(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210781669.3 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 天津市政工程设计 研究总院有限公 司 地址 300051 天津市和平区营口道 239号 (72)发明人 于磊　王磊　王健　任兴旺　 张晓星　何震　贾慧　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 专利代理师 琪琛 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种应用于轴压试验的装配式球铰/刀铰转 换支座 (57)摘要 本发明属于土木工程技术领域， 公开了一种 应用于轴压试验的装配式球铰/刀铰转换支座， 能够实现球铰支座模式和刀铰支座模式的转换 利用； 球铰支座模式中： 上支撑体、 下支撑体、 底 部端板通过螺栓固定连接； 上支撑体、 下支撑体 之间构成球槽且球槽中设置钢球， 钢球放置在球 座上且球座与底部端板固定， 钢球顶部与轴压试 件的下部端板焊接； 刀铰支座模式中： 轴压试件 的下部端板、 下支撑体、 底部端板通过螺栓固定 连接； 底部端板下部放置刀铰端板， 且底部端板 的凹槽与刀铰端板的刀铰相配合。 本发明能够根 据现场条件 快速便捷地拆装更换， 从而适用于两 种支座模式的轴压试验， 极大提高了试验准确率 和试验效率， 不仅便于横向比较和优化， 而且显 著降低加工成本 。 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 CN 115165532 A 2022.10.11 CN 115165532 A 1.一种应用于轴压试验的装配式球铰/刀 铰转换支座， 其特征在于， 能够实现球铰支座 模式和刀铰支座模式的转换利用； 包括钢球， 上支撑体， 下支撑体， 螺栓， 球座， 底部端板， 刀 铰端板； 所述上支撑体包括 四个相同的上支撑块组件， 四个上支撑块组件同平面设置且呈方形 阵列布置， 每 个上支撑块组件设置有弧面凹槽； 所述下支撑体包括 四个相同的下支撑块组件， 四个下支撑块组件同平面设置且呈方形 阵列布置， 每 个上支撑块组件设置有弧面凹槽； 所述底部端板上表面 为平面， 下表面设置有凹槽； 所述刀铰端板下表面 为平面， 上表面设置有刀铰， 所述刀铰与所述凹槽相匹配； 在所述球铰支座模式中： 所述上支撑体、 所述下支撑体、 所述底部端板由上到下设置， 并通过螺栓固定连接； 四个所述上支撑块组件一一对应地设置在四个所述下支撑块组件下 部， 所述上支撑块组件和所述下支撑块组件的弧面凹槽共同形成球槽； 所述钢球位于所述 上支撑体、 所述下支撑体连接后 构成的所述球槽中； 所述钢球放置在所述球座上， 并且与所 述球座光滑接触； 所述球座位于四个所述下支撑块组件之间， 并且与所述底部端板固定连 接； 所述钢球顶部露出于所述上支撑体， 并且所述钢球顶部与轴压试件的下部端板焊接固 定； 所述轴压试件、 所述钢球、 所述上支撑体、 所述下支撑体、 所述底部端板均为对中设置； 在所述刀铰支座模式下： 所述下支撑体、 所述底部端板由上到下设置， 所述轴压试件的 下部端板通过螺栓与所述下支撑体、 所述底部端板固定连接； 所述轴压试件、 所述下支撑体 与所述底部端板的连接体放置在所述刀铰端板上， 所述底部端板的凹槽与所述刀铰端板的 刀铰相配合； 所述轴压试件、 所述下支撑体、 所述底部端板、 所述刀铰端板均为对中设置 。 2.根据权利要求1所述的一种应用于轴压试验的装配式球铰/刀铰转换支座， 其特征在 于， 所述上支撑块组件和所述下支撑块组件的弧面凹槽所对应的球心位置相同， 且共同形 成的球槽的直径大于所述钢球的直径。 