CN109030179B - 钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构及制作方法 - Google Patents

钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构及制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，其特征在于，包括外包钢板混凝土墙段，所述外包钢板混凝土墙段包括锚固墙段、试验墙段和反力墙段。本发明提供的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，利用自平衡梁连接两侧反力梁，使之与下部墙体形成第一套自平衡体系，加载时，利用试验墙段两侧水平加载千斤顶实现往复加载，解决了钢板混凝土墙平面内往复剪切足尺试验的加载问题；设置受拉钢板连接受载梁与锚固墙体，形成第二套自平衡体系，使得外包钢板与中间混凝土墙体协同剪切变形，解决了钢板混凝土墙平面内往复剪切足尺试验控制墙体剪切变形而不是弯剪变形的难题。

Description

钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构及制作方法
技术领域
本发明涉及一种钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构及其制作方法。
背景技术
钢板混凝土墙包括内嵌钢板混凝土墙和外包钢板混凝土墙，本发明中的钢板混凝土墙为外包钢板混凝土墙(以下简称钢板混凝土墙)。对于钢板混凝土墙平面内往复剪切的缩尺试验，现有试验加载方式一般有两种，一种是利用反力墙系统实现，另一种是建立自平衡反力架。但是，对于钢板混凝土墙平面内往复剪切足尺试验，由于墙体厚度大，墙体较长，其承载力较高，反力墙系统和建立自平衡反力架的方式均不能满足要求；加载时如果用大吨位往复加载千斤顶，试验成本高。钢板混凝土墙平面内往复剪切试验的另一个问题是控制墙体剪切变形而不是弯剪变形，传统做法是在墙体上部施加约束实现，但是钢板混凝土墙平面内往复剪切的足尺试验需要施加的约束太大，一般试验条件很难实现。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构。
本发明提供的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，包括外包钢板混凝土墙段，所述外包钢板混凝土墙段包括锚固墙段、试验墙段和反力墙段；两段所述反力墙段分别位于所述锚固墙段的上部的两侧，且平行间隔设置；所述试验墙段位于所述锚固墙段的上部，且位于两段所述反力墙段之间，所述试验墙段分别与两段所述反力墙段平行间隔设置；两段所述反力墙段相对的一侧分别设有第一缺口，所述第一缺口安装有反力梁，两段所述反力墙段上的反力梁均与所述试验墙段平行设置；两侧的反力梁之间通过自平衡梁连接，所述自平衡梁与两侧的反力梁垂直设置；所述试验墙段设有第二缺口，所述第二缺口安装有受载梁，所述受载梁与两侧的所述反力梁平行设置，所述受载梁通过受拉钢板与所述锚固墙段连接，所述受拉钢板与所述锚固墙段的上部表面垂直。
优选地，所述外包钢板混凝土墙段的墙体厚1m，长5m，高3m。
优选地，所述锚固墙段长5m，高1.8m。
优选地，所述试验墙段长1m，高1.2m。
优选地，所述反力墙段长1m，高1.2m。
优选地，所述自平衡梁为工字型截面梁。
优选地，所述受载梁为箱型梁。
优选地，所述反力梁为箱型梁。
本发明的另一目的在于，提出上述钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构的制作方法。
本发明提供的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构的制作方法，包括如下步骤：
将墙体外包钢板切割成组件安装需要的形状和尺寸；
将墙体外包钢板与底板焊接连接，外包钢板内侧焊接栓钉和拉筋；
将所述反力梁与所述反力墙段的外包钢板焊接连接；
将所述受载梁与所述试验墙段的顶部外包钢板焊接连接；
两侧所述反力梁的端部之间焊接端板，再将端板与所述自平衡梁焊接连接；
所述受拉钢板的上部与所述受载梁焊接连接，下部与锚固墙段的外包钢板及底板焊接连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，利用自平衡梁连接两侧反力梁，使之与下部墙体形成第一套自平衡体系，加载时，利用试验墙段两侧水平加载千斤顶实现往复加载，解决了钢板混凝土墙平面内往复剪切足尺试验的加载问题；设置受拉钢板连接受载梁与锚固墙体，形成第二套自平衡体系，使得外包钢板与中间混凝土墙体协同剪切变形，解决了钢板混凝土墙平面内往复剪切足尺试验控制墙体剪切变形而不是弯剪变形的难题。
附图说明
图1为符合本发明优选实施例的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构的立面示意图。
图2为符合本发明优选实施例的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构的平面示意图。
图3为符合本发明优选实施例的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构A-A 剖面处受拉钢板示意图。
其中，1锚固墙段、2反力墙段、3试验墙段、4反力梁、5受载梁、6自平衡梁、7 受拉钢板。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明一实施例提供的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，包括锚固墙段(1)、反力墙段(2)、试验墙段(3)、反力梁(4)、受载梁(5)、自平衡梁(6)、受拉钢板(7)。所述锚固墙段(1)、试验墙段(3)、反力墙段(2)为同一块外包钢板混凝土墙段的不同区域，墙体长5m，高3m，厚1m；所述锚固墙段(1)位于底部，长5m，高1.8m；所述反力墙段(2)位于所述锚固墙段(1)上部两侧，分别为长1m，高1.2m；所述试验墙段(3)位于所述反力墙段(2)之间，长1m，高1.2m；所述试验墙段(3)两侧与所述反力墙段(2)之间存在缺口；所述反力梁(4)嵌固于所述反力墙段(2)，为箱型截面梁；所述受载梁(5)位于所述试验墙段(3)上部，为箱型截面梁；两侧所述反力梁(4)之间通过所述自平衡梁(6)连接，形成第一套自平衡体系，自平衡梁为工字型截面梁；两侧所述受载梁(5)与所述锚固墙段(1)之间通过所述受拉钢板(7)连接，形成第二套自平衡体系。
