CN203849014U

CN203849014U - 一种梁柱节点受力性能试验装置

Info

Publication number: CN203849014U
Application number: CN201420213295.6U
Authority: CN
Inventors: 朱宏平; 高飞; 唐志强; 黄世涛; 王思启; 马健
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2024-04-29

Abstract

本实用新型公开了一种梁柱节点受力性能试验装置。包括第一、第二、第三、第四门式钢架以及第一、第二、第三、第四、第五千斤顶；第一和第二门式钢架结构相同，前后对齐设置，均包括一个横梁，横梁中部通过钢梁连接，第一千斤顶设置在钢梁的中部，用于对试件柱施加轴压力；第三和第四门式钢架结构相同，均包括上、下两个横梁，第二千斤顶设置在第三门式钢架的上横梁中部，第三千斤顶设置在第三门式钢架的下横梁中部，第四千斤顶设置在第四门式钢架的上横梁中部，第五千斤顶设置在第四门式钢架的下横梁中部。该装置能使试件的受力状况更加接近实际结构中节点的受力状况，成本低，安装简单，能直接测量试件梁端的残余变形。

Description

一种梁柱节点受力性能试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种梁柱节点受力性能试验装置，可对梁柱节点进行静力、拟静力试验，尤其适用于双向荷载作用下的梁柱节点的抗震性能试验。

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转。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，能使试件的受力状况接近实际结构中节点的受力状况，但仍然存在如下缺点：(1)装置结构复杂，对千斤顶的要求较高，要求其回缩时也能提供较大的拉力；(2)试件的安装固定以及调整垂直度和水平度的过程较复杂，难以准确模拟铰接，导致难以保证试件在加载前的水平度与垂直度；(3)在梁端需设置刚性套箍与万向球铰装置相连，套箍与球铰装置构造均较复杂，且难以直接测量试件梁端的残余变形。

因此，急需研制一种安装简单、方便测量梁端残余变形且可在两个主轴方向同时施加荷载的梁柱节点受力性能试验装置。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种梁柱节点受力性能试验装置，方便调整试件的水平度和垂直度，能使试件的受力状况更加接近实际结构中节点的受力状况，不产生附加的变形约束；液压装置可全部采用单作用液压千斤顶，成本低，安装简单，能直接测量试件梁端的残余变形。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种梁柱节点受力性能试验装置，其特征在于，包括第一、第二、第三、第四门式钢架以及第一、第二、第三、第四、第五千斤顶；所述第一和第二门式钢架结构相同，前后对齐设置，均包括一个横梁，横梁中部通过钢梁连接，所述第一千斤顶设置在所述钢梁的中部，用于对试件柱施加轴压力；所述第三和第四门式钢架结构相同，均包括上、下两个横梁，所述第二千斤顶设置在所述第三门式钢架的上横梁中部，用于对试件第一梁端施加向下的力，所述第三千斤顶设置在所述第三门式钢架的下横梁中部，用于对试件第一梁端施加向上的力，所述第四千斤顶设置在所述第四门式钢架的上横梁中部，用于对试件第二梁端施加向下的力，所述第五千斤顶设置在所述第四门式钢架的下横梁中部，用于对试件第二梁端施加向上的力。

优选地，该装置还包括第一柱帽、第二柱帽和刚性水平支撑架；所述第二柱帽通过铰支座连接所述刚性水平支撑架的一端；测试时，所述刚性水平支撑架的另一端通过铰支座连接反力墙，所述第一柱帽通过铰支座固定在地面上，所述第一和第二柱帽分别安装在试件的柱脚和柱顶，所述第一千斤顶通过所述第二柱帽对试件柱施加轴压力。

优选地，所述第一柱帽的侧边设有螺栓。

优选地，所述第一柱帽的底部设有孔洞。

优选地，该装置还包括第一、第二、第三、第四、第五荷载传感器，分别设置在所述第一、第二、第三、第四、第五千斤顶上。

优选地，所述第一、第二、第三、第四门式钢架的横梁高度均可调。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、在各梁端加载点分别采用上下两个千斤顶共同工作，一方面不要求千斤顶回缩提供拉力，因而可使用普通的单作用液压千斤顶，避免了使用单个千斤顶加载时对千斤顶必须能伸出很大距离的苛刻要求，有效降低了装置成本；另一方面，避免了在试件梁端设置刚性套箍与万向球铰装置相连，能直接测量试件梁端的残余变形，装置结构简单，安装与拆卸方便。

