CN111579265A - 空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置 - Google Patents

空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置，包括A型撑构件、通长地梁、左门架、右门架、门架横梁、液压伺服作动器、组合内柱及第二A型撑爪形外箍，A型撑构件包括第一A型撑、通长地梁及第二A型撑，通长地梁的前侧设置有第一十字形地梁，通长地梁的后侧设置有第二十字形地梁，通长地梁的左侧设置有第三十字形地梁，通长地梁的右侧设置有第四十字形地梁，该装置能够有效的避免由于作动器端部失稳而引起的荷载不完成传递的问题。

Description

空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置
技术领域
本发明涉及一种静力试验装置，具体涉及一种空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置。
背景技术
随着社会的发展，钢结构因具有强度高、塑性及韧性强、制造轻便、施工周期短等优点使得其应用越来越广泛。同时，人们对结构的安全性和鲁棒性提出了更高的要求，在满足传统设计的基础上，对一些重要的新建建筑结构还要求其在意外荷载作用(撞击、爆炸等)下能够抵抗连续倒塌，对于现有建筑结构进行抗连续倒塌评估，通过构造措施或增加结构冗余度来提高结构的抗倒塌能力，达到防止结构发生连续破坏的大面积倒塌，故需要对空间钢框架组合梁柱子结构的抗倒塌性能进行静力性能试验，然而现有技术在试验过程中，容易出现作动器端部失稳而引起荷载不完全传递问题，严重影响了试验的结果。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置，该装置能够有效的避免由于作动器端部失稳而引起的荷载不完成传递的问题。
为达到上述目的，本发明所述的空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置包括A型撑构件、通长地梁、左门架、右门架、门架横梁、液压伺服作动器、组合内柱及第二A型撑爪形外箍，A型撑构件包括第一A型撑、通长地梁及第二A型撑，通长地梁的前侧设置有第一十字形地梁，通长地梁的后侧设置有第二十字形地梁，通长地梁的左侧设置有第三十字形地梁，通长地梁的右侧设置有第四十字形地梁；
第三十字形地梁、第四十字形地梁、通长地梁、左门架及右门架均位于地面上；
左门架上自上到下设置有第一C型门架梁及若干第一横向横梁，右门架上自上到下依次设置有第二C型门架梁及若干第一横向横梁，其中，门架横梁固定于第一C型门架梁与第二C型门架梁之间，液压伺服作动器固定于门架横梁的底部，且液压伺服作动器的输出轴与组合内柱的上端相连接，组合内柱的下端与试件的中心位置处相连接；
通长地梁位于左门架与右门架之间，且第一A型撑固定于通长地梁的前端，第二A型撑固定于通长地梁的后端；
爪形外箍套接并固定于组合内柱上，且爪形外箍的四个端部分别固定于第一横向横梁、第二横向横梁、第一A型撑及第二A型撑上；
试件的四个端部分别正对第一横向横梁、第二横向横梁、第一A型撑及第二A型撑，其中，试件的四个端部均固定有耳板，其中，第一横向横梁、第二横向横梁、第一A型撑及第二A型撑与对应耳板的侧面之间均设置有拉压传感器，耳板的上端与爪形外箍之间设置有稳压千斤顶；
第三十字形地梁位于通长地梁与左门架之间，第四十字形地梁位于通长地梁与右门架之间；
试件左端部上耳板的下端与第三十字形地梁之间相铰接，试件右端部上耳板的下端与第四十字形地梁之间相铰接，试件前端部上耳板的下端与第一十字形地梁之间相铰接，试件后端部上耳板的下端与第二十字形地梁之间相铰接。
第一十字形地梁与爪形外箍的前端部之间、第二十字形地梁与爪形外箍的后端部之间、第四十字形地梁与爪形外箍的右端部之间以及第三十字形地梁与爪形外箍的左端部之间均通过斜拉杆相连接。
第一C型门架梁与左门架之间以及第二C型门架梁与右门架之间均通过长螺杆相连接。
门架横梁与第一C型门架梁及第二C型门架梁之间均通过长螺杆相连接。
液压伺服作动器通过长螺杆固定于门架横梁上。
组合内柱的上端通过第一封头板与液压伺服作动器相连接，组合内柱的下端与试件的中部之间通过第二封头板相连接。
爪形外箍的四个端部均通过平齐端板与对应的第一A型撑、第二A型撑、第一横向横梁及第二横向横梁相连接。
拉压传感器通过螺杆及铰接板与耳板相连接。
