建筑用墙板抗弯承载试验新型检测装置的研制

建筑用墙板抗弯承载试验新型检测装置的研制

周双福  黄禹恺 李亮 邓发琼  周祥 杜浪

（四川省产品质量监督检验检测院，四川成都，610100）

摘要：抗弯载荷是建筑用墙板质量安全的重要指标之一，目前通常采用人工搬运加载方式进行试验.然而，这种方法存在很多问题与不足，如操作不便、人员安全伤害、影响准确性和稳定性等。为了解决这些问题，基于力学原理和机械传动原理，研制了一种采用轨道组和轨道车组合方式的新型装置来替代传统的人工搬运方式。这种新型装置不仅大大提升了操作的便捷性，还保证了试验过程的安全性和稳定性，有效弥补了现有抗弯承载试验方法的不足。

关键词：建筑用墙板;抗弯承载;轨道组;轨道车

0引言

墙体在建筑中扮演着多种重要的角色，墙体能够承受建筑物的屋顶、楼层、人和设备的荷载，以及自身的重量、风荷载和地震荷载等。在墙承重结构建筑中，墙体同时具有承重和围护的功能,可以抵御自然界的风、雪、雨等侵蚀，防止太阳辐射和噪声的干扰，为建筑内部提供一个舒适的环境。抗弯载荷是表征建筑用墙板质量安全的重要指标之一，准确有效的检测抗弯载荷是判定建筑用墙板质量是否合格的一个重要环节。因此，我们致力于研制新型检测装置，以更准确、更高效的方式评估墙板的抗弯性能，充分保证建筑的质量与安全。

1 建筑用墙板抗弯承载实验现状

建筑用墙板抗弯承载实验是建筑用领域力学性能研究的核心环节。抗弯承载试验不仅关系到墙板的结构安全，还会对建筑物的整体稳定性和使用寿命产生直接影响。目前按照《建筑墙板试验方法》（GB/T30100-2013）的规定，需对建筑墙板进行均布荷载试验、集中荷载试验。然而，该标准对于荷载承载方式还没有明确的规定，这在一定程度上影响了试验的准确性和可靠性。在实际操作中，由于试验墙板体积庞大、结构复杂，通常采用人工搬运样品到检测设备中进行检测，但人工搬运操作易对试验墙板造成损害，易对操作人员造成安全伤害，且影响试验加载点的测量精度和准确性。因此，为了提升建筑用墙板抗弯承载实验的准确性和安全性，我们有必要对现有的试验方法进行改进和优化。

2  新型装置的原理与结构

为了解决建筑用墙板抗弯承载试验中抗弯载荷人工搬运加载的种种缺陷，我们基于力学原理和机械传动原理，创新性地设计并研制了一种新型装置，这个设置以轨道组和轨道车地组合方式替代了人工搬运方式，实现了对被测墙板样品的平稳起重、搬运和定位。该装置的核心组件包括精心设计的轨道组、灵活移动的轨道车、精确测量的测距仪、稳固可靠的支撑机构和高效精准的加压机构。这些组件相互配合，形成了一个完整、高效的测试系统。轨道组和轨道车根据测试需求可将侧墙板样品搬运至指定位置；测距仪则安装在轨道车上用于精确测量轨道车的位置，保证墙板样品在测试过程中的精准定位；支撑机构采用平行分布的铰支座和支点滚轴，为墙板样品提供了稳定可靠的支撑；加压机构包括试验支架和设于试验支架上的加压装置，试验支架则由分设于轨道组两侧的两个液压缸以及设于两个液压缸之间的移动加压横梁组成，能在测试过程中为墙板样品提供稳定的支撑；加压装置则包括加载试验机、测力计、连接件和加压板，其中加载试验机通过测力计与连接件相连，能将压力精确施加在加压板上，实现对墙板样品的抗弯承载测试。该装置的实施步骤为：

1）轨道组为两条平行分布并与轨道车相适配的铁轨；

2）轨道车上开设有用于嵌装测距仪的安装槽，测距仪有两个，分别对应 一个安装槽，测距仪为红外线测距仪；

3）加载试验机为液压加压机，液压缸和加载试验机分别通过液压油管与 外界小型液压站相连；

4）外界小型液压站连接有控制系统，控制系统与轨道车电性连接；

5）加压板与墙板样品之间设有两个对称分布的加载点滚筒；

6）加载点滚筒下设有用于增大加压面积的加压钢板；

7）轨道车两侧分设有电子位移计支座，电子位移计支座上设有用于检测 墙体样品形变位移的电子位移计。

    新型装置的结构如下图：

注：1-轨道组，2-轨道车，3-测距仪，4-加压机构，5-铰支座，6-支点滚轴，7-控制 系统， 8-加载点滚筒， 9-加压钢板，10-电子位移计支座，11-电子位移计，12-墙板样 品，21-安装槽，41-试验支架， 42-加压装置， 411-液压缸， 412-移动加压横梁， 421- 加载试验机，422-测力计，423-连接件， 424-加压板。

3  试验结果及分析

通过原始平台支架的试验与现在的轨道车检测数据对比，我们明显观察到两者在性能上的显著差异。原始平台的检测采用的加压装置支架固定性差，加压后难以达到标准要求的力值保压，且静置时间的控制也不够精确；此外，由于板材下表面百分表的安装相对比较复杂，试压过程中因一些板材特性容易脆断导致百分表以及支架容易被砸损坏，大大增加了维护成本和安全隐患。相比之下，轨道车试验台的支架要比加压装置的支架稳固得多，其加载系统采用了液压加压机，这一改进不仅保证了保压的平稳性，还实现了力值的均衡分布和时间的精准控制，更值得一提的是，轨道车试验台还采用了红外线测距仪，相较于传统方式它不需要每次试验都重新安装，简化了检验程序，极大地提高了安全性。即使在板材脆断的情况下，红外线测距仪也不会受到任何损伤。除此之外，红外线测距仪还能通过数据线直接传输到电脑，这使得读取数据更加准确、快捷，大大提高了检测效率和质量。

                  原始试验平台与轨道车试验台数据对比

4  结论

建筑用墙板抗弯承载试验新型检测装置结构简单、使用方便，为建筑领域的质量检测工作带来了革命性的改变。它有效地解决了现有建筑用墙板抗弯承载试验检测过程中操作繁琐、精度及效率低等技术难题，大大提升了检测的准确性和效率。新型装置采用轨道组与轨道车配合的可移动进样方法，极大地减轻了人工搬运的劳动强度、避免了墙板损伤和搬运事故；加压板与加载试验机为插销式可拆卸连接，避免多次试验中的重复拆装，提高了装置的耐用性和稳定性；轨道车中心的隐藏式红外线测距仪，便于试验墙板安装中心点的调节，同时可避免测距仪重复安装以及检测过程中测距仪损伤。本装置已获得新型实用专利“一种建筑用墙板抗弯承载试验检测装置”（CN216012986U），这充分证明了其在技术上的创新性与实用性。未来，我们有理由，这款新型装置将在建筑用墙板抗弯承载试验中得到更广泛的应用，为建筑领域的质量检测工作提供更加高效、准确的解决方案。

参考文献：建筑墙板试验方法 GB/T30100-2013  

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