模拟框架梁柱中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，公开一种模拟框架梁柱中节点承受水平地震作用的试验装置，包括由竖支撑架和横支撑架形成的反力刚架，试件柱顶设有可在柱顶处施压的轴压加载装置、柱底通过两个对称设置的柱铰支座与地面相接，轴压加载装置与横支撑架铰接；还包括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；梁柱节点试件的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；柱铰支座呈垂直折弯型结构，柱铰支座的第一折弯部与地面连接、第二折弯部朝柱端侧面设置，第二折弯部与柱端侧面间夹设有圆柱杆，两个柱铰支座间通过连接件固定。本试验装置可更真实地反映实际梁柱节点承受水平地震作用时的状况。

Test device for simulating horizontal seismic action of joints in frame beams and columns

The utility model belongs to the field of civil engineering, and discloses an experimental device for simulating the horizontal seismic action of the joints in frame beams and columns, including a reaction rigid frame formed by a vertical support frame and a transverse support frame. The top of the test column is provided with an axial compression loading device capable of applying pressure at the top of the column, the bottom of the column is connected with the ground through two symmetrically arranged column hinged supports, and the axial compression loading device is articulated with the transverse support frame. It also includes a reciprocating loading device which can exert horizontal force on the side of the end of the column above the beam; a vertical connecting rod is arranged between the end of the beam and the ground, and the two ends of the connecting rod are hinged with the end of the beam and the ground respectively through the hinge seat; the column hinged support is a vertical bending structure, the first bending part of the column hinged support is connected with the ground, and the second bending part of the column hinged support is facing the end of the column. A cylindrical rod is clamped between the second bending part and the side of the column end, and the two column hinged supports are fixed by connecting parts. The test device can more truly reflect the actual situation of beam-column joints subjected to horizontal seismic action.

