模拟十字型梁柱节点承受水平地震作用的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于土木工程领域，公开一种模拟十字型梁柱节点承受水平地震作用的试验装置，包括在试件柱顶施压的轴压加载装置、向柱端侧面施水平力的往复加载装置、固定往复加载装置的固定架；试件柱底用铰接件铰接于地面，梁端与地面间设竖直布置的连杆，连杆两端分别与梁端及地面用铰接座铰接；还包括套设在柱底的第一套筒、与轴压加载装置自由端接触的第二套筒、包覆在柱顶和轴压加载装置交接处的第三套筒，第三套筒呈两端开口结构，一开口端包覆在柱顶外周、另一开口端包覆在轴压加载装置外周，两开口端之间设隔板，隔板与试件柱顶贴合，三个套筒通过连接件连成一整体。本装置可实现稳定轴压比，更真实地反映实际梁柱节点承受水平地震力的状况。

Test device for simulating horizontal seismic action of cross beam-column joints

The utility model belongs to the field of civil engineering, and discloses an experimental device for simulating the horizontal seismic action of cross-shaped beam-column joints, which includes an axial compression loading device applied to the top of the column, a reciprocating loading device applied horizontal force to the side of the column end, a fixed frame for the fixed reciprocating loading device, an articulated joint at the bottom of the column, and a vertical connecting rod arranged between the beam end and the ground. The connecting rod ends are articulated with the beam end and the articulated seat on the ground respectively; the first sleeve at the bottom of the column, the second sleeve in contact with the free end of the axial compression loading device, and the third sleeve at the junction of the column top and the axial compression loading device are also included. The third sleeve has an open structure at both ends, one open end is covered at the periphery of the column top and the other open end is covered at the periphery of the axial compression loading device. A separator is arranged between the end of the mouth, and the separator is fitted to the top of the column of the specimen. The three sleeves are connected as a whole through the connecting parts. The device can achieve stable axial compression ratio and reflect the actual situation of beam-column joints under horizontal seismic force more truthfully.

【技术实现步骤摘要】
模拟十字型梁柱节点承受水平地震作用的试验装置
本技术涉及土木工程
，具体地，涉及一种模拟十字型梁柱节点承受水平地震作用的试验装置。
技术介绍
