与所述底座之间放置有待测榫卯节点；所述待测榫卯节点与所述横向钢板I之间设有千斤顶，所述千斤顶上设有用于调节所述千斤顶高度的调节杆；

所述万能力学试验机的加载头设置在所述枋端固定夹具上端，所述万能力学试验机的加载头电连接有控制装置。