CN207300722U - 一种梁柱节点抗震性能试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种梁柱节点抗震性能试验装置,属于受力测试技术领域。该装置包括轴向加载反力架、反力墙和两个节点加载反力架;轴向加载反力架顶部的轴向加载梁上沿竖向设有轴向千斤顶,轴向千斤顶通过柱顶绞支座与柱顶柱帽铰接,柱顶柱帽正下方设有柱底柱帽,柱底柱帽通过柱底绞支座与地面铰接;柱底柱帽的左右两侧各设有一个节点加载反力架,节点加载反力架沿前后向设置且其上部与下部沿竖直方向分别设有上节点加载千斤顶和下节点加载千斤顶,上节点加载千斤顶和对侧的下节点加载千斤顶同步驱动。该装置具有结构简单、方便操作和测量准确等优点,且可以根据试件的形状和大小进行调整,并可以根据需要测量多个参数。
Description
技术领域
本实用新型属于受力测试技术领域,特别涉及一种梁柱节点抗震性能试验装置,尤其涉及一种十字形的梁柱节点抗震性能试验装置。
背景技术
传统的梁柱节点受力性能试验采用平面加载体系实施,柱子无法产生平面外的弯曲,梁也无法产生绕其自身轴线的扭曲。现有的梁柱节点受力性能试验虽采用的是空间双向荷载作用下的试验测试装置,能使试件的受力情况接近实际结构中节点的受力状况,但其结构复杂、费用较高。
发明内容
为了在低条件、低成本下研究空间框架梁柱节点的受力情况,本实施例提供了一种梁柱节点抗震性能试验装置,该装置具有结构简单、操作方便,并可在两个主轴方向同时施加荷载的梁柱节点受力性能,并可直接测量梁钢筋相对滑移、节点核心区剪切角。所述方案如下:
本实用新型实施例提供了一种梁柱节点抗震性能试验装置,该装置包括轴向加载反力架、轴向加载反力架右侧的反力墙18和两个节点加载反力架;所述轴向加载反力架顶部的轴向加载梁3上沿竖向设有轴向千斤顶4,所述轴向千斤顶4通过柱顶绞支座16与柱顶柱帽17铰接,所述柱顶柱帽17正下方设有柱底柱帽15,所述柱底柱帽15通过柱底绞支座14与地面铰接;所述柱底柱帽15的左右两侧各设有一个节点加载反力架,所述节点加载反力架沿前后向设置且其上部与下部沿竖直方向分别设有上节点加载千斤顶和下节点加载千斤顶,所述上节点加载千斤顶和下节点加载千斤顶相对设置,所述上节点加载千斤顶和对侧的下节点加载千斤顶同步驱动;所述柱顶柱帽17与反力墙18之间沿左右向设有水平刚性支撑21,所述水平刚性支撑21的左端固定或顶靠在柱顶柱帽17上,其右端通过水平绞支座20与反力墙18铰接。
其中,本实用新型实施例中的轴向加载反力架包括沿左右向设置的前门式框架2、沿左右向设置的后门式框架1和沿前后向设置的轴向加载梁3,所述前门式框架2和后门式框架1前后并排设置,所述轴向加载梁3设于前门式框架2顶部中间位置与后门式框架1顶部中间位置之间。
其中,本实用新型实施例中的前门式框架2和后门式框架1的底部内侧均沿左右向设有一条水平滑轨23,所述节点加载反力架可滑动设于两条水平滑轨23上。
其中,本实用新型实施例中的节点加载反力架包括前后向设置的滑座、滑座上沿竖直方向并排设置的两根立柱7和两根立柱7上由上至下依次设置的上加载梁9与下加载梁8,所述滑座可滑动设于水平滑轨23上,两根立柱7分别设于试件22的前后两侧,所述上加载梁9与下加载梁8均沿前后向设置,所述上节点加载千斤顶沿竖直方向设于上加载梁9下侧,所述下节点加载千斤顶沿竖直方向设于下加载梁8上侧。
进一步地,本实用新型实施例中的反力墙18上沿竖向设有竖向滑轨19,所述水平绞支座20可滑动设于竖向滑轨19上。
其中,本实用新型实施例中的轴向千斤顶4、上节点加载千斤顶和下节点加载千斤顶上均设有压力传感器。
优选地,本实用新型实施例中的柱顶柱帽17和柱底柱帽15内均设有橡胶垫且其上均设有梁柱固定结构。
其中,本实用新型实施例中的柱顶绞支座16和柱底绞支座14均为球绞。
