CN107525726B - 框架结构梁板柱节点斜向加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种框架结构梁板柱节点斜向加载装置。包括混凝土反力墙、试验台座、门架、水平加载机构、轴向加载机构、侧向限位机构、梁端测力机构和水平位移测量机构，水平加载机构包括MTS作动器、加载头、连接杆和连接板，轴向加载机构包括压头、千斤顶、轴力杆、柱靴、垫板、支撑铰轴、柱支撑底座，侧向限位机构包括侧向调节组件、槽钢，梁端测力机构包括压板、拉杆、轮辐式压力传感器、连接铰轴、紧固螺杆、上下连接头和固定底座，水平位移测量机构包括竖向支架和位移计。本发明易于安装，试验数据准确，能够较好地反映梁板柱节点真实受力情况，可用于各种截面形式和不同角度的框架结构梁板柱节点在斜向低周期往复荷载作用下的抗震性能试验。

Description

框架结构梁板柱节点斜向加载装置

技术领域

本发明涉及框架结构梁板柱节点斜向加载试验，具体是一种框架结构梁板柱节点斜向加载装置。

背景技术

框架结构具有空间分隔灵活，自重轻，施工周期短等优点，广泛应用在多层建筑，但框架结构存在节点应力集中显著，侧向刚度小等缺点，目前，对于框架结构在地震荷载作用下的承载力和变形性能，常用的试验方法为低周期往复荷载试验，由于地震波传递具有辐射性，因此建筑物在地震荷载所用下可能处于斜向受力状态，因此对框架结构节点在斜向地震荷载作用下的抗震性能进行研究是很有必要的。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，从而提供一种框架结构梁板柱节点斜向加载装置。

本发明解决所述问题，采用的技术方案是：

一种框架结构梁板柱节点斜向加载装置，包括混凝土反力墙、试验台座、门架、水平加载机构、轴向加载机构、侧向限位机构、梁端测力机构和水平位移测量机构；

水平加载机构包括MTS作动器、加载头、连接杆和连接板，MTS作动器的一端与混凝土反力墙相连，MTS作动器的另一端与加载头连接，加载头通过连接杆与连接板相连接，并将试件固定；

轴向加载机构包括压头、千斤顶、轴力杆、柱靴、垫板、支撑铰轴、柱支撑底座，试件置于柱靴上，柱靴下设有支撑铰轴，支撑铰轴焊接在柱支撑底座上，柱支撑底座通过螺栓固定于试验台座上，试件上预留轴力杆穿过的圆孔，轴力杆穿过试件上的圆孔且两端分别穿过压头和柱靴，在两端用螺栓紧固，千斤顶设置在压头与试件之间，施加轴向压力并通过压头和轴力杆传递到试件上；

侧向限位机构包括侧向调节组件、侧向加强板和槽钢，侧向调节组件包括轴承定位板、加强钢筋和轴承，轴承固定在轴承定位板上，槽钢上设置有调节长板，调节长板上设置两个调节孔，轴承定位板固定在调节长板的调节孔上，侧向调节组件能够在调节长板上滑动，槽钢通过固定板和螺杆固定于门架上，门架固定在试验台座上；

梁端测力机构包括压板、拉杆、轮辐式压力传感器、连接铰轴、紧固螺杆、上连接头、下连接头和固定底座，轮辐式压力传感器通过压板、拉杆和上连接头进行固定，上连接头和下连接头通过设置成正反扣的紧固螺杆连接，下连接头与固定底座焊接，固定底座通过螺栓固定在试验台座上；

水平位移测量机构包括竖向支架和位移计，位移计固定在竖向支架上，竖向支架的上端与门架的顶梁固定连接，竖向支架的下端固定于试验台座上。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：

①装置采用自反力的形式施加轴压力，既能够保证加载过程中轴压力的稳定，又能够有效的节约空间，使得加载装置组装更方便。

②梁端荷载采用轮辐式压力传感器进行测量，可有效避免加载过程中的不对称现象，使得测量数据更加准确。

③侧向限位机构的布置形式可有效减小框架结构的偏移，且对框架的性能影响较小。

④试验装置易于安装，试验数据准确，能够较好地反映梁板柱节点真实受力情况，可用于各种截面形式和不同角度的框架结构梁板柱节点在斜向低周期往复荷载作用下的抗震性能试验。

