CN103969112A - 钢框架结构试验防侧向失稳装置 - Google Patents

钢框架结构试验防侧向失稳装置 Download PDF

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Abstract

钢框架结构试验防侧向失稳装置，属于钢结构研究领域。将梁柱试验模型(4)固定在支撑底梁(10)上，支座平台(1)固定在试验梁柱模型(4)的柱结构两侧的支撑底梁(10)上，柱结构滑动支座按需求分布于试验梁柱模型(4)的柱结构上；梁结构滑动支座固定于试验梁柱模型(4)的横梁上。本发明可根据需要布置安装滑动支座的位置，全部采用的是装配式结构。

Description

钢框架结构试验防侧向失稳装置
技术领域
本发明涉及钢结构框架试验设备，属于土木工程专业钢结构研究领域。
背景技术
随着科技的不断进步，国家经济的飞速发展，国家钢产量的不断提高，钢结构在建筑行业的地位逐步提升，加之钢结构轻质、高强的特点，其钢结构在建筑行业的发展只增不减。由各大地震引发的自然灾害也使得各国学者开始专注钢框架延性节点方面的研究，不断涌现出各种不同连接形式的钢框架结构延性节点。现阶段的研究都是基于节点进行的相关试验研究，但是这种延性节点放在一个实际的结构中是否有着同样的延性性能，在一个结构中是否需要在每个节点都进行削弱，是否在每个节点都进行同样的削弱，这便需要我们展开关于延性节点钢框架结构的试验研究，而非单个的节点研究。
要研究延性节点在钢框架结构中的受力性能，我们往往选择对钢框架结构进行相关的试验和性能测试分析，为了研究钢框架结构的抗震性能及相关的延性，我们选择施加水平荷载作用来进行拟静力试验模拟地震荷载作用，在这种水平的荷载作用下。对于这么一个没有楼板没有挡墙的钢框架来说，也就失去了楼板和挡墙的侧向约束的作用，其相应的梁、柱都是属于拉弯和压弯构件，而对于梁柱这种压弯、拉弯构件来说，其相应的长细比肯定不满足规范要求，这样在施加水平荷载作用时，整个结构可能会由于梁、柱的平面外失稳而使得整个结构发生破坏，这样一来便达不到我们想要的结构延性破坏，也就得不出相应的延性的节点的延性性能，这样关于延性节点的相关的研究将功亏一篑。为此我们在进行钢框架结构试验设计时首先应该考虑的是钢框架结构的平面外失稳的问题，首先要解决结构的平面外失稳和局部失稳，这样才能够保证整个结构在水平荷载作用下，其发生相应的延性破坏。
发明内容
为防止钢框架结构试验发生侧向失稳，本发明旨在提供一种试验装置，用于钢框架结构的抗震性能及延性的研究试验。本发明的技术方案如下：
钢框架结构试验防侧向失稳装置,由多个支座平台、多个柱约束装置和多个梁结构约束装置组成；
支座平台是立方箱型柱体结构，在箱型柱体结构相对的两个垂直面上预留多排螺栓孔，用于固定不同高度的水平搭接连杆，搭接连杆和支撑连杆皆为角钢；将多个相同结构的支座平台间隔固定在支撑底梁上；在每个两个相邻的支座平台之间的同一高度的前后端分别用水平的支撑连杆将其两端的支座平台相互固定；支撑连杆的两端固定在其两端支座平台搭接连杆上；
柱约束装置由柱约束导轨、柱约束滑块和用于固定试验梁柱模型的夹具组成；在相邻支座平台之间的同一高度的前后两个支撑连杆相对的立面上分别固定水平的柱约束导轨，两个柱约束滑块分别安装在各自的柱约束导轨上；两个柱约束滑块之间是试验梁柱模型的柱结构，试验梁柱模型的柱结构与前后两个柱约束滑块之间通过夹具相互固定在一起；试验梁柱模型的其它柱结构按照同样的方式固定在其它相邻的支座平台之间；
梁约束装置由梁约束导轨、梁约束滑块、拉伸连杆和用于固定试验梁柱模型的夹具组成；梁约束导轨固定在支撑底梁和支座平台所在垂直面一侧的上端，并与试验梁柱模型的横梁相互垂直；梁约束滑块安装在梁约束导轨上；梁约束滑块上固定安装用于连接到试验梁柱模型横梁的拉伸连杆；拉伸连杆与试验梁柱模型的横梁通过夹具固定连接；拉伸连杆的长短可变。
拉伸连杆由两根相互叠加在一起的预留有螺栓孔的杆件组成，两根杆件可根据需要减少或增加叠加的长短。
在夹具与试验梁柱模型的接触面上固定安装橡胶垫。
可以根据需要在每个试验梁柱模型的柱结构上安装多个柱约束装置。
可以根据需要在每个试验梁柱模型的梁结构上安装多个梁约束装置。
本发明的有益效果是根据设计者的需要，根据试验模型的尺寸来调整约束装置安装的位置。横梁约束装置和立柱约束装置，全部采用的是装配式结构，可以根据需求增加相应的约束点，也可以根据模型尺寸的大小来调节约束之间的相对距离，整个装置安装便捷。
附图说明
附图1是本发明柱结构约束装置正立面图。
附图2是本发明柱结构约束装置俯视图。
附图3是本发明的梁结构约束装置俯视图。
图中：1支座平台，2搭接连杆，3支撑连杆，4试验梁柱模型，5柱约束导轨，6柱约束滑块，7梁约束导轨,8梁约束滑块，9拉伸连杆，10支撑底梁
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
钢框架结构试验防侧向失稳装置,由多个支座平台、多个柱约束装置和多个梁结构约束装置组成；
支座平台1是立方箱型柱体结构，在箱型柱体结构相对的两个垂直面上预留多排螺栓孔，用于固定不同高度的水平搭接连杆2，搭接连杆2和支撑连杆3皆为角钢；将多个相同结构的支座平台1间隔固定在支撑底梁10上；在每个两个相邻的支座平台之间的同一高度的前后端分别用水平的支撑连杆3将其两端的支座平台相互固定；支撑连杆3的两端固定在其两端支座平台的搭接连杆2上；
柱约束装置由柱约束导轨5、柱约束滑块6和用于固定试验梁柱模型4的夹具组成；在相邻支座平台1之间的同一高度的前后两个支撑连杆3相对的立面上分别固定水平的柱约束导轨5，两个柱约束滑块6分别安装在各自的柱约束导轨5上；两个柱约束滑块6之间是试验梁柱模型4的柱结构，试验梁柱模型4的柱结构与前后两个柱约束滑块6之间通过夹具相互固定在一起；试验梁柱模型4的其它柱结构按照同样的方式固定在其它相邻的支座平台之间；
梁约束装置由梁约束导轨7、梁约束滑块8、拉伸连杆9和用于固定试验梁柱模型4的夹具组成；梁约束导轨7固定在支撑底梁10和支座平台1所在垂直面一侧的上端，并与试验梁柱模型4的横梁相互垂直；梁约束滑块8安装在梁约束导轨7上；梁约束滑块8上固定安装用于连接到试验梁柱模型4横梁的拉伸连杆9；拉伸连杆9与试验梁柱模型4的横梁通过夹具固定连接；拉伸连杆9的长短可变。
拉伸连杆9由两根相互叠加在一起的预留有螺栓孔的杆件组成，两根杆件可根据需要减少或增加叠加的长短。
在夹具与试验梁柱模型4的接触面上固定安装橡胶垫。
可以根据需要在每个试验梁柱模型4的柱结构上安装多个柱约束装置。
可以根据需要在每个试验梁柱模型4的梁结构上安装多个梁约束装置。
设备的具体安装方式如下：
装配柱约束导轨5、柱约束滑块6和夹具，形成柱约束滑动支座；
装配拉伸连杆9和夹具形成梁约束滑动支座；
柱约束装置的安装过程：首先安装试验模型5，然后通过测量距离来确定支座平台1固定的位置，使得试验模型5的两根立柱，每根立柱处在两个支座平台1之间；支座平台1固定在支撑底梁10上。通过理论计算出柱约束滑动支座需要安装的高度，并在此高度上安装搭接连杆2，通过螺栓固定搭接连杆2；通过搭接连杆2固定支撑连杆3，并通过调整螺栓来使得支撑连杆3与支撑底梁10保持平行。柱约束滑动支座通过螺栓与支撑连杆3固定。
将两根圆截面金属梁约束导轨7固定在钢板上。在两根将梁约束导轨7上分别安装一组梁约束滑块6，并使得上下梁约束滑块6上下对齐，并通过螺栓把梁约束滑动支座固定在梁约束滑块6上，这样梁约束滑动支座可以沿着梁约束导轨7移动。

