CN111398041A - 钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架及试验方法 - Google Patents

钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架及试验方法 Download PDF

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CN111398041A CN202010216707.1A CN202010216707A CN111398041A CN 111398041 A CN111398041 A CN 111398041A CN 202010216707 A CN202010216707 A CN 202010216707A CN 111398041 A CN111398041 A CN 111398041A
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徐磊
沈阳
朱刚
王小安
史秀军
翟信哲
王明亮
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Shanghai Construction No 1 Group Co Ltd
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Shanghai Construction No 1 Group Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架及试验方法，本发明包括底板、剪力墙、反力框架系统、平台系统、加载系统和控制系统，可用于超高层建筑核心筒钢筋混凝土剪力墙结构承压局部强度试验，能够对超高层建筑整体钢平台施工技术的支撑体系进行安全评估。

Description

钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架及试验方法
技术领域
本发明涉及一种钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架及试验方法。
背景技术
我国的超高层建筑建设技术领先于世界，已建成的上海中心高度达到632m，是世界第二高楼，全世界排名前十的高层建筑，我国独占了半数，目前我国尚有很多在建的著名超高层建筑，例如北京中国尊、武汉绿地中心、合肥宝能中心等。我国超高层建筑的建设主要采用整体钢平台体系和液压爬模体系两种技术体系，其中整体钢平台是我国建筑工程界普遍认可的超高层建筑施工技术体系，在东方明珠电视台、上海金茂大厦、环球金融中心和上海中心等重大项目中得到了充分实践，已形成较为完备的技术体系，整体钢平台体系已经、正在、还将在我国超高层建筑建设工程中得到广泛应用。
在超高层建筑核心筒的施工中，整体钢平台一般采用阶段式顶升或阶段式提升的方法整体升高，在核心筒混凝土浇筑施工阶段，整体钢平台及其上部的所有施工荷载均通过钢平台内筒脚手架底部的搁置牛腿系统传递给核心筒混凝土结构，由于钢平台结构的结构强度与整体刚度均较好，可以认为钢平台体系的主要薄弱位置就在搁置牛腿位置，此外与搁置牛腿接触传力的核心筒混凝土局部结构也存在安全隐患。目前，对搁置牛腿及混凝土局部承压位置的承载力及破坏模式研究尚未充分展开，尚无成熟的试验研究手段与理论研究成果。因此，亟需提出一种针对超高层建筑整体钢平台施工技术的支撑体系安全评估问题，能够系统研究整体钢平台体系搁置牛腿及超高层建筑核心筒混凝土结构局部承压结构特性的试验装置及其配套方法技术体系。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架及试验方法。
为解决上述问题，本发明提供一种钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，包括：
底板1；
固定于所述底板1上的相对并间隔预设距离设置的剪力墙2；
与所述底板1连接的反力框架系统；
平台系统，所述平台系统位于所述剪力墙2之间，所述平台系统的两侧分别对应伸出的一个搁置牛腿9形成单排结构，所述搁置牛腿9分别架设于所述剪力墙2上；