优选地,本实用新型实施例中的水平刚性支撑21上设有水泡水平仪。
其中,本实用新型实施例提供的试验装置还包括第一液压控制台和第二液压控制台,所述轴向千斤顶4通过管路与第一液压控制台连接;所述第二液压控制台分两条管路输出,其中一条管路通过第一三通管与左侧的上节点加载千斤顶和右侧的下节点加载千斤顶连接,另一条管路通过第二三通管与左侧的下节点加载千斤顶和右侧的上节点加载千斤顶连接。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本实用新型实施例提供了一种梁柱节点抗震性能试验装置,该装置具有结构简单、方便操作和测量准确等优点,且可以根据试件的形状和大小进行调整,并可以根据需要测量多个参数。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的梁柱节点抗震性能试验装置的结构示意图;
图2是本实用新型实施例提供的梁柱节点抗震性能试验装置的左视图;
图3是本实用新型实施例提供的梁柱节点抗震性能试验装置俯视图。
图中:1后门式框架、2前门式框架、3轴向加载梁、4轴向千斤顶、5左反力架、6右反力架、7立柱、8下加载梁、9上加载梁、10左下千斤顶、11左上千斤顶、12右上千斤顶、13右下千斤顶、14柱底绞支座、15柱底柱帽、16柱顶绞支座、17柱顶柱帽、18反力墙、19竖向滑轨、20水平绞支座、21水平支撑、22试件、23水平滑轨。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
参见图1-3,本实用新型实施例提供了一种梁柱节点抗震性能试验装置,该装置包括沿左右向设置的轴向加载反力架、轴向加载反力架右侧的反力墙18和两个节点加载反力架;两个节点加载反力架分别设于轴向加载反力架的左右两侧,分别为左反力架5和右反力架6,轴向加载反力架、左反力架5和右反力架6均为门式框架结构。轴向加载反力架顶部的轴向加载梁3(沿前后向设置,与水平刚性支撑21垂直)上沿竖向设有轴向千斤顶4用于向试件22提供轴向压力,轴向千斤顶4通过柱顶绞支座16与柱顶柱帽17铰接,柱顶柱帽17正下方设有柱底柱帽15,柱顶柱帽17和柱底柱帽15分别用于固定试件22的上下两端防止试件晃动。柱底柱帽15通过柱底绞支座14与地面或者实验平台或者地槽铰接。柱底柱帽15的左右两侧各设有一个节点加载反力架,节点加载反力架沿前后向设置且其上部与下部沿竖直方向分别设有上节点加载千斤顶(左上千斤顶11和右上千斤顶12)和下节点加载千斤顶(左下千斤顶10和右下千斤顶13)对应试件22的测试点设置,同侧的上节点加载千斤顶和下节点加载千斤顶相对设置用于分别向下和向上向试件22的测试节点施加力,即左上千斤顶11的推杆与左下千斤顶10的推杆相对设置,右上千斤顶12的推杆与右下千斤顶13的推杆相对设置。上节点加载千斤顶和对侧的下节点加载千斤顶同步驱动实现反对称同步施加载荷;具体地,左下千斤顶10与右上千斤顶12同步驱动,左上千斤顶11与右下千斤顶13同步驱动。柱顶柱帽17与反力墙18之间沿左右向水平设有水平刚性支撑21用于防止柱端发生侧向位移,水平刚性支撑21的左端固定或顶靠在柱顶柱帽17上,其右端通过水平绞支座20与反力墙18铰接。
其中,参见图2和3,本实用新型实施例中的轴向加载反力架包括沿左右向设置的前门式框架2、沿左右向设置的后门式框架1和沿前后向设置的轴向加载梁3等,前门式框架2和后门式框架1前后并排设置,轴向加载梁3设于前门式框架2顶部中间位置与后门式框架1顶部中间位置之间。具体地,前门式框架2和后门式框架1均为6m高的门式钢架,轴向加载梁3的长度为4-5m。
