CN107478502A - 剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置 - Google Patents

剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置 Download PDF

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Abstract

剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，整个试验装置分为四个部分：第一部分为加载架部分，加载架由加载梁和框架梁相连组成。框架梁与加载梁通过高强螺栓、高强拉杆、箱型垫块及连接板相连。第二部分为主动施加荷载部分，主动施加荷载部分由高强螺栓左侧铰支座、传感器、拉压千斤顶及左侧三角反力架组成。左侧铰支座与传感器通过丝杆连接，传感器与拉压千斤顶通过丝杆连接，拉压千斤顶通过垫板及高强螺栓固定在左侧三角反力架上。第三部分为被动加载部分，被动加载部分由右侧铰支座及右侧三角反力架组成。右侧铰支座通过垫板及高强螺栓固定在右侧三角反力架上。第四部分为剪切型耗能梁段部分。能进行独立加载，使剪切型耗能梁段受纯剪力。

Description

剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置
技术领域
本发明涉及试验加载装置技术领域，特别是剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载技术。
背景技术
在现有的剪切型耗能梁段的加载试验装置中，都是将剪切型耗能梁段作为框架梁的一部分进行加载，其不足在于：（1）由于不是独立进行加载，此种方法无法得出真正的剪切型耗能梁段的受力性能；（2）剪切型耗能梁段破坏后，再次试验时，需将整个框架梁与剪切型耗能梁段全部更换，耗时且不经济；（3）无法实现剪切型耗能梁段纯剪切的受力状态，无法准确得出剪切型耗能梁段纯剪力时的受力性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置。
本发明是剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，整个试验装置分为四个部分：第一部分为加载架部分，加载架由框架梁2和加载梁7相连组成，框架梁2与加载梁7通过高强螺栓3、高强拉杆4、箱型垫块5及连接板6相连；第二部分为主动施加荷载部分，主动施加荷载部分由高强螺栓3、左侧铰支座8、传感器9、拉压千斤顶10及左侧三角反力架11组成；左侧铰支座8与传感器9通过丝杆连接，传感器9与拉压千斤顶10通过丝杆连接，拉压千斤顶10通过垫板及高强螺栓3固定在左侧三角反力架11上；第三部分为被动加载部分，被动加载部分由右侧铰支座8及右侧三角反力架组成；右侧铰支座通过垫板及高强螺栓3固定在右侧三角反力架11上；第四部分为剪切型耗能梁段1部分；第一部分与第二部分通过加载梁7的连接板与铰支座8连接，剪切型耗能梁段1通过高强螺栓与上下两个框架梁2连接，上侧的加载架部分与第四部分通过加载梁7上的连接板与第四部分的铰支座8连接；下侧的框架梁2下端与地面之间设置辊轴13，在三角反力架11的上下两侧设置侧向约束支撑12；剪切型耗能梁段1的中点与两侧铰支座中点处于一条直线上，从而保证剪切型耗能梁段1受纯剪力。
本发明的有益效果是：（1）可以实现对剪切型耗能梁段进行单独加载，得到真正的剪切型耗能梁段受纯剪力的试验结果；（2）可实现不同长度的剪切型耗能梁段的试验；（3）由于剪切型耗能梁段与框架梁是通过高强螺栓连接，当剪切型耗能梁段破坏后，可以快速方便地安装下一个剪切型耗能梁段，即省时又经济。
附图说明
图1是本发明整体结构的示意图，图2是加载架连接示意图，图3是加载架侧视图，图中1.剪切型耗能梁段，2.框架梁，3.高强螺栓，4.高强拉杆，5.箱型垫块，6.连接板，7.加载梁，8.铰支座，9.传感器，10.拉压千斤顶，11.三角反力架，12.侧向支撑，13.辊轴，14.加劲肋。
具体实施方式
如图1所示，本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：将整个加载装置关于剪切型耗能梁段的中心对称布置，这样可以保证剪切型耗能梁段受纯剪力。剪切型耗能梁段与框架梁进行分离设计，剪切型耗能梁段和框架梁通过高强螺栓连接，从而实现剪切型耗能梁段的独立加载，且可以更换不同规格的剪切型耗能梁段试件。
