CN109580265A - 一种工字形墙体拟静力试验加载架及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工字形墙体拟静力试验的加载架及使用方法，属于土木工程结构试验领域。本发明提出了一种整体安装加载架的方法，采用方形吊装板和U型吊装板及配套锚具，将加载架的部件即四根拉杆和受拉钢板固定成一个稳定整体，再使用吊车进行整体吊装，利用两种吊装板越过了工字型墙体主墙和翼墙的阻碍，简化了安装步骤，提高了作业效率，同时也克服了只有一台吊车的条件限制。
Description
技术领域
本发明涉及一种工字形墙体拟静力试验的加载架及使用方法，属于土木工程结构试验领域。
背景技术
1.拟静力试验的定义
拟静力试验，又被称为低周反复荷载试验，它是指对结构或构件施加循环往复的荷载，用以模拟地震作用下的结构或构件在往复振动时的受力和变形特点。它是用静力试验的方法来模拟结构或构件在动力作用下的效果，故称为拟静力试验。
2.拟静力试验的意义
通过拟静力试验，可以获得结构构件在地震作用下的恢复力特性，并由此确定结构构件的计算模型；根据试验得到的滞回曲线及其所围成的面积，可以求得结构构件的等效阻尼比并衡量其耗能能力；同时，还可以得到骨架曲线和初始刚度及刚度退化参数等；进而从强度、变形和能量等方面来评价和鉴定结构构件的抗震能力；最后，通过试验研究结构构件的破坏机制，可以为改进抗震设计方法及构造措施提供依据。
3.工字形墙体拟静力试验加载架安装的难点
一般拟静力试验的构件都非常大，所需加载设备的体积和重量也比较大。针对大型墙体的试验，往往需要一套刚度非常大的加载架将墙体箍住，作动器的作用力通过加载架传递给墙体。用于箍住墙体的加载架一般包含与作动器相连的连接钢板、对侧的受拉钢板、以及传递拉力的四根拉杆，无论是连接钢板、受拉钢板，还是拉杆，均非常重，无法采用人力搬运，只能采用吊车进行吊装作业。当进行工字型墙体的拟静力试验时，由于翼墙的阻挡，加载架无法直接箍住主墙(工字形墙体腹板)，此时需要在翼墙上打孔(如图6所示)，使加载架的下部两根拉杆从孔洞中穿过，方能使加载架箍住主墙。一般情况下，墙体所在场地只能容纳一台吊车工作，导致将加载架安装到工字型墙体上的工作难度非常大。
发明内容
1.技术方案
本发明提出了一种整体安装加载架的方法，采用了方形吊装板和U型吊装板及截锥形锚具，将四根拉杆和受拉钢板固定成一个稳定的整体，即加载架，再使用吊车进行整体吊装。
本发明的关键部件是方形吊装板和U型吊装板，使用这两种吊装板，不仅能在吊装的全程实现了加载架的整体性，而且巧妙的越过了主墙顶梁及翼墙顶梁的阻碍，即采用U型吊装板顺利跨过了主墙顶梁的阻碍，同时也克服了只有一台起重设备的条件限制。
方形吊装板和U型吊装钢板只是在试验装置安装时起固定拉杆的作用，因此可以制作的很薄，且U型吊装钢板有较大的缺口，故重量很轻，使用人力就可以进行安装、移动等操作。将拉杆固定在受拉钢板和吊装板上的锚具也有其特点，即它是截锥形，正中开有贯通的圆柱形槽，且有两半组成，具有安装和取下方便等优点。
2.关键技术
2.1方形吊装板及锚具
本发明所述方形吊装板的截面与受拉钢板截面相同，但其厚度远小于受拉钢板，因此其质量很小便于安装；另外，所述方形吊装板上的孔洞是截锥形的而非受拉钢板的圆柱形，并且有与该孔洞及拉杆配套的锚具，从而能够实现整个加载架的整体性。所述锚具可以均分成两半，能方便地从拉杆上拆卸下来，