其中,参见图2和3,本实用新型实施例中的前门式框架2和后门式框架1的底部内侧均沿左右向设有一条水平滑轨23,两条水平滑轨23前后并排设置;具体地,前门式框架2和后门式框架1的左右两端均可各设置一段水平滑轨23;节点加载反力架可滑动(通过相应的锁紧结构固定)设于两条水平滑轨23上使其可以沿左右向水平调整位置;具体地,节点加载反力架底部的前后两端分别滑动设置在两条水平滑轨23上。
其中,参见图2和3,本实用新型实施例中的节点加载反力架包括前后向设置的滑座(图未示)、滑座上沿竖直方向并排设置的两根立柱7和两根立柱7上由上至下依次设置的上加载梁9与下加载梁8(可在立柱7上上下调整位置)等,滑座沿前后向设置且可滑动(通过相应的锁紧结构固定)设于水平滑轨23上,两根立柱7均为圆柱状结构且分别设于试件22的前后两侧,上加载梁9与下加载梁8与均沿前后向设置,上加载梁9、下加载梁8和两根立柱7围成井字形结构。上节点加载千斤顶沿竖直方向设于上加载梁9下侧中间位置,下节点加载千斤顶沿竖直方向设于下加载梁8上侧中间位置;上节点加载千斤顶、下节点加载千斤顶和柱底柱帽15可位于同一竖直面上。具体地,左反力架5和右反力架6均为4m高的框架式结构。
进一步地,参见图1和3,本实用新型实施例中的反力墙18上沿竖向设有竖向滑轨19,水平绞支座20可滑动(通过相应的锁紧结构固定)设于竖向滑轨19上使其可以沿竖向调整位置。
其中,本实用新型实施例中的轴向千斤顶4、上节点加载千斤顶和下节点加载千斤顶上均设有压力传感器,压力传感器具体可以设置在缸体端部。另外,试件22各个测试点还设有位移传感器。
优选地,本实用新型实施例中的柱顶柱帽17和柱底柱帽15内均设有橡胶垫且其上均设有梁柱固定结构用于紧固试件22,柱顶柱帽17和柱底柱帽15可以为圆形或者多边形槽结构,橡胶垫设于槽底用于与试件22接触,其与试件22的接触面最好设置防滑波纹;梁柱固定结构具体可以为围绕柱顶柱帽17和柱底柱帽15的侧壁设置的多根锁紧螺栓,多个锁紧螺栓均匀分布且位于同一水平面上。
其中,本实用新型实施例中的柱顶绞支座16和柱底绞支座14均为球绞使其可以沿多个角度旋转,便于安装。而水平绞支座20可为、可不为球绞。
优选地,本实用新型实施例中的水平刚性支撑21上设有水泡水平仪用于保证水平刚性支撑21水平。
其中,本实用新型实施例提供的试验装置还包括第一液压控制台和第二液压控制台,第一液压控制台和第二液压控制台均为高精度静态伺服液压控制台。轴向千斤顶4通过管路与第一液压控制台连接;第二液压控制台分两条管路输出,其中一条管路通过第一三通管与左侧的上节点加载千斤顶(左上千斤顶11)和右侧的下节点加载千斤顶(右下千斤顶13)连接,另一条管路通过第二三通管与左侧的下节点加载千斤顶(左下千斤顶10)和右侧的上节点加载千斤顶(右上千斤顶12)连接。其中,本实施例中的轴向千斤顶4为400吨液压千斤顶,左上千斤顶11、左下千斤顶10、右上千斤顶12和右下千斤顶13均为100吨液压千斤顶。
另外,轴向加载反力架可设置辅助电葫芦用于调整试件22的位置和姿态,水平刚性支撑21也可设置与辅助电葫芦配合的挂钩或者环扣用于调整水平刚性支撑21的位置和角度。
其中,本实施例中的“第一”和“第二”仅起区分作用,无其他特殊意义。
其使用过程为:试件22通过吊装放入轴向加载反力架、反力墙18和两个节点加载反力架组成的反力系统中;将试件22的柱脚放入柱底柱帽15并通过其上的梁柱固定结构锁紧,调整水平刚性支撑21右端的位置,使试件22的柱顶落入柱顶柱帽17中并通过其上的梁柱固定结构锁紧。调整试件22在水平方向上的水平度和垂直度,并使试件22的横向轴的两端分别落入左反力架5和右反力架6上的上节点加载千斤顶和下节点加载千斤顶之间,然后通过驱动第一液压控制台使轴向千斤顶4给试件22的柱顶施加恒定压力。根据需要驱动第二液压控制台给试件22的梁端提供反对称荷载。除常规试验之外,节点核心区剪切角可以通过测量核心区对角线的位移量后计算得到。