加载系统，所述加载系统的底端与所述平台系统连接，所述加载系统的顶端与所述反力框架系统连接，所述加载系统用于向所述平台系统施加向下轴力；
分别与所述加载系统和平台系统连接的控制系统，用于分别控制所述搁置牛腿9和加载系统的伸缩。
进一步的，在上述钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架中，每片剪力墙2上分别设有一个高度相同的牛腿销壳体11或由所述牛腿销壳体11形成的槽状空间，所述搁置牛腿9伸入所述牛腿销壳体11或所述槽状空间内。
进一步的，在上述钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架中，所述反力框架系统包括：
埋置于所述底板1中的两根底部平衡梁3；
顶部平衡梁4；
高度高于所述剪力墙2的四根竖向钢柱5，每根竖向钢柱5的下端连接一根底部平衡梁3，每根竖向钢柱5的上端连接顶部平衡梁4。
进一步的，在上述钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架中，所述平台系统包括：
平台框架8，所述平台框架8为由多根H型钢平台梁构成的矩形框架；
搁置牛腿9，所述搁置牛腿9为可伸缩的钢制构件；
牛腿顶推油缸10，所述牛腿顶推油缸10为可水平伸缩的作动装置，所述搁置牛腿9的后端与所述牛腿顶推油缸10连接；
牛腿固定靴12，所述牛腿固定靴12为中部留孔的靴状钢制构件，固定在平台框架8的侧边位置，搁置牛腿9穿过牛腿固定靴12的中部留孔，牛腿固定靴12固定搁置牛腿9在左右两个方向的自由度，使所述搁置牛腿9只在前后两个方向由牛腿顶推油缸10的作用作伸缩运动；
安装于平台框架8中部的两个门型支架13，所述门型支架13为门型钢制构件，所述门型支架13与所述加载系统连接，门型支架13下的开放空间用于放置牛腿顶推油缸10。
进一步的，在上述钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架中，所述加载系统包括：
二台液压油缸6，所述液压油缸6为竖向作动装置，所述液压油缸6的后端固定于所述顶部平衡梁4的下端；
二台轴力传感器7，所述轴力传感器7为监测液压油缸6输出轴力的传感器，一台液压油缸6伸缩杆的前端与对应的一台轴力传感器7连接固定，所述轴力传感器7与对应的一个门型支架13连接。
进一步的，在上述钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架中，所述控制系统，用于控制液压油缸6与牛腿顶推油缸10的轴力大小与伸缩姿态，及用于监控所述轴力传感器7的轴力数据。
进一步的，在上述钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架中，所述控制系统控制所述液压油缸6提供竖向力，并通过轴力传感器7传递给所述平台框架8，固定在所述平台框架8上的牛腿固定靴12继而将竖向力传递给搁置牛腿9，搁置牛腿9与牛腿销壳体11或所述槽状空间接触，最终将液压油缸6提供的向下轴力传递给剪力墙2结构。
进一步的，在上述钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架中，所述竖向钢柱5设置于剪力墙2结构内，所述竖向钢柱5的下半部分埋置于所述剪力墙2内，所述底部平衡梁3与顶部平衡梁4的长度与两片剪力墙2的间距一致。
进一步的，在上述钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架中，所述竖向钢柱5设置于剪力墙2结构外，所述底部平衡梁3与顶部平衡梁4的长度大于两片剪力墙2的间距，并将剪力墙2置于所述底部平衡梁3、竖向钢柱5与顶部平衡梁4所围成的空间的内部。
根据本发明的另一面，还提供一种钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验方法，其特征在于，采用上述任一项所述的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，所述方法包括：