2.2 U型吊装板
本发明所述的U型吊装板，顺利实现了加载架整体跨越主墙顶梁的问题，解决了一般吊装板不能跨越主墙顶梁，以实现整体吊装的问题。所述U型吊装板是指在方形钢板的中下部开有大凹槽，使其能够顺利的跨越工字形墙体主墙的顶梁。在拉杆与受拉钢板安装到位后，U型吊装板就留在拉杆中部位置，不参与试验过程中的受力。此外，U型吊装板上供拉杆穿过的孔洞是截锥形的，并有配套的截锥形锚具，用于固定吊装板和拉杆。
2.3安装方法
本发明所述试验装置的安装方法，顺利实现了加载架的整体安装，简化了安装步骤，提高了作业效率。安装过程如下：
a.先在地面组装加载架(10)。首先把受拉钢板(1)和方形吊装板(2)竖立起来，然后将四根拉杆(4)依次穿过受拉钢板孔洞(7)和方形吊装板孔洞(8)，最后分别使用螺母(5)将固定拉杆(4)与受拉钢板(1)固定，使用锚具(6)将固定拉杆(4)与方形吊装板(2)固定，从而将各个部件组合完成一个整体的加载架(10)，加载架的立面图如图4所示；
b.在翼墙上部的加载架安装位置打出孔洞(9)，使用吊车吊钩(15)通过两根吊绳(16)(17)将加载架(10)吊装到工字型墙体及顶梁(13)的右上部，然后使加载架(10)左端底部两根拉杆(4)一部分从翼墙(20)的孔洞(14)穿过，此时把U型吊装板(3)套在主墙顶梁(19)上，并且也使拉杆(4)穿过U型吊装板(3)的孔洞(9)，如图5a、图5b和图6所示；
c.使用锚具(6)将U型吊装板(3)与拉杆(4)进行牢固连接，将方形吊装板(2)上的锚具(6)拆除，并向远离翼墙顶梁(18)的方向移动吊装板(2)，以方便加载架(16)的整体移动，如图5c所示；
d.将加载架左端吊装至作动器连接钢板(11)后，拆除U型吊装板(3)上的锚具(6)，依次将四根拉杆(4)的左端端部与作动器连接钢板(11)的孔洞(12)以螺纹形式连接，然后把方形吊装板(2)和受拉钢板(1)分别移动到紧贴翼墙顶梁(18)右侧，拧紧螺母(5)，使加载架(17)与工字型墙体及顶梁(13)固定成一个稳定的整体。
附图说明
图1：本发明所述试验加载架部件受拉钢板及螺母示意图；
图2：本发明所述试验加载架部件方形吊装板及锚具示意图；
图3：本发明所述试验加载架部件U型吊装板示意图；
图4：本发明所述试验加载架示意图；
图5：本发明所述试验加载架的整体吊装过程示意图
(a)加载架左端穿过翼墙及其上的孔洞；
(b)加载架左端与U型吊装板连接；
(c)固定U型吊装板，拆除方形吊装板的锚具并将其向右移动；
(d)加载架左端与作动器连接钢板连接，方形吊装板与受拉钢板叠合，加载架安装到位；
图6：本试验所述工字形墙体轴测图；
图7：本试验所述墙体的拟静力试验示意图；
1-受拉钢板，2-方形吊装板，3-U型吊装板，4-拉杆，5-螺母，6-截锥型锚具，7-受拉钢板上的柱形孔洞，8-方形吊装板上的锥形孔洞，9-U型吊装板上的锥形孔洞，10-加载架，11-作动器连接钢板，12-作动器连接钢板上有内螺纹的柱形孔洞，13-工字型墙体及顶梁，14-翼墙孔洞，15-吊钩，16-吊绳1，17-吊绳2，18-翼墙顶梁，19-主墙顶梁，20-翼墙，21-主墙，22-竖向作动器，23-水平作动器，24-墙体，25-使竖向荷载均匀分布的钢梁，26-墙体顶梁，27-墙体底梁，28-计算机控制系统，29-反力墙，30-墙体固定装置。