本实用新型实施例提供了一种梁柱节点抗震性能试验装置,该装置具有结构简单、方便操作和测量准确等优点,且可以根据试件的形状和大小进行调整,并可以根据需要测量多个参数。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种梁柱节点抗震性能试验装置,其特征在于,包括轴向加载反力架、轴向加载反力架右侧的反力墙(18)和两个节点加载反力架;
所述轴向加载反力架顶部的轴向加载梁(3)上沿竖向设有轴向千斤顶(4),所述轴向千斤顶(4)通过柱顶绞支座(16)与柱顶柱帽(17)铰接,所述柱顶柱帽(17)正下方设有柱底柱帽(15),所述柱底柱帽(15)通过柱底绞支座(14)与地面铰接;
所述柱底柱帽(15)的左右两侧各设有一个节点加载反力架,所述节点加载反力架沿前后向设置且其上部与下部沿竖直方向分别设有上节点加载千斤顶和下节点加载千斤顶,所述上节点加载千斤顶和下节点加载千斤顶相对设置,所述上节点加载千斤顶和对侧的下节点加载千斤顶同步驱动;
所述柱顶柱帽(17)与反力墙(18)之间沿左右向设有水平刚性支撑(21),所述水平刚性支撑(21)的左端固定或顶靠在柱顶柱帽(17)上,其右端通过水平绞支座(20)与反力墙(18)铰接。
2.根据权利要求1所述的梁柱节点抗震性能试验装置,其特征在于,所述轴向加载反力架包括沿左右向设置的前门式框架(2)、沿左右向设置的后门式框架(1)和沿前后向设置的轴向加载梁(3),所述前门式框架(2)和后门式框架(1)前后并排设置,所述轴向加载梁(3)设于前门式框架(2)顶部中间位置与后门式框架(1)顶部中间位置之间。
3.根据权利要求2所述的梁柱节点抗震性能试验装置,其特征在于,所述前门式框架(2)和后门式框架(1)的底部内侧均沿左右向设有一条水平滑轨(23),所述节点加载反力架可滑动设于两条水平滑轨(23)上。
4.根据权利要求3所述的梁柱节点抗震性能试验装置,其特征在于,所述节点加载反力架包括前后向设置的滑座、滑座上沿竖直方向并排设置的两根立柱(7)和两根立柱(7)上由上至下依次设置的上加载梁(9)与下加载梁(8),所述滑座可滑动设于水平滑轨(23)上,两根立柱(7)分别设于试件(22)的前后两侧,所述上加载梁(9)与下加载梁(8)均沿前后向设置,所述上节点加载千斤顶沿竖直方向设于上加载梁(9)下侧,所述下节点加载千斤顶沿竖直方向设于下加载梁(8)上侧。
5.根据权利要求1所述的梁柱节点抗震性能试验装置,其特征在于,所述反力墙(18)上沿竖向设有竖向滑轨(19),所述水平绞支座(20)可滑动设于竖向滑轨(19)上。
6.根据权利要求1所述的梁柱节点抗震性能试验装置,其特征在于,所述轴向千斤顶(4)、上节点加载千斤顶和下节点加载千斤顶上均设有压力传感器。
7.根据权利要求1所述的梁柱节点抗震性能试验装置,其特征在于,所述柱顶柱帽(17)和柱底柱帽(15)内均设有橡胶垫且其上均设有梁柱固定结构。
8.根据权利要求1所述的梁柱节点抗震性能试验装置,其特征在于,所述柱顶绞支座(16)和柱底绞支座(14)均为球绞。
9.根据权利要求1所述的梁柱节点抗震性能试验装置,其特征在于,所述水平刚性支撑(21)上设有水泡水平仪。
10.根据权利要求1-9任一项所述的梁柱节点抗震性能试验装置,其特征在于,所述装置还包括第一液压控制台和第二液压控制台,所述轴向千斤顶(4)通过管路与第一液压控制台连接;所述第二液压控制台分两条管路输出,其中一条管路通过第一三通管与左侧的上节点加载千斤顶和右侧的下节点加载千斤顶连接,另一条管路通过第二三通管与左侧的下节点加载千斤顶和右侧的上节点加载千斤顶连接。
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