步骤一、按结构设计方案在底板1上完成两片剪力墙2的整体浇筑；完成反力框架系统的搭建，将加载系统的液压油缸6安装于在反力框架系统的顶部平衡梁4的下端，将所述加载系统的轴力传感器7安装于所述加载系统的液压油缸6的伸缩杆的下端，在底板1上搭建所述平台系统，通过所述平台系统的牛腿顶推油缸10控制所述平台系统的搁置牛腿9为缩回状态，通过控制系统控制所述液压油缸6伸长其伸缩杆，使其下端的轴力传感器7与平台系统的门型支架13牢固固定；
步骤二、通过所述控制系统控制所述加载系统的二台液压油缸6同步收缩其伸缩杆，使所述平台框架8整体提升至剪力墙2的牛腿销壳体11或槽状空间的高度；
步骤三、通过所述控制系统控制所述平台系统的牛腿顶推油缸10伸出顶推搁置牛腿9从牛腿固定靴12中伸出预设距离，并伸入剪力墙2结构上的牛腿销壳体11或槽状空间内；
步骤四、通过所述控制系统控制所述加载系统的二台液压油缸6对所述平台系统施加向下轴力；
步骤五、在施加向下轴力的过程中，通过轴力传感器7实时监测向下轴力的大小，并以此控制液压油缸6的输出轴力大小与姿态，同时实时监测所述剪切墙2上牛腿销壳体11或槽状空间附近的混凝土结构变形与破坏情况；
步骤六、按试验方案持续施加向下轴力，达到本次试验目的后，通过所述控制系统控制所述加载系统的二台液压油缸6减小竖向力轴力至搁置牛腿9与牛腿销壳体11或槽状空间之间的竖向接触力为零，通过所述控制系统控制所述牛腿顶推油缸10收缩，以将所述搁置牛腿9缩回牛腿固定靴12内；控制所述液压油缸6伸长，以将平台系统降至底板1上，并形成稳固接触，松开所述轴力传感器7与平台系统的固定，至此试验结束。
与现有技术相比，本发明包括底板、剪力墙、反力框架系统、平台系统、加载系统和控制系统，可用于超高层建筑核心筒钢筋混凝土剪力墙结构承压局部强度试验，能够对超高层建筑整体钢平台施工技术的支撑体系进行安全评估。
附图说明
图1为本发明一实施例的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架的示意图；
图2为本发明一实施例的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架的正视图；
图3为本发明一实施例的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架的俯视图；
图4本发明一实施例的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架的反力框架的安装示意图；
图5为本发明一实施例的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架日搁置牛腿9伸入牛腿销壳体11内的示意图；。
图6为本发明一实施例的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架日搁置牛腿系统的拆解示意图；
图7为本发明一实施例的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架日底部平台框架8搁置于底板1上的示意图；
图8为本发明一实施例的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架日底部平台框架8提升至试验位置的示意图；
图9为竖向钢柱5设置于剪力墙2外的示意图；
其中，1-底板；2-剪力墙；3-底部平衡梁；4-顶部平衡梁；5-竖向钢柱；6-液压油缸；7-轴力传感器；8-平台框架；9-搁置牛腿；10-牛腿顶推油缸；11-牛腿销壳体；12-牛腿固定靴；13-门型支架。
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1～9所示，本发明提供一种钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，包括：
底板1；
固定于所述底板1上的相对并间隔预设距离设置的剪力墙2；
与所述底板1连接的反力框架系统；
平台系统，所述平台系统位于所述剪力墙2之间，所述平台系统的两侧分别对应伸出的一个搁置牛腿9形成单排结构，所述搁置牛腿9分别架设于所述剪力墙2上；
加载系统，所述加载系统的底端与所述平台系统连接，所述加载系统的顶端与所述反力框架系统连接，所述加载系统用于向所述平台系统施加向下轴力；
分别与所述加载系统和平台系统连接的控制系统，用于分别控制所述搁置牛腿9和加载系统的伸缩。