如图1、图2、图3所示，剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，整个试验装置分为四个部分：第一部分为加载架部分，加载架由加载梁2和框架梁7相连组成，框架梁2与加载梁7通过高强螺栓3、高强拉杆4、箱型垫块5及连接板6相连；第二部分为主动施加荷载部分，主动施加荷载部分由高强螺栓3、左侧铰支座8、传感器9、拉压千斤顶10及左侧三角反力架11组成；左侧铰支座8与传感器9通过丝杆连接，传感器9与拉压千斤顶10通过丝杆连接，拉压千斤顶10通过垫板及高强螺栓3固定在左侧三角反力架11上；第三部分为被动加载部分，被动加载部分由右侧铰支座8及右侧三角反力架组成；右侧铰支座通过垫板及高强螺栓3固定在右侧三角反力架11上；第四部分为剪切型耗能梁段1部分；第一部分与第二部分通过加载梁7的连接板与铰支座8连接，剪切型耗能梁段1通过高强螺栓与上下两个框架梁2连接，上侧的加载架部分与第四部分通过加载梁7上的连接板与第四部分的铰支座8连接；下侧的框架梁2下端与地面之间设置辊轴13，在三角反力架11的上下两侧设置侧向约束支撑12；剪切型耗能梁段1的中点与两侧铰支座中点处于一条直线上，从而保证剪切型耗能梁段1受纯剪力。
如图1、图3所示，在框架梁2穿高强度拉杆部位及加载梁7直接承受荷载部位设置加劲肋14，为框架梁2和加载梁7提供足够抗剪承载力。
如图1、图2、图3所示，加载梁7的连接板上有两排螺栓孔、加载梁7的翼缘上也有两排穿高强拉杆4的螺栓孔，从而实现剪切型耗能梁段1长度的调整。
如图1、图2、图3所示，加载梁7焊接连接两块开有椭圆孔和圆孔的连接板，两块连接板间距比与其相连铰支座8厚度大2~5mm；加载梁7与框架梁2通过高强拉杆4和连接板6相连接。
如图1、图2所示，框架梁2的端头设置整块与框架梁截面相同的矩形垫板，在框架梁3与耗能梁段连接一侧的垫板上开50mm~100mm等间距的螺栓孔12个，孔径16~24mm。
如图1、图2、图3所示，剪切型耗能梁段1的中点与两侧铰支座8中点处于一条直线上；主动施加荷载部分和被动加载部分关于剪切型耗能梁段1的中心对称，框架梁2和加载梁7通过高强拉杆4、连接板6和箱型垫块5连接，使加载梁7与框架梁2连接成为整体。
如图1所示，三角反力架11中间横杆的高度比剪切型耗能梁段1中心至地面高度低200~300mm。
如图1所示，剪切型耗能梁段1的连接板与框架梁2连接板尺寸相同，并在连接板上开50~100mm等间距的螺栓孔12个，孔径16~24mm，从而使剪切型耗能梁段1能固定在框架梁2上。
如图1、图2、图3所示，（1）当高强拉杆4和连接板6都处于下侧孔位时，剪切型耗能梁段1可以通过铰支座8的销钉位置变化实现三次长度的改变。当铰支座8的销钉位于加载梁7连接板的椭圆孔下部，并在椭圆孔上部插入半圆形销钉时，剪切型耗能梁段1的长度改变一次；当铰支座8的销钉位于加载梁7连接板的椭圆孔上部，并在椭圆孔下部插入半圆形销钉时，剪切型耗能梁段1的长度改变一次；当铰支座8的销钉位于加载梁7连接板的圆孔位置时，剪切型耗能梁段1的长度改变一次。
（2）同理，当高强拉杆4和连接板6都处于上侧孔位时，剪切型耗能梁段1可以通过铰支座8的销钉位置变化实现三次长度的改变。所以剪切型耗能梁段1的长度总共可调节六次。
如图1、图2、图3所示，框架梁2的端头设置整块与框架梁截面相同的矩形垫板，在框架梁2与耗能梁段连接一侧的垫板上开50mm~100mm等间距的螺栓孔12个，孔径16~24mm。
如图1、图2、图3所示，剪切型耗能梁段1的中点与两侧铰支座8中点处于一条直线上；主动施加荷载部分和被动加载部分关于剪切型耗能梁段1的中心对称，框架梁2和加载梁7通过高强拉杆4、连接板6和箱型垫块5连接，使加载梁7与框架梁2连接成为整体。
如图1所示，三角反力架11中间横杆的高度比剪切型耗能梁段1中心至地面高度低200~300mm，从而为拉压千斤顶10与三角反力架11连接的高度调节留出足够距离。
如图1所示，三角反力架11中间横杆的高度比剪切型耗能梁段1中心至地面高度低200~300mm，从而为右侧铰支座8与三角反力架11连接的高度调节留出足够距离。
如图1所示，剪切型耗能梁段1的连接板与框架梁2连接板尺寸相同，并在连接板上开50~100mm等间距的螺栓孔12个，孔径16~24mm，从而使剪切型耗能梁段1能固定在框架梁2上。
本发明的安装工作过程为：如图1、图2、图3所示，整个试验装置分为四个部分：
（1）将框架梁2通过高强螺栓3、高强拉杆4、箱型垫块5及连接板6与加载梁7相连，形成一个整体即加载架；
（2）左侧铰支座8、传感器9与拉压千斤顶10通过丝杆连接，拉压千斤顶10通过垫板及高强螺栓3固定在左侧三角反力架11上；
（3）右侧铰支座通过垫板及高强螺栓3固定在右侧三角反力架11上；
（4）左侧加载梁7的连接板与铰支座8通过销钉连接；
（5）剪切型耗能梁段1通过高强螺栓3与上下两个框架梁2连接；
（6）右侧加载梁7的连接板与铰支座8通过销钉连接；
（7）左侧框架梁2下端与地面之间设置辊轴13；
（8）在三角反力架11的上下两侧设置侧向约束支撑12；
