CN110044727A - 适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种适用于板柱结构‑边柱节点抗冲切试验的试验加载装置，包括：反力架，呈门形竖直固定在基础上；反力墙，竖直固定在所述基础上；竖向千斤顶，竖直向下地固定设置在所述反力架横梁的底部居中位置；两滑动支座，沿竖直方向对称固定设置在所述反力墙上，使钢筋混凝土柱仅能竖向移动和转动；三组铰支座装置，分别夹紧在矩形钢筋混凝土楼板的左端、右端及远离钢筋混凝土柱的前端边缘处；若干刚性支墩，竖直固定在所述基础上且与三组铰支座装置底部支撑连接。本发明可为钢筋混凝土板柱结构‑边柱节点提供更接近真实情况的边界约束，从而实现钢筋混凝土板柱结构‑边柱节点抗冲切试验。

Description

适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置
技术领域
本发明涉及一种适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置，具体涉及一种钢筋混凝土板柱结构-边柱节点的抗冲切试验的试验装置，属于结构试验技术领域。
背景技术
钢筋混凝土板柱结构由无梁楼板和柱共同组成受力体系，其平面布置灵活，使用空间大，能有效降低建筑物层高，且具有施工快捷简单、便于管线布置、综合效益良好等优点，可较好地满足建筑空间和使用功能方面的要求，是一种常见的建筑结构形式。但板柱结构的节点区域受力复杂，目前对其传力机制和破坏机理尚未有统一的认识。由于板柱节点要承受板传来的较大荷载作用，因此此种结构的冲切破坏通常起控制作用。冲切破坏发生时板的受力钢筋往往未充分屈服，是一种脆性破坏；一旦结构的个别节点发生冲切破坏，其原来承受的荷载将重新分布到相邻节点处，容易使结构发生连续坍塌的事故。
因此国内外学者对钢筋混凝土板柱结构的板柱节点进行了大量的探索和研究。但已有研究成果中绝大部分是针对中柱节点的试验研究，针对边柱节点的试验研究极少。并且这部分少量的边柱节点试验通常聚焦于研究其抗震性能，针对边柱节点抗冲切性能的试验研究更少。从试验技术角度看，目前尚没有能模拟重力荷载作用下边柱节点实际边界约束情况的试验加载装置。
针对钢筋混凝土板柱结构的研究现状，为保证此种结构在工程应用中的安全性和可靠性，极有必要开展更多的试验工作，以进一步深入研究其边柱节点的抗冲切性能。因此设计一种能模拟重力荷载作用下钢筋混凝土板柱结构-边柱节点实际边界约束情况的试验装置，对不同边柱节点试件的抗冲切性能研究十分重要。
发明内容
为了更真实地模拟重力荷载作用下钢筋混凝土板柱结构-边柱节点的实际边界约束情况，本发明提出了一种适用于钢筋混凝土板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置。该试验加载装置可根据不同边柱节点试件的尺寸进行调整，便于安装，易于拆卸，可完全满足钢筋混凝土板柱结构-边柱节点抗冲切试验的相关测试要求。
本发明通过下述技术方案实现：
一种适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置，包括：
反力架，呈门形竖直固定在基础上；
反力墙，竖直固定在所述基础上；
竖向千斤顶，竖直向下地固定设置在所述反力架横梁的底部居中位置；
两滑动支座，沿竖直方向对称固定设置在所述反力墙上，用于限制所述钢筋混凝土柱上下端沿Y轴方向的移动自由度和绕Z轴的转动自由度，所述Y轴垂直所述反力墙所在平面；
三组铰支座装置，分别夹紧在矩形钢筋混凝土楼板的左端、右端及远离钢筋混凝土柱的前端边缘处，用于使钢筋混凝土楼板端部不发生竖向位移，但可以发生绕铰支座转动；
若干刚性支墩，竖直固定在所述基础上且与三组铰支座装置底部支撑连接。
进一步地，所述的滑动支座包括一矩形钢框架、两根平行对穿设在所述矩形钢框架上可转动的第三钢滚轴，所述矩形框架的一边通过第二螺杆与反力墙固定连接。
进一步地，所述矩形钢框架包括平行设置的第六钢板和第五钢板、平行地连接在所述第六钢板和第五钢板之间的两第七钢板，所述第五钢板的两端设置有安装二螺杆的螺孔，所述两第七钢板上设置有与所述两根第三钢滚轴间隙配合的通孔。
进一步地，所述第三钢滚轴的两端套有直径大于所述通孔直径的限位钢环，使第三钢滚轴在转动时不会滑出。
进一步地，所述第六钢板、第五钢板、第七钢板的连接处均设置有加劲肋。
进一步地，所述三组铰支座装置包括两组对称布置地夹紧在矩形钢筋混凝土楼板的左右两短边端部边缘处的第一铰支座装置、一组夹紧在矩形钢筋混凝土楼板远离钢筋混凝土柱的前端边缘处的第二铰支座装置。
进一步地，每组所述的铰支座装置均包括有：