在此，所述底板1为矩形钢筋混凝土结构板状构件，底板1内部埋置有底部平衡梁3，底板1与剪力墙2连为一体，起支撑剪力墙2的作用，并为整个试验架提供稳固支撑。
本发明对超高层建筑整体钢平台施工技术的支撑体系安全评估问题，填补现有试验技术的空白，提供一种钢平台内筒搁置牛腿单排承压试验架及其试验方法。
本发明包括底板1、剪力墙2、反力框架系统、平台系统、加载系统和控制系统，可用于超高层建筑核心筒钢筋混凝土剪力墙结构承压局部强度试验，能够对超高层建筑整体钢平台施工技术的支撑体系进行安全评估。
本发明包括底板1、剪力墙2、反力框架系统、平台系统和加载系统、控制系统。
如图1～9所示，本发明的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架一实施例中，每片剪力墙2上分别设有一个高度相同的牛腿销壳体11或由所述牛腿销壳体11形成的槽状空间，所述搁置牛腿9伸入所述牛腿销壳体11或所述槽状空间内。
在此，牛腿销壳体11在剪力墙2浇筑前与模板一起安装，在剪力墙2开展混凝土整体浇筑施工时作为模具，剪力墙2整体浇筑完成且混凝土形成强度后，首先拆除模板，可将牛腿销壳体11留在剪力墙2上，也可将牛腿销壳体11取下，在剪力墙2上形成供搁置牛腿9伸入的槽状空间；
如果牛腿销壳体11留在剪力墙2上，搁置牛腿9搁置在牛腿销壳体11上，搁置牛腿9的竖向荷载通过牛腿销壳体11间接传递给剪力墙2结构；
如果牛腿销壳体11未留在剪力墙2上，搁置牛腿9直接搁置在剪力墙2的混凝土结构上，竖向荷载直接传递给剪力墙2结构。
所述剪力墙2为整体现浇的超高层建筑核心筒剪力墙结构，其上设有牛腿销壳体11，剪力墙2的结构形式按核心筒结构设计方案而定，可为整体浇筑钢筋混凝土结构，也可为整体浇筑钢骨混凝土结构，两片规格相同的剪力墙2位于底板1上部两侧，两片剪力墙2之间的距离按超高层建筑设计方案确定，两片剪力墙2内侧设置有高度相同的两个牛腿销壳体11；牛腿销壳体11为供搁置牛腿9伸入的钢制壳装结构，牛腿销壳体11的安装高度依据试验设计方案确定
如图1～9所示，本发明的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架一实施例中，所述反力框架系统包括：
埋置于所述底板1中的两根底部平衡梁3；
顶部平衡梁4；
高度高于所述剪力墙2的四根竖向钢柱5，每根竖向钢柱5的下端连接一根底部平衡梁3，每根竖向钢柱5的上端连接顶部平衡梁4。
在此，所述反力框架系统为提供试验反力的自平衡体系，由底部平衡梁3、顶部平衡梁4、竖向钢柱5组成；底部平衡梁3为两根H型钢构件，底部平衡梁3埋置于底板1中；顶部平衡梁4为一根H型钢主梁与四根H型钢斜梁焊接形成的框架，水平横置于整个装置上方，顶部平衡梁4与底部平衡梁3的长度相同；竖向钢柱5为四根H型钢构件，竖向排列布置于底板1上，竖向钢柱5的高度高于剪力墙2，每一根竖向钢柱5的下端连接底部平衡梁3，上端连接顶部平衡梁4，形成竖向的矩形框架结构
如图1～9所示，本发明的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架一实施例中，所述平台系统包括：
平台框架8，所述平台框架8为由多根H型钢平台梁构成的矩形框架；
搁置牛腿9，所述搁置牛腿9为可伸缩的钢制构件；
牛腿顶推油缸10，所述牛腿顶推油缸10为可水平伸缩的作动装置，所述搁置牛腿9的后端与所述牛腿顶推油缸10连接；
牛腿固定靴12，所述牛腿固定靴12为中部留孔的靴状钢制构件，固定在平台框架8的侧边位置，搁置牛腿9穿过牛腿固定靴12的中部留孔，牛腿固定靴12固定搁置牛腿9在左右两个方向的自由度，使所述搁置牛腿9只在前后两个方向由牛腿顶推油缸10的作用作伸缩运动；
安装于平台框架8中部的两个门型支架13，所述门型支架13为门型钢制构件，所述门型支架13与所述加载系统连接，门型支架13下的开放空间用于放置牛腿顶推油缸10。
在此，所述平台系统包括平台框架8、搁置牛腿9、牛腿顶推油缸10、牛腿固定靴12和门型支架13。平台框架8为多根H型钢平台梁构成的矩形框架，搁置牛腿9为可伸缩的钢制构件，牛腿顶推油缸10为可水平伸缩的作动装置，搁置牛腿9后端与牛腿顶推油缸10连接，通过牛腿顶推油缸10控制其伸缩，牛腿固定靴12为中部留孔的靴状钢制构件，固定在平台框架8的侧边位置，搁置牛腿9穿过牛腿固定靴12的中部留孔，牛腿固定靴12固定搁置牛腿9左右两个方向的自由度，使其只能在前后方向在牛腿顶推油缸10的作用下伸缩运动，搁置牛腿9伸入剪力墙2上的牛腿销壳体11中；门型支架13为门型钢制构件，其下的开放空间用于放置牛腿顶推油缸10，两个门型支架13安装于平台框架8中部，用于连接轴力传感器7，液压油缸6提供的竖向荷载通过门型支架13传递给平台框架8。