（9）剪切型耗能梁段1的中点与两侧铰支座8的中点处于一条直线上，从而实现剪切型耗能梁段1受纯剪力；
（10）通过拉压千斤顶10实现对剪切型耗能梁段1施加荷载。
本发明的工作过程：左侧主动施加荷载部分的拉压千斤顶10向铰支座8施加水平荷载，使得加载架部分承受剪力在辊轴13上发生平动，耗能梁段1下端受剪；右侧被动施加荷载部分承受耗能梁段1传递的剪力,使右侧被动施加荷载部分对耗能梁段1产生等大反向荷载。以上两部分可使耗能梁段1承受等大反向的剪力，而在三角反力架11的上下两侧设置侧向约束支撑12可防止侧移，并且耗能梁段1的中点与两侧铰支座中点处于一条直线上，从而保证剪切型耗能梁段1受纯剪力。加载装置的上述受力过程通过传感器9进行监测。
以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，整个试验装置分为四个部分：第一部分为加载架部分，加载架由加载梁（2）和框架梁（7）相连组成，其特征在于，框架梁（2）与加载梁（7）通过高强螺栓（3）、高强拉杆（4）、箱型垫块（5）及连接板（6）相连；第二部分为主动施加荷载部分，主动施加荷载部分由高强螺栓（3）、左侧铰支座（8）、传感器（9）、拉压千斤顶（10）及左侧三角反力架（11）组成；左侧铰支座（8）与传感器（9）通过丝杆连接，传感器（9）与拉压千斤顶（10）通过丝杆连接，拉压千斤顶（10）通过垫板及高强螺栓（3）固定在左侧三角反力架（11）上；第三部分为被动加载部分，被动加载部分由右侧铰支座（8）及右侧三角反力架组成；右侧铰支座通过垫板及高强螺栓（3）固定在右侧三角反力架（11）上；第四部分为剪切型耗能梁段（1）部分；第一部分与第二部分通过加载梁（7）的连接板与铰支座（8）连接，剪切型耗能梁段（1）通过高强螺栓与上下两个框架梁（2）连接，上侧的加载架部分与第四部分通过加载梁（7）上的连接板与第四部分的铰支座（8）连接；下侧的框架梁（2）下端与地面之间设置辊轴（13），在三角反力架（11）的上下两侧设置侧向约束支撑（12）；剪切型耗能梁段（1）的中点与两侧铰支座中点处于一条直线上，从而保证剪切型耗能梁段（1）受纯剪力。
2.根据权利要求1所述的剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，其特征在于：在框架梁（2）穿高强度拉杆部位及加载梁（7）直接承受荷载部位设置加劲肋（14），为框架梁（2）和加载梁（7）提供足够抗剪承载力。
3.根据权利要求1所述的剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，其特征在于：加载梁（7）的连接板上有两排螺栓孔、加载梁（7）的翼缘上也有两排穿高强拉杆（4）的螺栓孔，从而实现剪切型耗能梁段（1）长度的调整。
4.根据权利要求1所述的剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，其特征在于：加载梁（7）焊接连接两块开有椭圆孔和圆孔的连接板，两块连接板间距比与其相连铰支座（8）厚度大2~5mm；加载梁（7）与框架梁（2）通过高强拉杆（4）和连接板（6）相连接。
5.根据权利要求1所述的剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，其特征在于：框架梁（2）的端头设置整块与框架梁截面相同的矩形垫板，在框架梁（3）与耗能梁段连接一侧的垫板上开50mm~100mm等间距的螺栓孔12个，孔径16~24mm。
6.根据权利要求1所述的剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，其特征在于：剪切型耗能梁段（1）的中点与两侧铰支座（8）中点处于一条直线上；主动施加荷载部分和被动加载部分关于剪切型耗能梁段（1）的中心对称，框架梁（2）和加载梁（7）通过高强拉杆（4）、连接板（6）和箱型垫块（5）连接，使加载梁（7）与框架梁（2）连接成为整体。
7.根据权利要求1所述的剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，其特征在于：三角反力架（11）中间横杆的高度比剪切型耗能梁段（1）中心至地面高度低200~300mm。
8.根据权利要求1所述的剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，其特征在于：剪切型耗能梁段（1）的连接板与框架梁（2）连接板尺寸相同，并在连接板上开50~100mm等间距的螺栓孔12个，孔径16~24mm，从而使剪切型耗能梁段（1）能固定在框架梁（2）上。
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