一钢板、一工字型梁、一对相互平行的钢滚轴、若干螺杆，所述钢板和工字型梁通过对穿螺杆一上一下地夹紧钢筋混凝土楼板端部的上下表面边缘，所述钢滚轴分别设置在钢板下表面与钢筋混凝土楼板上表面边缘之间、钢筋混凝土楼板下表面边缘与工字型梁上表面之间。
进一步地，所述钢筋混凝土楼板的上下表面边缘还预埋设置有与所述钢滚轴相接触的钢板，用于减小钢筋混凝土楼板在铰支座装置处的应力集中。
相比现有技术，本发明通过设计一系列试验加载装置为钢筋混凝土板柱结构-边柱节点提供更接近真实情况的边界约束，从而实现钢筋混凝土板柱结构-边柱节点的抗冲切试验。该装置结构简单，容易实施。
附图说明
图1为本发明实施例的适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置的主视示意图；
图2为本发明实施例的适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置的轴测示意图；
图3为发明实施例的适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置的第一铰支座装置、第二铰支座装置的装配俯视示意图；
图4为发明实施例的适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置的第一铰支座装置、第二铰支座装置的装配轴测示意图；
图5为发明实施例的适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置的滑动支座立体示意图。
图中所示为：0-基础；1-反力架；2-反力墙；3-刚性支墩；4-竖向千斤顶；5-钢筋混凝土柱；6-钢筋混凝土楼板；7-滑动支座；8-第一铰支座装置；9-第二铰支座装置；10-第一钢板；11-第一螺杆；12-第一工字型梁；13-第一钢滚轴；14-第二钢板；15-第三钢板；16-第四钢板；17-第二钢滚轴；18-第二工字型梁；19-第三钢滚轴；20-第二螺杆；21-第五钢板；22-第六钢板；23-第七钢板；24-加劲肋。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。
如图1和图2所示,一种适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置，包括：
反力架1，呈门形竖直固定在基础0上；
反力墙2、竖直固定在所述基础0上；
竖向千斤顶4、竖直向下地固定设置在所述反力架1横梁的底部居中位置，用于对钢筋混凝土柱5施加荷载；
两滑动支座7，沿竖直方向对称固定设置在所述反力墙2上，用于限制所述钢筋混凝土柱5上下端沿Y轴方向的移动自由度和绕Z轴的转动自由度，所述Y轴垂直所述反力墙2所在平面；
三组铰支座装置，分别夹紧在矩形钢筋混凝土楼板6的左端、右端及远离钢筋混凝土柱5的前端边缘处，用于使钢筋混凝土楼板6端部不发生竖向位移，但可以发生绕铰支座转动；
若干刚性支墩3，竖直固定在所述基础0上且与三组铰支座装置底部支撑连接。
如图5所示，所述的滑动支座7包括一矩形钢框架、两根平行对穿设在所述矩形框架上可转动的第三钢滚轴19，所述矩形钢框架的一边通过第二螺杆20与反力墙2固定连接。所述矩形钢框架包括平行设置的第六钢板22和第五钢板21、平行地连接在所述第六钢板22和第五钢板21之间的两第七钢板23，所述第五钢板21的两端设置有安装第二螺杆20的螺孔，所述两第七钢板23上设置有与所述两根第三钢滚轴19间隙配合的通孔。所述第三钢滚轴19的两端套有直径大于所述通孔直径的限位钢环，使第三钢滚轴19在转动时不会滑出。所述第六钢板22、第五钢板21、第七钢板23的连接处均设置有加劲肋24。
由于加载过程中钢筋混凝土楼板6产生不平衡弯矩并将其传到钢筋混凝土柱5上，所述钢筋混凝土柱5两端(反弯点)则需要由第三钢滚轴19提供水平反力进行平衡，同时滚动的第三钢滚轴19保证了钢筋混凝土柱5能顺着竖向力的方向发生位移，即滑动支座7实现了钢筋混凝土柱5端无横向位移但有竖向位移和转角的边界条件。
如图3和图4所示，所述三组铰支座装置包括两组对称布置地夹紧在矩形钢筋混凝土楼板6的左右两短边端部边缘处的第一铰支座装置8、一组夹紧在矩形钢筋混凝土楼板6远离钢筋混凝土柱5的前端边缘处的第二铰支座装置9。
具体而言，所述第一铰支座装置8包括有：
第一钢板10、第一工字型梁12、一对相互平行的第一钢滚轴13、若干第一螺杆11，所述第一钢板10和第一工字型梁12通过若干第一螺杆11一上一下地夹紧钢筋混凝土楼板6端部的上下表面边缘，所述第一钢滚轴13分别设置在第一钢板10下表面与钢筋混凝土楼板6上表面边缘之间、所述第一工字型梁12的上表面与钢筋混凝土楼板6下表面边缘之间。另外，所述钢筋混凝土楼板6的上下表面边缘预埋设置有与所述第一钢滚轴13相接触的第二钢板14，用于减小钢筋混凝土楼板在第一铰支座装置8处的应力集中。