Claims (5)

1.钢框架结构试验防侧向失稳装置,由多个支座平台、多个柱约束装置和多个梁结构约束装置组成；
支座平台(1)是立方箱型柱体结构，在箱型柱体结构相对的两个垂直面上预留多排螺栓孔，用于固定不同高度的水平搭接连杆(2)，搭接连杆(2)和支撑连杆(3)皆为角钢；将多个相同结构的支座平台(1)间隔固定在支撑底梁(10)上；在每个两个相邻的支座平台之间的同一高度的前后端分别用水平的支撑连杆(3)将其两端的支座平台相互固定；支撑连杆(3)的两端固定在其两端支座平台的搭接连杆(2)上；
柱约束装置由柱约束导轨(5)、柱约束滑块(6)和用于固定试验梁柱模型(4)的夹具组成；在相邻支座平台(1)之间的同一高度的前后两个支撑连杆(3)相对的立面上分别固定水平的柱约束导轨(5)，两个柱约束滑块(6)分别安装在各自的柱约束导轨(5)上；两个柱约束滑块(6)之间是试验梁柱模型(4)的柱结构，试验梁柱模型(4)的柱结构与前后两个柱约束滑块(6)之间通过夹具相互固定在一起；试验梁柱模型(4)的其它柱结构按照同样的方式固定在其它相邻的支座平台之间；
梁约束装置由梁约束导轨(7)、梁约束滑块(8)、拉伸连杆(9)和用于固定试验梁柱模型(4)的夹具组成；梁约束导轨(7)固定在支撑底梁(10)和支座平台(1)所在垂直面一侧的上端，并与试验梁柱模型(4)的横梁相互垂直；梁约束滑块(8)安装在梁约束导轨(7)上；梁约束滑块(8)上固定安装用于连接到试验梁柱模型(4)横梁的拉伸连杆(9)；拉伸连杆(9)与试验梁柱模型(4)的横梁通过夹具固定连接；拉伸连杆(9)的长短可变。
2.根据权利要求1所述的钢框架结构试验防侧向失稳装置，其特征在于拉伸连杆(9)由两根相互叠加在一起的预留有螺栓孔的杆件组成，两根杆件根据需要减少或增加叠加的长短。
3.根据权利要求1所述的钢框架结构试验防侧向失稳装置，其特征在于在夹具与试验梁柱模型(4)的接触面上固定安装橡胶垫。
4.根据权利要求1所述的钢框架结构试验防侧向失稳装置，其特征在于根据需要在每个试验梁柱模型(4)的柱结构上安装多个柱约束装置。
5.根据权利要求1所述的钢框架结构试验防侧向失稳装置，其特征在于根据需要在每个试验梁柱模型(4)的梁结构上安装多个梁约束装置。
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