上述钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构的制作方法包括如下步骤：
墙体外包钢板需要切割成组件安装需要的形状和尺寸，墙体外包钢板与底板焊接连接，外包钢板内侧焊接栓钉和拉筋，用于增强与混凝土墙体的锚固；所述反力梁(4)与所述反力墙段(2)外包钢板焊接连接；所述受载梁(5)与所述试验墙段(3)顶部外包钢板焊接连接；两侧所述反力梁(4)端部之间焊接端板，端板再与所述自平衡梁(6)焊接连接；所述受拉钢板(7)上部与所述受载梁(5)焊接连接，下部锚固墙段(1)外包钢板及底板焊接连接，
如图3所示，所述受拉钢板(7)在所述试验墙段(2)范围内与外包钢板之间留有空隙，使得外包钢板和内部混凝土可以协同变形。
上述各部件焊接连接完成后，于墙体外包钢板内整体浇筑混凝土得到最终结构。
加载时，水平加载千斤顶安装在所述试验墙段(2)与所述反力墙段(3)之间的缺口内，通过所述试验墙段(2)两侧千斤顶实现往复加载。
与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
1、本实施例提供的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，利用自平衡梁连接两侧反力梁，使之与下部墙体形成第一套自平衡体系，加载时，利用试验墙段两侧水平加载千斤顶实现往复加载，解决了钢板混凝土墙平面内往复剪切足尺试验的加载问题；设置受拉钢板连接受载梁与锚固墙体，形成第二套自平衡体系，使得外包钢板与中间混凝土墙体协同剪切变形，解决了钢板混凝土墙平面内往复剪切足尺试验控制墙体剪切变形而不是弯剪变形的难题。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上部”、“底部”、“两侧”、“中间”、“一”、“两”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
鉴于反力墙系统无法提供钢板混凝土墙平面内往复剪切试验所需的反力，本发明的发明人设计出一种钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，利用墙体的自平衡提供加载时所需的反力，解决了反力墙系统无法提供足够反力的问题。
本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，其特征在于，包括外包钢板混凝土墙段，所述外包钢板混凝土墙段包括锚固墙段、试验墙段和反力墙段；两段所述反力墙段分别位于所述锚固墙段的上部的两侧，且平行间隔设置；所述试验墙段位于所述锚固墙段的上部，且位于两段所述反力墙段之间，所述试验墙段分别与两段所述反力墙段平行间隔设置；两段所述反力墙段相对的一侧分别设有第一缺口，所述第一缺口安装有反力梁，两段所述反力墙段上的反力梁均与所述试验墙段平行设置；两侧的反力梁之间通过自平衡梁连接，所述自平衡梁与两侧的反力梁垂直设置；所述试验墙段设有第二缺口，所述第二缺口安装有受载梁，所述受载梁与两侧的所述反力梁平行设置，所述受载梁通过受拉钢板与所述锚固墙段连接，所述受拉钢板与所述锚固墙段的上部表面垂直。
2.如权利要求1所述的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，其特征在于，所述外包钢板混凝土墙段的墙体厚0.75m～1.2m，长5m～6.5m，高3m～4m。
3.如权利要求2所述的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，其特征在于，所述锚固墙段长5m～6.5m，高1.5m～2m。
4.如权利要求2所述的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，其特征在于，所述试验墙段长1m～1.5m，高1m～2.5m。
5.如权利要求2所述的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，其特征在于，所述反力墙段长1m～1.2m，高1m～2.5m。
6.如权利要求1所述的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，其特征在于，所述自平衡梁为工字型截面梁。
7.如权利要求1所述的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，其特征在于，所述受载梁为箱型梁。
8.如权利要求1所述的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，其特征在于，所述反力梁为箱型梁。
9.权利要求1-8中任一项所述的钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
将墙体外包钢板切割成组件安装需要的形状和尺寸；
将墙体外包钢板与底板焊接连接，外包钢板内侧焊接栓钉和拉筋；
将所述反力梁与所述反力墙段的外包钢板焊接连接；
将所述受载梁与所述试验墙段的顶部外包钢板焊接连接；
两侧所述反力梁的端部之间焊接端板，再将端板与所述自平衡梁焊接连接；
所述受拉钢板的上部与所述受载梁焊接连接，下部与锚固墙段的外包钢板及底板焊接连接。
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