框架结构不仅具有布置灵活、结构整体性好及刚度较好等优点，且拥有良好的抗震性能，同时还具有自重轻，耗材少，工期短等优点。梁柱节点是指框架结构中节点核心区域、靠近节点核心区梁端及靠近节点核心区柱端。它是框架结构中重要传力枢纽，能传递和分配内力，一般比梁、柱、板构件受力复杂，其所承受的剪力约为柱子承受剪力的4～6倍。框架节点是框架结构中最为薄弱部位，框架节点破坏会危及到结构的整体安全，引起整个房屋的倒塌，从而带来人员伤亡和重大财产损失，所以针对梁柱节点滞回性能（P-Δ）的检测尤为重要，可以充分反映整个结构的抗震性能。现有技术中，对于梁柱节点滞回性能的研究主要采用结构拟静载试验，拟静载试验可以模拟地震作用下节点试件的抗震性能，但是，大多数的拟静力试验所采用的加载方式是柱端加载，柱端加载的拟静力试验主要研究的是柱端的塑性铰，从单一方面的柱端不能完整的表现出节点在地震作用下的抗震性能。
技术实现思路
本技术解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、操作简便、实现稳定轴压比、完全实现P-Δ效应的模拟十字型梁柱节点承受水平地震作用的试验装置。本技术的目的通过以下技术方案实现：一种模拟十字型梁柱节点承受水平地震作用的试验装置，包括可在梁柱节点试件柱顶处施压的轴压加载装置、可向梁柱节点试件在梁以上的柱端侧面施加水平力的往复加载装置、固定往复加载装置的固定架；梁柱节点试件柱底通过铰接件铰接于地面，梁端与地面之间设有竖直布置的连杆，连杆两端分别与梁端及地面通过铰接座铰接；还包括用于套设柱底的第一套筒、与轴压加载装置自由端接触的第二套筒、包覆在柱顶和轴压加载装置交接处的第三套筒，第三套筒呈两端开口结构，一开口端包覆在柱顶外周、另一开口端包覆在轴压加载装置外周，两个开口端之间设有一隔板，隔板与梁柱节点试件柱顶贴合，第一套筒与铰接件连接，第一套筒、第二套筒和第三套筒之间通过连接件连接成一个整体；铰接件包括靠近地面的母铰接部和与第一套筒相接的子铰接部。进一步地，反力架为一面墙。进一步地，第一套筒底部中心具有供子铰接部的铰接端穿过的孔，在孔周围还具有供子铰接部的固定端嵌入的沉台。进一步地，第一套筒、第二套筒和第三套筒外周均设有凸出的周向外沿，各周向外沿沿周向均布有至少四个通孔，各套筒上的通孔位置一一对应，连接件为双头螺杆，连接件数量与每个套筒上的通孔数量相同，每根连接件依次穿过第一套筒、第三套筒和第二套筒上的对应通孔，连接件穿出于第一套筒和第二套筒的端部采用螺母拧紧固定。进一步地，梁柱节点试件柱底与地面之间设有长方体形的底座，铰接件的母铰接部固定端贴合底座上表面，连杆与地面铰接的铰接座位于底座上表面。更进一步地，底座为砼梁底座。进一步地，往复加载装置施力处设有安装于柱端的受力钢板架，受力钢板架包括依次平行设置的第一钢板、第二钢板和第三钢板，第一钢板贴合远离往复加载装置的柱端侧面，第三钢板朝向往复加载装置的加载端且与加载端相连，第二钢板与第三钢板螺栓连接且具有间距，第二钢板与朝向往复加载装置的柱端侧面之间设有间距，第一钢板与第二钢板螺栓连接。进一步地，铰接座包括相互独立的底板和铰接部，铰接部包括铰接块和与铰接块垂直的安装板，底板设有与铰接块结构适配并能供铰接块穿过的通孔，底板第一表面在通孔周围设有沉台槽，安装板与沉台槽结构适配；铰接块上设有铰接孔，连杆与铰接孔通过铰接部件实现铰接。更进一步地，梁端的铰接座底板与梁端采用贯穿梁端内部结构的锚固螺栓相接。进一步地，还包括可供往复加载装置安装高度灵活调节的升降装置。进一步地，往复加载装置为电液伺服作动器，轴压加载装置为千斤顶。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1）本试验装置充分模拟框架结构梁柱节点在地震作用下的受力状况，通过连接件和三个套筒的简单串接将轴压加载装置、试件柱顶和柱底约束成一个整体，使轴压加载装置始终位于柱顶面中心位置且保持垂直加压状态，竖向轴力始终不变，在往复加载装置施加水平力时，受约束的整体将一起作往复运动，轴压比始终稳定；2）安全性有保障：现有的模拟装置其轴压加载装置通常无有效约束，在试验过程中容易掉出，安全性不高，而本试验装置的轴压加载装置被第二套筒和第三套筒牢牢包覆，其位置与试件是相对静止的，安全性非常高，此外，本试验装置无需设置危险性较大的反力架，只需采用现有的墙体作为往复加载装置的固定架即可；3）在地面和柱底之间再设置砼梁底座，砼梁底座与混凝土地面摩擦系数大，且底座通过多个地锚螺栓紧紧锚固，使得底座摩擦力大大增加，可有效减少了柱底滑移现象；4）往复加载装置将集中推力施加至第三钢板，再传递至第二块钢板，第二钢板将力分散到该侧柱端侧面，同样还可传递传至第三块钢板，第三钢板将力反方向分散到该侧柱端侧面，往复加载装置的加载端不直接与柱端侧面接触，不会产生应力集中，本技术的三块钢板设计有助于应力分散，往复加载装置作低周期循环往复运动类似于地震运动，如此即实现了水平地震力模拟；5）铰接座由两个部分组装进行工作，其可拆卸，单体部件重量轻，利于组装和搬运，且单体构件后期互换性强；6）铰接座安装至梁端和通过砼梁底座与地面固定时，其安装螺栓需分别贯穿梁端和砼梁底座内部，使梁端铰接处与铰接座成为一个整体，固定效果好，铰接座不会沿梁端发生移动，同时也避免这些外部因素影响试验效果；7）连杆采用两块钢板形成，两块钢板刚好形成对称结构，可使得受力沿着连杆方向，减小偏心方向力。