如图1～9所示，本发明的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架一实施例中，所述加载系统包括：
二台液压油缸6，所述液压油缸6为竖向作动装置，所述液压油缸6的后端固定于所述顶部平衡梁4的下端；
二台轴力传感器7，所述轴力传感器7为监测液压油缸6输出轴力的传感器，一台液压油缸6伸缩杆的前端与对应的一台轴力传感器7连接固定，所述轴力传感器7与对应的一个门型支架13连接。
在此，所述加载系统由液压油缸6、轴力传感器7组成；液压油缸6为可精确控制的竖向作动装置，具有竖向伸缩自由度，并能提供向下轴力，共有两台，液压油缸6后端固定于顶部平衡梁4的下端，液压油缸6伸缩杆的前端与轴力传感器7连接固定；轴力传感器7为监测液压油缸6输出轴力的传感器，轴力传感器7位于液压油缸6前端，轴力传感器7连接液压油缸6伸缩杆与门型支架13
如图1～9所示，本发明的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架一实施例中，所述控制系统，用于控制液压油缸6与牛腿顶推油缸10的轴力大小与伸缩姿态，及用于监控所述轴力传感器7的轴力数据。
在此，所述控制系统为用于精确控制液压油缸6与牛腿顶推油缸10的轴力大小与伸缩姿态的电子系统，控制系统还可监控轴力传感器7监测轴力数据。
如图1～9所示，本发明的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架一实施例中，所述控制系统控制所述液压油缸6提供竖向力，并通过轴力传感器7传递给所述平台框架8，固定在所述平台框架8上的牛腿固定靴12继而将竖向力传递给搁置牛腿9，搁置牛腿9与牛腿销壳体11或所述槽状空间接触，最终将液压油缸6提供的向下轴力传递给剪力墙2结构。
如图1～8所示，本发明的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架一实施例中，所述竖向钢柱5设置于剪力墙2结构内，所述竖向钢柱5的下半部分埋置于所述剪力墙2内，所述底部平衡梁3与顶部平衡梁4的长度与两片剪力墙2的间距一致。
在此，如果竖向钢柱5设置于剪力墙2结构内，竖向钢柱5的下半部分埋置于剪力墙2内，底部平衡梁3与顶部平衡梁4的长度与两片剪力墙2的间距一致。
如图9所示，本发明的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架一实施例中，所述竖向钢柱5设置于剪力墙2结构外，所述底部平衡梁3与顶部平衡梁4的长度大于两片剪力墙2的间距，并将剪力墙2置于所述底部平衡梁3、竖向钢柱5与顶部平衡梁4所围成的空间的内部。
在此，如果竖向钢柱5设置于剪力墙2结构外，竖向钢柱5的底部埋置于底板1内，剪力墙2结构与竖向钢柱5分离，底部平衡梁3与顶部平衡梁4的长度大于两片剪力墙2的间距，并将剪力墙2置于其内部。
本发明还提供一种钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验方法，采用上述任一项所述钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，所述方法包括：
步骤一、试验准备：按结构设计方案在底板1上完成两片剪力墙2的整体浇筑，剪力墙2的混凝土结构达到设计强度后方可开展后续试验；完成反力框架系统的搭建，将加载系统的液压油缸6安装于在反力框架系统的顶部平衡梁4的下端，将所述加载系统的轴力传感器7安装于所述加载系统的液压油缸6的伸缩杆的下端，在底板1上搭建所述平台系统，通过所述平台系统的牛腿顶推油缸10控制所述平台系统的搁置牛腿9为缩回状态，通过控制系统控制所述液压油缸6伸长其伸缩杆，使其下端的轴力传感器7与平台系统的门型支架13牢固固定；