左门架的中部与右门架的中部通过门架间长梁相连接。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置在具体操作时，液压伺服作动器固定于门架横梁上，液压伺服作动器的输出轴通过组合内柱与试件的中心位置处相连接，同时爪形外箍套接于组合内柱上，且爪形外箍的四个端部通过第一横向横梁、第二横向横梁、第一A型撑及第二A型撑进行限位，在施加荷载时，通过爪形外箍为组合内柱提供定向前进轨道，以保证液压伺服作动器的竖向加载，避免平面外失稳的情况，有效的避免由于作动器端部失稳而引起的荷载不完全传递的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的主视图。
其中，1a为左门架、1b为右门架、2a为第一C型门架梁、2b为第二C型门架梁、3为门架横梁、4为门架间长梁、5为液压伺服作动器、6a为第一横向横梁、6b为第二横向横梁、7a为第一A型撑、8a为第一十字形地梁、8c为第三十字形地梁、8d为第四十字形地梁、9为通长地梁、10为组合内柱、11为爪形外箍、12为试件、13为斜拉杆、14为稳压千斤顶、15为拉压传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1及图2，本发明所述的空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置包括A型撑构件、通长地梁9、左门架1a、右门架1b、门架横梁3、液压伺服作动器5、组合内柱10及第二A型撑爪形外箍11，A型撑构件包括第一A型撑7a、通长地梁9及第二A型撑，通长地梁9的前侧设置有第一十字形地梁8a，通长地梁9的后侧设置有第二十字形地梁，通长地梁9的左侧设置有第三十字形地梁8c，通长地梁9的右侧设置有第四十字形地梁8d；第三十字形地梁8c、第四十字形地梁8d、通长地梁9、左门架1a及右门架1b均位于地面上；左门架1a上自上到下设置有第一C型门架梁2a及若干第一横向横梁6a，右门架1b上自上到下依次设置有第二C型门架梁2b及若干第一横向横梁6b，其中，门架横梁3固定于第一C型门架梁2a与第二C型门架梁2b之间，液压伺服作动器5固定于门架横梁3的底部，且液压伺服作动器5的输出轴与组合内柱10的上端相连接，组合内柱10的下端与试件12的中心位置处相连接，至此门架之间形成自平衡体系；通长地梁9位于左门架1a与右门架1b之间，且第一A型撑7a固定于通长地梁9的前端，第二A型撑固定于通长地梁9的后端，以提供强有力的外部约束(类似于刚性墙面)；爪形外箍11套接并固定于组合内柱10上，且爪形外箍11的四个端部分别固定于第一横向横梁6a、第二横向横梁6b、第一A型撑7a及第二A型撑上；试件12的四个端部分别正对第一横向横梁6a、第二横向横梁6b、第一A型撑7a及第二A型撑，其中，试件12的四个端部均固定有耳板，其中，第一横向横梁6a、第二横向横梁6b、第一A型撑7a及第二A型撑与对应耳板的侧面之间均设置有拉压传感器15，耳板的上端与爪形外箍之间设置有稳压千斤顶14，第三十字形地梁8c位于通长地梁9与左门架1a之间，第四十字形地梁8d位于通长地梁9与右门架1b之间；试件12左端部上耳板的下端与第三十字形地梁8c之间相铰接，试件12右端部上耳板的下端与第四十字形地梁8d之间相铰接，试件12前端部上耳板的下端与第一十字形地梁8a之间相铰接，试件12后端部上耳板的下端与第二十字形地梁之间相铰接，为试件12提供竖向边界条件。
第一C型门架梁2a与左门架1a之间以及第二C型门架梁2b与右门架1b之间均通过长螺杆相连接；门架横梁3与第一C型门架梁2a及第二C型门架梁2b之间均通过长螺杆相连接；液压伺服作动器5通过长螺杆固定于门架横梁3上，可以有效控制试件12的双向尺寸，实现不等跨子结构试验的完成。
第一十字形地梁8a与爪形外箍11的前端部之间、第二十字形地梁与爪形外箍11的后端部之间、第四十字形地梁8d与爪形外箍11的右端部之间以及第三十字形地梁8c与爪形外箍11的左端部之间均通过斜拉杆13相连接。
另外，具体的，组合内柱10的上端通过第一封头板与液压伺服作动器5相连接，组合内柱10的下端与试件12的中部之间通过第二封头板相连接；爪形外箍11的四个端部均通过平齐端板与对应的第一A型撑7a、第二A型撑、第一横向横梁6a及第二横向横梁6b相连接；拉压传感器15通过螺杆及铰接板与耳板相连接；左门架1a的中部与右门架1b的中部通过门架间长梁4相连接。
在试验时，通过液压伺服作动器5施加稳定的竖向载荷，通过液压伺服作动器5对试件12进行静力加载，通过爪形外箍11为组合内柱10提供定向前进轨道，以保证液压伺服作动器的竖向加载，避免平面外失稳的情况，另外，在调整各部件的竖向高度后即可实现多层子结构的试验加载，可多次利用。