当竖向千斤顶4对钢筋混凝土柱5施加荷载时，所述第一铰支座装置8实现了钢筋混凝土楼板6端部不发生竖向位移，但发生绕第一钢滚轴13转动的边界条件。
所述第二铰支座装置9的结构与所述第一铰支座装置8相类似，包括有：
第三钢板15、第二工字型梁18、一对相互平行的第二钢滚轴17、若干第一螺杆11，所述第三钢板15和第二工字型梁18通过若干第一螺杆11一上一下地夹紧钢筋混凝土楼板6前端的上下表面边缘，所述第二钢滚轴17分别设置在第三钢板15下表面与钢筋混凝土楼板6上表面边缘之间、所述第二工字型梁18上表面与钢筋混凝土楼板6下表面边缘之间。另外，所述钢筋混凝土楼板6的上下表面边缘预埋设置有与所述第二钢滚轴17相接触的第四钢板16，用于减小钢筋混凝土楼板在第二铰支座装置9处的应力集中。所述第二铰支座装置9与第一铰支座装置处8作用一样，实现了钢筋混凝土楼板6端部不发生竖向位移，但发生绕第二钢滚轴17转动的边界条件。
上述实施例通过设计一系列加载装置为钢筋混凝土板柱结构-边柱节点提供更接近真实情况的边界约束，从而实现钢筋混凝土板柱结构-边柱节点的抗冲切试验，结构简单、容易实施。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置，其特征在于，包括：
反力架(1)，呈门形竖直固定在基础(0)上；
反力墙(2)，竖直固定在所述基础(0)上；
竖向千斤顶(4)，竖直向下地固定设置在所述反力架(1)横梁的底部居中位置；
两滑动支座(7)，沿竖直方向对称固定设置在所述反力墙(2)上，用于限制所述钢筋混凝土柱(5)上下端沿Y轴方向的移动自由度和绕Z轴的转动自由度，所述Y轴垂直所述反力墙(2)所在平面；
三组铰支座装置，分别夹紧在矩形钢筋混凝土楼板(6)的左端、右端及远离钢筋混凝土柱(5)的前端边缘处；
若干刚性支墩(3)，竖直固定在所述基础(0)上且与三组铰支座装置底部支撑连接。
2.根据权利要求1所述的适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置，其特征在于，所述的滑动支座(7)包括一矩形钢框架、两根平行对穿设在所述矩形框架上可转动的第三钢滚轴(19)，所述矩形钢框架的一边通过第二螺杆(20)与反力墙(2)固定连接。
3.根据权利要求2所述的适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置，其特征在于，所述矩形钢框架包括平行设置的第六钢板(22)和第五钢板(21)、平行地连接在所述第六钢板(22)和第五钢板(21)之间的两第七钢板(23)，所述第五钢板(21)的两端设置有安装第二螺杆(20)的螺孔，所述两第七钢板(23)上设置有与所述两根第三钢滚轴(19)间隙配合的通孔。
4.根据权利要求3所述的适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置，其特征在于，所述第三钢滚轴(19)的两端套有直径大于所述通孔直径的限位钢环。
5.根据权利要求3所述的适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置，其特征在于，所述第六钢板(22)、第五钢板(21)、第七钢板(23)的连接处均设置有加劲肋(24)。
6.根据权利要求1所述的适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置，其特征在于，所述三组铰支座装置包括两组对称布置地夹紧在矩形钢筋混凝土楼板(6)的左右两短边端部边缘处的第一铰支座装置、一组夹紧在矩形钢筋混凝土楼板(6)远离钢筋混凝土柱(5)的前端边缘处的第二铰支座装置。
7.根据权利要求1或6所述的适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置，其特征在于，每组所述的铰支座装置均包括有：
一钢板、一工字型梁、一对相互平行的钢滚轴、若干螺杆，所述钢板和工字型梁通过对穿螺杆一上一下地夹紧钢筋混凝土楼板(6)端部的上下表面边缘，所述钢滚轴分别设置在钢板下表面与钢筋混凝土楼板(6)上表面边缘之间、钢筋混凝土楼板(6)下表面边缘与工字型梁上表面之间。
8.根据权利要求7所述的适用于板柱结构-边柱节点抗冲切试验的试验加载装置，其特征在于，所述钢筋混凝土楼板(6)的上、下表面边缘还预埋设置有与所述钢滚轴相接触的钢板。
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