2、试件的受力状况更加接近实际结构中节点的受力状况，不产生附加的变形约束。一方面，采用四个门式钢架和一根钢梁形成空间加载体系，试验装置对试件梁端没有任何附加约束；另一方面，在试件的柱脚和柱顶各设置一个柱帽，安装固定方便，试件柱脚和柱顶均为完全铰接，便于试件水平度和垂直度的调整且没有任何附加约束。

附图说明

图1是本实用新型实施例的梁柱节点受力性能试验装置的主视图；

图2是本实用新型实施例的梁柱节点受力性能试验装置的左视图；

图3是本实用新型实施例的梁柱节点受力性能试验装置的工作原理示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-第一门式钢架，2-第二门式钢架，3-第三门式钢架，4-第四门式钢架，5-第一千斤顶，6-第二千斤顶，7-第三千斤顶，8-第四千斤顶，9-第五千斤顶，10-刚性水平支撑架，11-第一柱帽，12-第二柱帽，13-第一荷载传感器，14-第二荷载传感器，15-第三荷载传感器，16-第四荷载传感器，17-第五荷载传感器，18-反力墙，19-试件，20-钢梁。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1和图2分别为本实用新型实施例的梁柱节点受力性能试验装置的主视图和左视图，为使图形表达清楚，两图中均有部分结构未示出。如图1和图2所示，本实用新型实施例的梁柱节点受力性能试验装置包括：第一、第二、第三、第四门式钢架1、2、3、4，第一、第二、第三、第四、第五千斤顶5、6、7、8、9，刚性水平支撑架10，第一、第二柱帽11、12，以及第一、第二、第三、第四、第五荷载传感器13、14、15、16、17。

第一和第二门式钢架1和2结构相同，前后对齐设置，均包括一个横梁，横梁中部通过钢梁20连接，横梁高度可调。第一千斤顶5设置在钢梁20的中部，用于提供向下的力。

第三和第四门式钢架3和4结构相同，均包括上、下两个横梁，横梁高度可调。第二千斤顶6设置在第三门式钢架3的上横梁中部，用于提供向下的力，第三千斤顶7设置在第三门式钢架3的下横梁中部，用于提供向上的力；第四千斤顶8设置在第四门式钢架4的上横梁中部，用于提供向下的力，第五千斤顶9设置在第四门式钢架4的下横梁中部，用于提供向上的力。

第一、第二、第三、第四、第五荷载传感器13、14、15、16、17分别设置在第一、第二、第三、第四、第五千斤顶5、6、7、8、9上，用于测量各千斤顶施加在工件上的力的大小。

第一柱帽11的侧边设有螺栓，用于固定试件19的柱脚和调整试件19的柱的垂直度；第一柱帽11的底部设有孔洞，以便于清理落入的混凝土残渣。第二柱帽12通过铰支座连接刚性水平支撑架10的一端。

测试时，刚性水平支撑架10的另一端通过铰支座连接反力墙18，第一柱帽11通过铰支座用螺栓固定在地面上；第一柱帽11和第二柱帽12分别安装在试件的柱脚和柱顶，第一千斤顶5通过第二柱帽12对试件柱施加轴压力；第三和第四门式钢架3和4设置在钢梁20的两侧，其横梁与钢梁20平行，第二千斤顶6用于对试件第一梁端施加向下的力，第三千斤顶7用于对试件第一梁端施加向上的力，第四千斤顶8用于对试件第二梁端施加向下的力，第五千斤顶9用于对试件第二梁端施加向上的力。

优选地，第一和第二门式钢架高6m，第三和第四门式钢架高4m，钢梁长5m，高800mm；第一千斤顶为400吨的液压千斤顶，第二、第三、第四和第五千斤顶均为100吨的液压千斤顶。

图3是本实用新型实施例的梁柱节点受力性能试验装置的工作原理示意图。为使本领域技术人员更好地理解本实用新型，下面结合图1～3，对本实用新型的梁柱节点受力性能试验装置的工作原理进行详细说明。

将试件19通过吊装放入由门式框架、反力墙、地槽等共同组成的反力***中。将试件19的柱脚放入第一柱帽11中，柱顶安装第二柱帽12，初步调整试件的水平度和垂直度。在第一柱帽11中，用一定厚度和一定长度及宽度的钢板填入柱帽与柱脚之间的缝隙中，通过第一柱帽11四周的螺栓进一步紧固填塞进第一柱帽11的钢板，使其与试件19的柱面接触没有缝隙，防止柱脚松动产生侧移，同时利用螺栓挤动填塞进来的钢板以精确调整试件19的柱的垂直度。利用第一柱帽11连接的铰支座精确调整试件19的水平度。第二柱帽12能有效防止试件19的上柱端发生侧向位移。