Claims (9)

1.一种空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置，其特征在于，包括A型撑构件、通长地梁(9)、左门架(1a)、右门架(1b)、门架横梁(3)、液压伺服作动器(5)、组合内柱(10)及第二A型撑爪形外箍(11)，A型撑构件包括第一A型撑(7a)、通长地梁(9)及第二A型撑，通长地梁(9)的前侧设置有第一十字形地梁(8a)，通长地梁(9)的后侧设置有第二十字形地梁，通长地梁(9)的左侧设置有第三十字形地梁(8c)，通长地梁(9)的右侧设置有第四十字形地梁(8d)；
第三十字形地梁(8c)、第四十字形地梁(8d)、通长地梁(9)、左门架(1a)及右门架(1b)均位于地面上；
左门架(1a)上自上到下设置有第一C型门架梁(2a)及若干第一横向横梁(6a)，右门架(1b)上自上到下依次设置有第二C型门架梁(2b)及若干第一横向横梁(6b)，其中，门架横梁(3)固定于第一C型门架梁(2a)与第二C型门架梁(2b)之间，液压伺服作动器(5)固定于门架横梁(3)的底部，且液压伺服作动器(5)的输出轴与组合内柱(10)的上端相连接，组合内柱(10)的下端与试件(12)的中心位置处相连接；
通长地梁(9)位于左门架(1a)与右门架(1b)之间，且第一A型撑(7a)固定于通长地梁(9)的前端，第二A型撑固定于通长地梁(9)的后端；
爪形外箍(11)套接并固定于组合内柱(10)上，且爪形外箍(11)的四个端部分别固定于第一横向横梁(6a)、第二横向横梁(6b)、第一A型撑(7a)及第二A型撑上；
试件(12)的四个端部分别正对第一横向横梁(6a)、第二横向横梁(6b)、第一A型撑(7a)及第二A型撑，其中，试件(12)的四个端部均固定有耳板，其中，第一横向横梁(6a)、第二横向横梁(6b)、第一A型撑(7a)及第二A型撑与对应耳板的侧面之间均设置有拉压传感器(15)，耳板的上端与爪形外箍之间设置有稳压千斤顶(14)；
第三十字形地梁(8c)位于通长地梁(9)与左门架(1a)之间，第四十字形地梁(8d)位于通长地梁(9)与右门架(1b)之间；
试件(12)左端部上耳板的下端与第三十字形地梁(8c)之间相铰接，试件(12)右端部上耳板的下端与第四十字形地梁(8d)之间相铰接，试件(12)前端部上耳板的下端与第一十字形地梁(8a)之间相铰接，试件(12)后端部上耳板的下端与第二十字形地梁之间相铰接。
2.根据权利要求1所述的空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置，其特征在于，第一十字形地梁(8a)与爪形外箍(11)的前端部之间、第二十字形地梁与爪形外箍(11)的后端部之间、第四十字形地梁(8d)与爪形外箍(11)的右端部之间以及第三十字形地梁(8c)与爪形外箍(11)的左端部之间均通过斜拉杆(13)相连接。
3.根据权利要求1所述的空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置，其特征在于，第一C型门架梁(2a)与左门架(1a)之间以及第二C型门架梁(2b)与右门架(1b)之间均通过长螺杆相连接。
4.根据权利要求1所述的空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置，其特征在于，门架横梁(3)与第一C型门架梁(2a)及第二C型门架梁(2b)之间均通过长螺杆相连接。
5.根据权利要求1所述的空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置，其特征在于，液压伺服作动器(5)通过长螺杆固定于门架横梁(3)上。
6.根据权利要求1所述的空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置，其特征在于，组合内柱(10)的上端通过第一封头板与液压伺服作动器(5)相连接，组合内柱(10)的下端与试件(12)的中部之间通过第二封头板相连接。
7.根据权利要求1所述的空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置，其特征在于，爪形外箍(11)的四个端部均通过平齐端板与对应的第一A型撑(7a)、第二A型撑、第一横向横梁(6a)及第二横向横梁(6b)相连接。
8.根据权利要求1所述的空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置，其特征在于，拉压传感器(15)通过螺杆及铰接板与耳板相连接。
9.根据权利要求1所述的空间钢框架组合梁柱子结构抗倒塌性能研究的静力试验装置，其特征在于，左门架(1a)的中部与右门架(1b)的中部通过门架间长梁(4)相连接。
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