3.根据权利要求1所述的一种应用于轴压试验的装配式球铰/刀铰转换支座， 其特征在 于， 所述上支撑体的四个上支撑块组件所 形成的圆形顶部开口直径小于所述钢球的直径。 4.根据权利要求1所述的一种应用于轴压试验的装配式球铰/刀铰转换支座， 其特征在 于， 所述凹槽通常沿所述底部端板的长度或宽度方向延伸， 所述刀铰通常沿所述刀铰端板 的长度或宽度方向延伸。 5.根据权利要求1所述的一种应用于轴压试验的装配式球铰/刀铰转换支座， 其特征在 于， 所述螺 栓的底端不超出于所述底部端板的下表面。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115165532 A 2一种应用于轴压试验的装配式 球铰/刀铰转换支座 技术领域 [0001]本发明属于 土木工程技术领域， 具体的说， 是 涉及一种装配式铰支座。 背景技术 [0002]钢结构具有强度高、 自重轻、 材质均匀， 塑性、 韧性好， 施工速度快等优点， 钢材支 座是钢结构的重要用途之一。 支座节点的功 能有很多， 最主要的一点是能可靠地将上部结 构的内力(压力、 拉力等)集中地传递到下部结构， 同时还可起到释放某些内力(温度应力、 不利弯矩)， 以避免下部主 要结构处于非常不利的复杂应力状态的作用。 [0003]铰支座通常有刀铰式和球铰式两种形式。 刀铰铰支座是固定铰支座， 它使得结构 不能作水平和竖向移动， 但可以在支承处绕一点转动。 支 座反力通过铰中心， 但大小和方向 都是未知的， 通常可以通过两个确定方向的反力来表示。 球铰铰支座是活动铰支 座， 它允许 结构在支承处沿平行于支承平面方向移动， 在不考虑摩擦力的情况下， 这种支座的反力作 用点和方向都是确定的， 只有它的大小 是一个未知量。 试验过程中支 座虽然存在转动， 但是 任一时刻球 铰和钢板、 刀铰和凹槽都可以看作紧密贴合。 [0004]目前， 刀铰支座和球铰支座应用较为广泛， 但支座的形式不能便捷地用于工程实 际， 甚至造成受力情况复杂， 接触面积难以计算， 承载力计算不准确， 以及在加载过程中支 座先发生破坏造成试验失败。 为了使得试验结果更加准确， 便于横向比较和优化， 设计一种 结构简单、 操作方便、 可以实现球 铰和刀铰间转换利用的铰支座具有重要意 义。 发明内容 [0005]本发明要解决的是铰支座轴压试验的相关技术问题， 提供了一种应用于轴压试验 的装配式球铰/刀铰转换支座， 能够方便地实现球铰和刀铰间转换利用， 其结构简单， 操作 便捷， 安全可靠， 因而可以较好 地适应实际试验要求。 [0006]为了解决上述 技术问题， 本发明通过以下的技 术方案予以实现： [0007]本发明提供了一种应用于轴压试验的装配式球铰/刀铰转换支座， 能够实现球铰 支座模式和刀铰支座模式的转换利用； 包括钢球， 上支撑体， 下支撑体， 螺栓， 球座， 底部端 板， 刀铰端板； [0008]所述上支撑体包括四个相同的上支撑块组件， 四个上支撑块组件同平面设置且呈 方形阵列布置， 每 个上支撑块组件设置有弧面凹槽； [0009]所述下支撑体包括四个相同的下支撑块组件， 四个下支撑块组件同平面设置且呈 方形阵列布置， 每 个上支撑块组件设置有弧面凹槽； [0010]所述底部端板上表面 为平面， 下表面设置有凹槽； [0011]所述刀铰端板下表面 为平面， 上表面设置有刀铰， 所述刀铰与所述凹槽相匹配； [0012]在所述球铰支座模式中： 所述上支撑体、 所述下支撑体、 所述底部端板由上到下设 置， 并通过螺栓固定连接； 四个所述上支撑块组件一一对应地设置在四个所述下支撑块组 件下部， 所述上支撑块组件和所述下支撑块组件的弧面凹槽共同形成球槽； 所述钢球位于说　明　书 1/4 页 3 CN 115165532 A 3