步骤二、平台框架8提升：通过所述控制系统控制所述加载系统的二台液压油缸6同步收缩其伸缩杆，使所述平台框架8整体提升至剪力墙2的牛腿销壳体11或槽状空间的高度；
步骤三、搁置牛腿9伸出：通过所述控制系统控制所述平台系统的牛腿顶推油缸10伸出顶推搁置牛腿9从牛腿固定靴12中伸出预设距离，并伸入剪力墙2结构上的牛腿销壳体11或槽状空间内；
步骤四、竖向加载、变形监测：通过所述控制系统控制所述加载系统的二台液压油缸6对所述平台系统施加向下轴力，轴力的大小依据整体钢平台实际荷载而定，轴力的增加速率与加载时间依据试验设计方案而定；
步骤五、试验监测：在施加向下轴力的过程中，通过轴力传感器7实时监测向下轴力的大小，并以此控制液压油缸6的输出轴力大小与姿态，同时实时监测所述剪切墙2上牛腿销壳体11或槽状空间附近的混凝土结构变形与破坏情况；
步骤六、试验结束：按试验方案持续施加向下轴力，达到本次试验目的后，通过所述控制系统控制所述加载系统的二台液压油缸6减小竖向力轴力至搁置牛腿9与牛腿销壳体11或槽状空间之间的竖向接触力为零，通过所述控制系统控制所述牛腿顶推油缸10收缩，以将所述搁置牛腿9缩回牛腿固定靴12内；控制所述液压油缸6伸长，以将平台系统降至底板1上，并形成稳固接触，松开所述轴力传感器7与平台系统的固定，至此试验结束。
具体的，如图1～9所示，本实施例的钢平台内筒搁置牛腿单排承压试验架由底板1、剪力墙2、反力框架、平台系统、加载系统、控制系统组成。
本实施例的底板1为长10m、宽7.5m的矩形钢筋混凝土结构板状构件。
本实施例的剪力墙2为0.6m厚、3.5m高的整体现浇的超高层建筑核心筒剪力墙结构，剪力墙2的结构形式为整体浇筑钢筋混凝土结构，两片规格相同的剪力墙2位于底板1上部对称两侧，两片剪力墙2之间的距离为6.2m，两片剪力墙2内侧设置有高度为1.3m的两个牛腿销壳体11。
本实施例的反力框架由底部平衡梁3、顶部平衡梁4、竖向钢柱5组成。底部平衡梁3为两根长度为7.4m的H型钢构件，底部平衡梁3埋置于底板1中。顶部平衡梁4为一根长度为7.4mH型钢主梁与长度为2.2m的四根H型钢斜梁焊接形成的框架。竖向钢柱5为四根高度为4.8m的H型钢构件，竖向排列布置于底板1上。
本实施例的平台系统由平台框架8、搁置牛腿9、牛腿顶推油缸10、牛腿固定靴12构成。平台框架8为多根H型钢平台梁构成的长5.8m、宽1.4m的矩形框架，搁置牛腿9、牛腿顶推油缸10、牛腿销壳体11、牛腿固定靴12的形制如图6所示，搁置牛腿9的伸出距离为0.25m，与牛腿销壳体11的搭接长度为0.13m，可提供稳固的支撑。
本实施例的加载系统由液压油缸6、轴力传感器7组成。两台液压油缸6可提供的最大轴力为150t，可提供的最大总竖向力为600t，加载能力大于整体钢平台的实际最大重力荷载。
竖向钢柱5设置于剪力墙2结构内，竖向钢柱5的下半部分埋置于剪力墙2内，底部平衡梁3与顶部平衡梁4的长度与两片剪力墙2的间距一致。
将牛腿销壳体11留在剪力墙2上，试验中搁置牛腿9搁置在牛腿销壳体11上，搁置牛腿9的竖向荷载通过牛腿销壳体11间接传递给剪力墙2结构。
本实施例主要用于超高层建筑核心筒钢筋混凝土剪力墙结构承压局部强度试验，试验方法包括六个步骤：
步骤一、试验准备：按结构设计方案在底板1上完成两片剪力墙2的整体浇筑，在混凝土结构强度达到设计强度的70％后，开展后续试验；完成反力框架的搭建，并牢固搭接平台系统与加载系统；
步骤二、平台框架8提升：通过控制系统控制两台液压油缸6同步收缩其伸缩杆，使平台框架8整体提升1.3m，至牛腿销壳体11的高度；
步骤三、搁置牛腿9伸出：通过控制系统控制牛腿顶推油缸10伸出顶推搁置牛腿9从牛腿固定靴12中伸出0.25m，并伸入剪力墙2结构上的牛腿销壳体11内，两者的搭接深度为0.13m；
步骤四、竖向加载、变形监测：通过控制系统控制加载系统的两台液压油缸6对平台系统施加向下的轴力，轴力的大小为50t，总的竖向荷载为200t，模拟正常使用情况下，整体钢平台系统传递给搁置牛腿9的竖向荷载，轴力的增加速率为5t/min；
步骤五、试验监测：在施加竖向荷载的同时，通过轴力传感器7实时监测向下轴力的大小，同时采用高清摄影仪与图像分析系统，实时监测剪切墙2上牛腿销壳体11附近的混凝土结构变形与破坏情况；