【技术实现步骤摘要】
模拟框架梁柱中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，涉及一种模拟框架梁柱中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、可更真实地反映梁柱节点实际受力状况和P-Δ效应的模拟框架梁柱中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：一种模拟框架梁柱中节点承受水平地震作用的试验装置，包括固接于地面的反力刚架，反力刚架为由竖支撑架和横支撑架形成的稳定框架结构，梁柱节点试件柱顶设有可在柱顶处施压的轴压加载装置、柱底通过两个对称设置的柱铰支座与地面相接，轴压加载装置第一端连接至横支撑架上、第二端与梁柱节点试件柱顶通过铰支座铰接；还包括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；梁柱节点试件的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；柱铰支座呈垂直折弯型结构，柱铰支座的第一折弯部与地面连接、第二折弯部朝柱端侧面设置，第二折弯部与柱端侧面之间夹设有圆柱杆，两个柱铰支座之间通过连接件固定。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，柱铰支座的第一折弯部贴合底座上表面，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，柱铰支座的第一折弯部和第二折弯部之间设有至少一道加强筋。进一步地，轴压加载装置第一端设有两块呈间距平行叠放的钢夹板，两块钢夹板的间距中安放有多根直径与间距等大的滚轴，两块钢夹板通过钢片连接件连接，轴压加载装置与一块钢夹板固定相接，另一块钢夹板通过挂钩连接至横支撑架。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，柱顶稳固套设有柱端钢套，柱端钢套与铰支座固定连接。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，在柱底的柱端侧面和柱铰支座之间设置圆柱杆这一活动铰接装置，柱端受力带动圆柱杆转动，可有效释放柱端能量，起到实现柱底能自由转动的铰接作用；而柱顶与轴压加载装置活动铰接，轴压加载装置施加竖向轴力能实现试验规定轴压比，且轴压加载装置相接的活动铰可实现柱顶自由转动，此外轴压加载装置加载端始终位于梁柱节点试件形心轴上，以防止试验过程中梁柱节点试件发生平面外失稳；2）垂直折弯型结构的柱铰支座上设置加强筋，增加了该支座的整体刚度，增强了受力和抵抗变形的能力；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）轴压加载装置将竖向集中力下传到柱端钢套，柱端钢套将集中力均匀分散到节点试件柱顶，从而给柱顶施加轴力，该轴力对柱产生应力类似于实际框架结构柱轴力将均匀分布到柱截面的实际应力；6）轴压加载装置与横支撑架之间的钢夹板、滚轴等设置，可确保轴压加载装置的加载力始终竖直向下，充分模拟节点试件顶端的竖向加载力；7）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；8）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；9）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所述的模拟框架梁柱中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所述的底板的俯视图；图3为实施例1所述的底板的剖视图；图4为实施例1所述的铰接部的主视图；图5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，提供一种模拟框架梁柱中节点承受水平地震作用的试验装置，包括固接于地面的反力刚架，反力刚架为由两根竖支撑架11和一根横支撑架12形成的稳定框架结构，梁柱节点试件位于反力刚架内，横支撑架12上通过连接结构连接一千斤顶31，本实施例的轴压加载装置即为千斤顶31，千斤顶31与梁柱节点试件柱顶通过铰支座9铰接并可向梁柱节点试件柱顶A1处施加压力（在对梁柱节点试件进行初始施压时，该压力是朝柱轴方向施加的）；试验装置还包括可向梁柱节点试件在梁以上的柱端侧面施加水平力的电液伺服作动器32，电液伺服作动器32端部可拆卸安装在竖支撑架11上；梁柱节点试件柱底A2与地面之间设有长方体形的砼梁底座4，梁柱节点试件的梁端A3与砼梁底座4之间设有竖直布置的连杆5，连杆5两端分别与梁端反弯点处及地面通过铰接座6铰接，其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟框架梁柱中节点承受水平地震作用的试验装置，其特征在于，包括固接于地面的反力刚架，反力刚架为由竖支撑架和横支撑架形成的稳定框架结构，梁柱节点试件柱顶设有可在柱顶处施压的轴压加载装置、柱底通过两个对称设置的柱铰支座与地面相接，轴压加载装置第一端连接至横支撑架上、第二端与梁柱节点试件柱顶通过铰支座铰接；还包括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；梁柱节点试件的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；柱铰支座呈垂直折弯型结构，柱铰支座的第一折弯部与地面连接、第二折弯部朝柱端侧面设置，第二折弯部与柱端侧面之间夹设有圆柱杆，两个柱铰支座之间通过连接件固定。

【技术特征摘要】
1.一种模拟框架梁柱中节点承受水平地震作用的试验装置，其特征在于，包括固接于地面的反力刚架，反力刚架为由竖支撑架和横支撑架形成的稳定框架结构，梁柱节点试件柱顶设有可在柱顶处施压的轴压加载装置、柱底通过两个对称设置的柱铰支座与地面相接，轴压加载装置第一端连接至横支撑架上、第二端与梁柱节点试件柱顶通过铰支座铰接；还包括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；梁柱节点试件的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；柱铰支座呈垂直折弯型结构，柱铰支座的第一折弯部与地面连接、第二折弯部朝柱端侧面设置，第二折弯部与柱端侧面之间夹设有圆柱杆，两个柱铰支座之间通过连接件固定。2.根据权利要求1所述的模拟框架梁柱中节点承受水平地震作用的试验装置，其特征在于，梁柱节点试件柱底与地面之间设有长方体形的底座，柱铰支座的第一折弯部贴合底座上表面，连杆与地面铰接的铰接座位于底座上表面。3.根据权利要求2所述的模拟框架梁柱中节点承受水平地震作用的试验装置，其特征在于，底座为砼梁底座。4.根据权利要求1所述的模拟框架梁柱中节点承受水平地震作用的试验装置，其特征在于，柱铰支座的第一折弯部和第二折弯部之间设有至少一道加强筋。5.根据权利要求1所述的模拟框架梁柱中节点承受水平地震作用的试验装置，其特征在于，轴压加载装置第一端设有两块呈间距平行叠放的钢夹板，两块钢夹板的间距中安放有多根直径与间...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋隆敏，刘文敬，付华，龚鑫，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43