附图说明图1为实施例1所述的模拟十字型梁柱节点承受水平地震作用的试验装置在试验过程中的结构示意图；图2为实施例1所述的第一套筒的俯视图；图3为实施例1所述的铰接件子铰接部的结构示意图；图4为实施例1所述的第一套筒与铰接件子铰接部连接的结构示意图；图5为实施例1所述的第三套筒的俯视图；图6为实施例1所述的第三套筒的外观结构图；图7为实施例1所述的第二套筒的仰视图；图8为实施例1所述的第二套筒的外观结构图；图9为实施例1所述的底板的俯视图；图10为实施例1所述的底板的剖视图；图11为实施例1所述的铰接部的主视图；图12为实施例1所述的铰接部的俯视图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。实施例1如图1所示，提供一种模拟十字型梁柱节点承受水平地震作用的试验装置，包括可在梁柱节点试件柱顶处施压的轴压加载装置11、可向梁柱节点试件在梁以上的柱端侧面施加水平力的往复加载装置12、固定往复加载装置的固定架2；其中，梁柱节点试件柱底A2通过铰接件铰接于地面，梁端A3与地面之间设有竖直布置的连杆4，连杆4两端分别与梁端A3及地面通过铰接座5铰接；还包括用于套设柱底A2的第一套筒61、与轴压加载装置11自由端接触的第二套筒62、包覆在柱顶A1和轴压加载装置11交接处的第三套筒63，第三套筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟十字型梁柱节点承受水平地震作用的试验装置，其特征在于，包括可在梁柱节点试件柱顶处施压的轴压加载装置、可向梁柱节点试件在梁以上的柱端侧面施加水平力的往复加载装置、固定往复加载装置的固定架；梁柱节点试件柱底通过铰接件铰接于地面，梁端与地面之间设有竖直布置的连杆，连杆两端分别与梁端及地面通过铰接座铰接；还包括用于套设柱底的第一套筒、与轴压加载装置自由端接触的第二套筒、包覆在柱顶和轴压加载装置交接处的第三套筒，第三套筒呈两端开口结构，一开口端包覆在柱顶外周、另一开口端包覆在轴压加载装置外周，两个开口端之间设有一隔板，隔板与梁柱节点试件柱顶贴合，第一套筒与铰接件连接，第一套筒、第二套筒和第三套筒之间通过连接件连接成一个整体；铰接件包括靠近地面的母铰接部和与第一套筒相接的子铰接部。

【技术特征摘要】
1.一种模拟十字型梁柱节点承受水平地震作用的试验装置，其特征在于，包括可在梁柱节点试件柱顶处施压的轴压加载装置、可向梁柱节点试件在梁以上的柱端侧面施加水平力的往复加载装置、固定往复加载装置的固定架；梁柱节点试件柱底通过铰接件铰接于地面，梁端与地面之间设有竖直布置的连杆，连杆两端分别与梁端及地面通过铰接座铰接；还包括用于套设柱底的第一套筒、与轴压加载装置自由端接触的第二套筒、包覆在柱顶和轴压加载装置交接处的第三套筒，第三套筒呈两端开口结构，一开口端包覆在柱顶外周、另一开口端包覆在轴压加载装置外周，两个开口端之间设有一隔板，隔板与梁柱节点试件柱顶贴合，第一套筒与铰接件连接，第一套筒、第二套筒和第三套筒之间通过连接件连接成一个整体；铰接件包括靠近地面的母铰接部和与第一套筒相接的子铰接部。2.根据权利要求1所述的模拟十字型梁柱节点承受水平地震作用的试验装置，其特征在于，固定架为一面墙。3.根据权利要求1所述的模拟十字型梁柱节点承受水平地震作用的试验装置，其特征在于，第一套筒底部中心具有供子铰接部的铰接端穿过的孔，在孔周围还具有供子铰接部的固定端嵌入的沉台。4.根据权利要求1所述的模拟十字型梁柱节点承受水平地震作用的试验装置，其特征在于，第一套筒、第二套筒和第三套筒外周均设有凸出的周向外沿，各周向外沿沿周向均布有至少四个通孔，各套筒上的通孔位置一一对应，连接件为双头螺杆，连接件数量与每个套筒上的通孔数量相同，每根连接件依次穿过第一套筒、第三套筒和第二套筒上的对应通孔，连接件穿出于第一套筒和第二套...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋隆敏，唐从青，何深育，李如博，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43