作为优选，本发明更进一步的技术方案是：

柱靴的尺寸大于试件的框架柱尺寸，柱靴内设有垫板，四周均布调节螺栓，以对试件的框架柱进行固定，下部相应位置预留轴力杆穿过的圆孔。

支撑铰轴设置两个且呈对称状布置，有效避免试验加载中试件倾斜现象。

轴力杆分割成不同长度的短节，两端套扣，采用加长螺母进行连接，以方便穿过预留孔。

位移计设置三个，分别用于采集试件的柱底、楼板和柱顶的位移。

附图说明

图1 是本发明实施例立体结构示意图；

图2 是本发明实施例主视结构示意图；

图3 是本发明实施例侧视结构示意图；

图4 是本发明实施例梁端测力机构的立体结构示意图；

图5 是本发明实施例梁端测力机构的主视结构示意图；

图6 是本发明实施例梁端测力机构的侧视结构示意图；

图7 是本发明实施例柱靴的主视结构示意图；

图8 是本发明实施例柱靴的侧视结构示意图；

图9 是本发明实施例侧向限位机构的结构示意图；

图10 是图9的仰视结构示意图；

图中：MTS作动器1；混凝土反力墙2；门架3；试验台座4；试件5；加载头6；连接板7；连接杆8；压头9；千斤顶10；轴力杆11；加长螺母12；柱靴13；调节螺母14；支撑铰轴15；柱支撑底座16；支撑管17；压板18；拉杆19；连接铰轴20；紧固螺杆21；下连接头22；上连接头23；固定底座24；轮辐式压力传感器25；侧向限位装置26；垫板27；MTS底座28；槽钢29；侧向加强板30；调节组件31；调节孔32；轴承定位板33；固定长板34；轴承35；调节长板36；加强板37；立柱38；位移计39。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理解本发明内容，因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。

参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10，一种框架结构梁板柱节点斜向加载装置，包括混凝土反力墙2、试验台座4、门架3、水平加载机构、轴向加载机构、侧向限位机构、梁端测力机构26和水平位移测量机构。

水平加载机构包括MTS作动器1、加载头6、连接杆8和连接板7，MTS作动器1型号为201.70，最大推力1000kN，最大拉力950kN，行程为500mm，MTS作动器1的一端与混凝土反力墙2相连，MTS作动器1的另一端与加载头6连接，可满足各种形式的试件5的框架结构梁板柱节点斜向加载要求，加载头6通过连接杆8与连接板7相连接，并将试件5固定，以进行低周期往复荷载加载试验。

轴向加载机构包括压头9、千斤顶10、轴力杆11、柱靴13、垫板27、支撑铰轴15、柱支撑底座16，试件5置于柱靴13上，柱靴13下设有支撑铰轴15，支撑铰轴15焊接在柱支撑底座16上，柱靴13的尺寸大于试件5的框架柱尺寸，柱靴13内设有垫板27，四周均布调节螺栓，以对试件5的框架柱进行固定，柱靴13下部相应位置预留轴力杆11穿过的圆孔，支撑铰轴15设置两个且呈对称状布置，有效避免试验加载中试件5倾斜现象，柱支撑底座16通过螺栓固定于试验台座4上，试件5上预留轴力杆11穿过的圆孔，轴力杆11穿过试件5上的圆孔且两端分别穿过压头9和柱靴13，在两端用螺栓紧固，采用千斤顶10施加轴向压力，千斤顶10设置在压头9与试件5之间，并通过压头9和轴力杆11传递到试件5上，轴力杆11分割成不同长度的短节，两端套扣，采用加长螺母进行连接，以方便穿过预留孔。

侧向限位机构包括侧向调节组件31、侧向加强板30和槽钢29，侧向调节组件31包括轴承定位板33、加强钢筋37和轴承35，轴承35固定在轴承定位板33上，槽钢29上设置有调节长板34，调节长板34上设置两个调节孔，轴承定位板33固定在调节长板34的调节孔上，侧向调节组件31能够在调节长板34上自由滑动，通过侧向调节组件31的伸缩，调整伸出量，以适应各种试件尺寸的框架结构，槽钢29通过固定板和螺杆固定于门架3上，门架3固定在试验台座4上。

梁端测力机构包括压板18、拉杆19、轮辐式压力传感器25、连接铰轴20、紧固螺杆21、上连接头23、下连接头22和固定底座24，梁端测力机构通过设置在梁端上下两侧的轮辐式压力传感器25测量梁端荷载，轮辐式压力传感器25通过压板18、拉杆19和上连接头23进行固定，上连接头23和下连接头22通过设置成正反扣的紧固螺杆21连接，下连接头22与固定底座24焊接，固定底座24通过螺栓固定在试验台座4上。