利用第一千斤顶5对第二柱帽12施加恒定的轴压力，模拟由上层结构传给节点的竖向荷载。移动第三和第四门式钢架3和4，使第二、第三、第四、第五千斤顶6、7、8、9分别对正试件19的梁端，调整第三和第四门式钢架3和4的上、下横梁的高度，使第二、第三、第四和第五千斤顶6、7、8和9与试件19的梁端上下表面保持合适的加载距离，使第二和第三千斤顶6和7对应的试件19的第一梁端的加载点在同一铅垂线上，使第四和第五千斤顶8和9对应的试件19的第二梁端的加载点在同一铅垂线上，以保证加载位置和方向的准确性。

在各梁端加载点处，利用第二、第三、第四、第五千斤顶6、7、8、9实现对梁端的加载。其中，第二千斤顶6与第五千斤顶9用三通管相连共用一个油路，第三千斤顶7与第四千斤顶8用三通管相连共用一个油路，以实现梁端反对称荷载的同步施加。所有千斤顶均与高精度静态伺服液压控制台相连。正向加载时，第三千斤顶7在试件19的第一梁端施加向上的力，第四千斤顶8在试件19的第二梁端施加向下的力；反向加载时，第二千斤顶6在试件19的第一梁端施加向下的力，第五千斤顶9在试件19的第二梁端施加向上的力。因此，第二、第三、第四和第五千斤顶6、7、8和9均能使用普通的单作用液压千斤顶，有效降低了装置成本，此外，由于避免了在试件梁端设置刚性套箍与万向球铰装置相连，装置结构简单，安装与拆卸方便。

由于采用了四个门式钢架和一根钢梁形成空间加载体系，且第一柱帽11和第二柱帽12均通过铰支架固定，试件的受力状况更加接近实际结构中节点的受力状况，不产生附加的变形约束。

第一、第二、第三、第四和第五荷载传感器13、14、15、16和17分别用于测量第一、第二、第三、第四和第五千斤顶5、6、7、8和9施加在工件19上的力的大小。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种梁柱节点受力性能试验装置，其特征在于，包括第一、第二、第三、第四门式钢架以及第一、第二、第三、第四、第五千斤顶；所述第一和第二门式钢架结构相同，前后对齐设置，均包括一个横梁，横梁中部通过钢梁连接，所述第一千斤顶设置在所述钢梁的中部，用于对试件柱施加轴压力；所述第三和第四门式钢架结构相同，均包括上、下两个横梁，所述第二千斤顶设置在所述第三门式钢架的上横梁中部，用于对试件第一梁端施加向下的力，所述第三千斤顶设置在所述第三门式钢架的下横梁中部，用于对试件第一梁端施加向上的力，所述第四千斤顶设置在所述第四门式钢架的上横梁中部，用于对试件第二梁端施加向下的力，所述第五千斤顶设置在所述第四门式钢架的下横梁中部，用于对试件第二梁端施加向上的力。

2.如权利要求1所述的梁柱节点受力性能试验装置，其特征在于，还包括第一柱帽、第二柱帽和刚性水平支撑架；所述第二柱帽通过铰支座连接所述刚性水平支撑架的一端；

测试时，所述刚性水平支撑架的另一端通过铰支座连接反力墙，所述第一柱帽通过铰支座固定在地面上，所述第一和第二柱帽分别安装在试件的柱脚和柱顶，所述第一千斤顶通过所述第二柱帽对试件柱施加轴压力。

3.如权利要求2所述的梁柱节点受力性能试验装置，其特征在于，所述第一柱帽的侧边设有螺栓。

4.如权利要求2所述的梁柱节点受力性能试验装置，其特征在于，所述第一柱帽的底部设有孔洞。

5.如权利要求1所述的梁柱节点受力性能试验装置，其特征在于，还包括第一、第二、第三、第四、第五荷载传感器，分别设置在所述第一、第二、第三、第四、第五千斤顶上。

6.如权利要求1至5中任一项所述的梁柱节点受力性能试验装置，其特征在于，所述第一、第二、第三、第四门式钢架的横梁高度均可调。