步骤六、试验结束：按试验方案持续加载6h后，通过控制系统控制加载系统的两台液压油缸6减小竖向力轴力至搁置牛腿9与牛腿销壳体11之间的竖向接触力为零，通过控制系统控制牛腿顶推油缸10收缩，将搁置牛腿9缩回牛腿固定靴12内；控制液压油缸6伸长，将平台系统降至底板1上，并形成稳固接触，松开轴力传感器7与平台系统的固定，至此试验结束。
结合本实施例的说明及图1-8，本领域的科研技术人员可完成该试验架装置的建造并顺利实施局部承压试验。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于以下三点：
1、可以再现真实加载工况：本发明的平台系统与整体钢平台使用底部平台梁完全一致，加载系统提供的竖向荷载可以与整体钢平台的重力荷载完全一致，因此本发明可以局部再现整体钢平台系统的正式加载工况。
2、试验能力强，监测数据多：本发明提出试验架装置的加载系统可以施加大于钢平台实际重力荷载的竖向力，可以测试搁置牛腿9结构及剪力墙2承压局部的极限承载性能，可施加不均匀荷载且可重复施加荷载，可测试复杂工况条件下的竖向荷载组合，具备强大的试验能力；本发明提出试验架装置的加载系统可配备多种传感器，可测量平台框架8、搁置牛腿9、牛腿固定靴12等的变形与应力，还可监测荷载作用下剪力墙2的局部变形与破坏情况。
3、方便重复使用：本发明提出试验架装置的加载系统可以重复使用，一次试验完成后，拆除剪力墙2结构，可按照不同的设计方案，重新浇筑新的剪力墙2结构，由此可以试验不同结构形式的剪力墙2结构的局部承压能力与破坏形式。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
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 (10)

1.一种钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，其特征在于，包括：
底板(1)；
固定于所述底板(1)上的相对并间隔预设距离设置的剪力墙(2)；
与所述底板(1)连接的反力框架系统；
平台系统，所述平台系统位于所述剪力墙(2)之间，所述平台系统的两侧分别对应伸出的一个搁置牛腿(9)形成单排结构，所述搁置牛腿(9)分别架设于所述剪力墙(2)上；
加载系统，所述加载系统的底端与所述平台系统连接，所述加载系统的顶端与所述反力框架系统连接，所述加载系统用于向所述平台系统施加向下轴力；
分别与所述加载系统和平台系统连接的控制系统，用于分别控制所述搁置牛腿(9)和加载系统的伸缩。
2.如权利要求1所述的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，其特征在于，每片剪力墙(2)上分别设有一个高度相同的牛腿销壳体(11)或由所述牛腿销壳体(11)形成的槽状空间，所述搁置牛腿(9)伸入所述牛腿销壳体(11)或所述槽状空间内。
3.如权利要求2所述的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，其特征在于，所述反力框架系统包括：
埋置于所述底板(1)中的两根底部平衡梁(3)；
顶部平衡梁(4)；
高度高于所述剪力墙(2)的四根竖向钢柱(5)，每根竖向钢柱(5)的下端连接一根底部平衡梁(3)，每根竖向钢柱(5)的上端连接顶部平衡梁(4)。
4.如权利要求3所述的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，其特征在于，所述平台系统包括：
平台框架(8)，所述平台框架(8)为由多根H型钢平台梁构成的矩形框架；
搁置牛腿(9)，所述搁置牛腿(9)为可伸缩的钢制构件；
牛腿顶推油缸(10)，所述牛腿顶推油缸(10)为可水平伸缩的作动装置，所述搁置牛腿(9)的后端与所述牛腿顶推油缸(10)连接；
牛腿固定靴(12)，所述牛腿固定靴(12)为中部留孔的靴状钢制构件，固定在平台框架(8)的侧边位置，搁置牛腿(9)穿过牛腿固定靴(12)的中部留孔，牛腿固定靴(12)固定搁置牛腿(9)在左右两个方向的自由度，使所述搁置牛腿(9)只在前后两个方向由牛腿顶推油缸(10)的作用作伸缩运动；
安装于平台框架(8)中部的两个门型支架(13)，所述门型支架(13)为门型钢制构件，所述门型支架(13)与所述加载系统连接，门型支架(13)下的开放空间用于放置牛腿顶推油缸(10)。