水平位移测量机构包括竖向支架38和位移计39，水平位移测量机构由分布在自由端的位移计39进行测量，位移计39固定在竖向支架38上，竖向支架38的上端与门架3的顶梁固定连接，竖向支架38的下端固定于试验台座4上，避免支架因高度过高产生变形，位移计39设置三个，分别用于采集试件5的柱底、楼板和柱顶的位移。

采用上述框架结构梁板柱节点斜向加载装置及其试验方法，具体试验步骤如下：

（1）根据试件5高度及位置安装水平MTS作动器1、门架3、柱支撑底座16和柱靴13，柱支撑底座16四周设置4个支撑管17，以支撑柱靴13，并使柱靴13具有一定的倾角，保证试件5顺利安装就位；

（2）安装试件5，并调整到准确位置，放置柱靴内垫板27，紧固调节螺栓14，以固定试件5，安装水平作动器加载头6，通过连接杆8和连接板7与试件加载头6固定；

（3）将轴力杆11穿入试件5和柱靴13预留孔内，并用加长螺母12连接，放置千斤顶10和压头9，用螺栓紧固以连接压头9、千斤顶10、试件5和柱靴13；

（4）安装梁端测力机构，首先将轮辐式压力传感器25进行固定，通过紧固螺杆连接上连接头22和下连接头23，并旋转调节紧固螺杆21，使梁端处于不受力状态；

（5）安装侧向限位机构，调整侧向调节组件31，使轴承35与试件5的楼板接触，以避免试件5发生倾斜；

（6）安装水平位移测量机构，将位移计39固定到指定位置，进行试验加载工作。

本发明采用自反力的形式施加轴压力，既能够保证加载过程中轴压力的稳定，又能够有效的节约空间，使得加载装置组装更方便，梁端荷载采用轮辐式压力传感器25进行测量，可有效避免加载过程中的不对称现象，使得测量数据更加准确，侧向限位机构的布置形式可有效减小框架结构的偏移，且对框架的性能影响较小，试验装置易于安装，试验数据准确，能够较好地反映梁板柱节点真实受力情况，可用于各种截面形式和不同角度的框架结构梁板柱节点在斜向低周期往复荷载作用下的抗震性能试验。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及其附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (1)

1.一种框架结构梁板柱节点斜向加载装置，包括混凝土反力墙、试验台座、门架、水平加载机构、轴向加载机构、侧向限位机构、梁端测力机构和水平位移测量机构；水平加载机构包括MTS作动器、加载头、连接杆和连接板，MTS作动器的一端与混凝土反力墙相连，MTS作动器的另一端与加载头连接，加载头通过连接杆与连接板相连接，并将试件固定；其特征在于：

轴向加载机构包括压头、千斤顶、轴力杆、柱靴、垫板、支撑铰轴、柱支撑底座，试件置于柱靴上，柱靴下设有支撑铰轴，支撑铰轴焊接在柱支撑底座上，柱支撑底座通过螺栓固定于试验台座上，试件上预留轴力杆穿过的圆孔，轴力杆穿过试件上的圆孔且两端分别穿过压头和柱靴，在两端用螺栓紧固，千斤顶设置在压头与试件之间，施加轴向压力并通过压头和轴力杆传递到试件上；

侧向限位机构包括侧向调节组件、侧向加强板和槽钢，侧向调节组件包括轴承定位板、加强钢筋和轴承，轴承固定在轴承定位板上，槽钢上设置有调节长板，调节长板上设置两个调节孔，轴承定位板固定在调节长板的调节孔上，侧向调节组件能够在调节长板上滑动，槽钢通过固定板和螺杆固定于门架上，门架固定在试验台座上；

梁端测力机构包括压板、拉杆、轮辐式压力传感器、连接铰轴、紧固螺杆、上连接头、下连接头和固定底座，轮辐式压力传感器通过压板、拉杆和上连接头进行固定，上连接头和下连接头通过设置成正反扣的紧固螺杆连接，下连接头与固定底座焊接，固定底座通过螺栓固定在试验台座上；

水平位移测量机构包括竖向支架和位移计，位移计固定在竖向支架上，竖向支架的上端与门架的顶梁固定连接，竖向支架的下端固定于试验台座上；

柱靴的尺寸大于试件的框架柱尺寸，柱靴内设有垫板，四周均布调节螺栓，以对试件的框架柱进行固定，下部相应位置预留轴力杆穿过的圆孔；

支撑铰轴设置两个且呈对称状布置；

轴力杆分割成不同长度的短节，两端套扣，采用加长螺母进行连接；

位移计设置三个，分别用于采集试件的柱底、楼板和柱顶的位移。