具体实施方式
由于水平截面为工字型墙体及顶梁(13)体重量大，不易移动，故应先将其安置到指定的位置，从而使其一端的顶部侧面紧贴作动器施加推力或拉力的连接钢板(11)，便于后续的安装工作。此外，应使用地锚螺栓将墙体固定在地面上，以保证其不会发生移动。
先将受拉钢板(1)和方形吊装板(2)竖立在同一水平线上，然后将四根拉杆(4)依次穿过两块板上的对应的孔槽(7)，然后使用螺母(5)或锚具(6)将它们固定成为一个稳定的整体，即加载架(10)，见图4，之后使用吊车进行将其吊装到试验墙体右上部。
使用从吊车吊钩将两根吊绳分别系在拉杆(4)的上，如图4所示，将加载架(10)左侧的底部两根拉杆(4)从翼墙顶梁(18)的孔洞(14)穿过，穿出后再将U型吊装板(3)安装在四根拉杆(4)上并使用锚具(6)进行固定，如图5(a)和(b)所示。
将方形吊装板(2)上的锚具(6)拆除，并向远离翼墙顶梁(18)的方向移动吊装板(2)以方便加载架(16)的整体移动，如图5(c)所示；
继续使用吊车移动加载架(10)使其左端与作动器连接钢板(11)接触，转动拉杆(4)从而使拉杆与作动器连接钢板上的螺孔(12)进行连接。然后将受拉钢板(1)与方形吊装板(2)叠合在一起后使其紧贴翼墙顶梁(18)，拧紧螺母(5)，使加载架(10)工字型墙体及顶梁(13)可靠地固定在一起，至此，拟静力试验的加载架安装完毕。
Claims (6)
1.一种便于使用的拟静力试验的加载架及其安装方法，其特征在于：加载架的整体构造和它各组成部件的构造，包括方形吊装板、截锥形锚具和U型吊装板。
2.根据权利要求1所述的拟静力试验加载架，其特征在于：它是由四根杆端有螺纹的拉杆和权利要求1所述的两种吊装板及受拉钢板组装而成，拉杆与各板之间通过螺母或锚具连接固定，将其进行整体吊装，简化了安装这类沉重加载架的繁琐步骤。
3.根据权利要求1所述方形吊装板，其特征在于：方形吊装板的板厚较小，因此其质量就很小便于安装；方形吊装板在其四个角部位置开有能使拉杆穿过的截锥形孔洞，且配有截锥形锚具固定二者以确保稳定。
4.根据权利要求1所述截锥形锚具，其特征在于：它的外形可以与方形吊装板和U型吊装板上的截锥形孔洞匹配，它中心的孔洞刚好可以供拉杆穿过，因此可以很好的固定吊装板与拉杆，此外，所述锚具可以从中心均分成两半，能方便地从拉杆上拆卸下来，从而可以方便的移动吊装板。
5.根据权利要求1所述U型吊装板，其特征在于：它是在方形吊装板的中下部开有大型凹槽，能够顺利实现跨越墙体，在其四个角部位置同样开有截锥形孔洞，使用锚具将其和拉杆进行固定。
6.根据权利要求1所述加载架安装方法，其特征在于：先在地面组装加载架，使用吊车将其吊装到工字形墙体的右上方，并使方形吊装板一侧的拉杆穿过墙体翼缘，在拉杆左侧端头安装U型吊装板，将方形吊装板移动到靠近受拉钢板的一侧，继续移动加载架到最终的安装位置，拆除锚具后将拉杆与作动器连接钢板连接，拧紧拉杆右端螺母，使加载架与墙体牢牢固定。
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