5.如权利要求4所述的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，其特征在于，所述加载系统包括：
二台液压油缸(6)，所述液压油缸(6)为竖向作动装置，所述液压油缸(6)的后端固定于所述顶部平衡梁(4)的下端；
二台轴力传感器(7)，所述轴力传感器(7)为监测液压油缸(6)输出轴力的传感器，一台液压油缸(6)伸缩杆的前端与对应的一台轴力传感器(7)连接固定，所述轴力传感器(7)与对应的一个门型支架(13)连接。
6.如权利要求5所述的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，其特征在于，所述控制系统，用于控制液压油缸(6)与牛腿顶推油缸(10)的轴力大小与伸缩姿态，及用于监控所述轴力传感器(7)的轴力数据。
7.如权利要求6所述的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，其特征在于，所述控制系统控制所述液压油缸(6)提供竖向力，并通过轴力传感器(7)传递给所述平台框架(8)，固定在所述平台框架(8)上的牛腿固定靴(12)继而将竖向力传递给搁置牛腿(9)，搁置牛腿(9)与牛腿销壳体(11)或所述槽状空间接触，最终将液压油缸(6)提供的向下轴力传递给剪力墙(2)结构。
8.如权利要求5所述的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，其特征在于，所述竖向钢柱(5)设置于剪力墙(2)结构内，所述竖向钢柱(5)的下半部分埋置于所述剪力墙(2)内，所述底部平衡梁(3)与顶部平衡梁(4)的长度与两片剪力墙(2)的间距一致。
9.如权利要求1所述的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，其特征在于，所述竖向钢柱(5)设置于剪力墙(2)结构外，所述底部平衡梁(3)与顶部平衡梁(4)的长度大于两片剪力墙(2)的间距，并将剪力墙(2)置于所述底部平衡梁(3)、竖向钢柱(5)与顶部平衡梁(4)所围成的空间的内部。
10.一种钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验方法，其特征在于，采用如权利要求1至9任一项所述的钢平台内筒搁置牛腿承压单排试验架，所述方法包括：
步骤一、按结构设计方案在底板(1)上完成两片剪力墙(2)的整体浇筑；完成反力框架系统的搭建，将加载系统的液压油缸(6)安装于在反力框架系统的顶部平衡梁(4)的下端，将所述加载系统的轴力传感器(7)安装于所述加载系统的液压油缸(6)的伸缩杆的下端，在底板(1)上搭建所述平台系统，通过所述平台系统的牛腿顶推油缸(10)控制所述平台系统的搁置牛腿(9)为缩回状态，通过控制系统控制所述液压油缸(6)伸长其伸缩杆，使其下端的轴力传感器(7)与平台系统的门型支架(13)牢固固定；
步骤二、通过所述控制系统控制所述加载系统的二台液压油缸(6)同步收缩其伸缩杆，使所述平台框架(8)整体提升至剪力墙(2)的牛腿销壳体(11)或槽状空间的高度；
步骤三、通过所述控制系统控制所述平台系统的牛腿顶推油缸(10)伸出顶推搁置牛腿(9)从牛腿固定靴(12)中伸出预设距离，并伸入剪力墙(2)结构上的牛腿销壳体(11)或槽状空间内；
步骤四、通过所述控制系统控制所述加载系统的二台液压油缸(6)对所述平台系统施加向下轴力；
步骤五、在施加向下轴力的过程中，通过轴力传感器(7)实时监测向下轴力的大小，并以此控制液压油缸(6)的输出轴力大小与姿态，同时实时监测所述剪切墙(2)上牛腿销壳体(11)或槽状空间附近的混凝土结构变形与破坏情况；
步骤六、按试验方案持续施加向下轴力，达到本次试验目的后，通过所述控制系统控制所述加载系统的二台液压油缸(6)减小竖向力轴力至搁置牛腿(9)与牛腿销壳体(11)或槽状空间之间的竖向接触力为零，通过所述控制系统控制所述牛腿顶推油缸(10)收缩，以将所述搁置牛腿(9)缩回牛腿固定靴(12)内；控制所述液压油缸(6)伸长，以将平台系统降至底板1上，并形成稳固接触，松开所述轴力传感器(7)与平台系统的固定，至此试验结束。
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