一种装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置及其安装方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置及其安装方法，涉及属于建筑工程结构试验技术领域。该装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置包括装配式冷弯薄壁型钢墙体、底梁、加载顶梁、直线导轨、平面外支撑装置、千斤顶、分配梁、底梁垫块、反力架、高强螺栓和地锚螺栓等；平面外支撑装置连接于反力架顶梁上，约束墙体，防止其发生失稳现象。本发明专利技术的一种装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置既能弥补传统墙体试验装置的缺点又能准确模拟冷弯薄壁型钢墙体的真实边界条件，所得的试验结果精确可靠，而且能有效地降低试验时的安全风险与试验成本，在装配式冷弯薄壁型钢墙体试验中具有较大的实际意义。

A seismic test device fabricated cold-formed steel wall and mounting method thereof

The invention discloses a seismic test device for assembling cold-formed thin-wall steel wall and its installation method, which belongs to the technical field of architectural engineering structural test. Seismic test device of the assembled cold-formed steel wall including prefabricated cold-formed steel wall, bottom beam, beam loading, linear guide, plane supporting device, Jack, distribution beam, bottom beam pad, a counter force frame, high strength bolt and anchor bolt; plane supporting device connected to the counter frame wall beam, constraint, and prevent the occurrence of instability. The real boundary conditions of seismic test device for assembling cold-formed steel wall of the invention can not only make up for the shortcomings of traditional wall test device can accurately simulate the cold-formed steel wall, the result is accurate and reliable, and can effectively reduce the security risks and test cost test, it has great practical significance in the test assembly of cold-formed steel wall.

【技术实现步骤摘要】
一种装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置及其安装方法
本专利技术涉及一种装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置及其安装方法，属于建筑工程结构试验

技术介绍
传统的冷弯薄壁型钢墙体抗震试验装置由反力架、试验台座、试验墙体、加载顶梁、水平滑板、水平千斤顶、竖向千斤顶组成。试验墙体底部与试验台座、试验墙体顶部与加载顶梁用高强螺栓连接，加载顶梁端部与水平千斤顶连接，加载顶梁顶部与竖向千斤顶底部连接，竖向千斤顶顶部与滑板底部连接，滑板顶部与反力架顶梁连接。此类试验装置具有构造简单，传力明确等优点，但用于装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验具有如下缺点：(1)传统的水平滑板行程与摩擦阻力大，而装配式冷弯薄壁型钢墙体水平加载力小，导致测得的试验结果比实际墙体的承载力偏大20％以上；(2)传统的试验装置中无侧向支撑，而装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗扭转刚度小，水平加载时，墙体会发生严重的扭转与平面外侧移，导致试验误差较大；(3)针对装配式冷弯薄壁型钢墙体特殊的连接方式及构件的截面特性，传统的试验装置难以实现其真实的边界条件。因此，针对上述传统试验装置的存在缺陷，专利技术了一种摩擦力小、既能限制墙体试验时扭转引起的失稳又能实现墙体真实边界条件的装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置及其安装方法，该试验装置不但可以精确地测试墙体的抗震性能指标，而且能有效地降低试验时的安全风险与试验成本，在装配式冷弯薄壁型钢墙体试验中具有较大的实际意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置及其安装方法，以解决传统试验装置存在的不足。通过采用高精度低摩擦的直线导轨代替传统试验装置中的水平滑板，解决因摩擦阻力大而引起试验结果误差大的问题；同时设置平面外支撑，解决因墙体扭转失稳所引起的试验误差；通过改善底梁与加载顶梁的截面形式，以实现装配式冷弯薄壁型钢墙体的实际边界条件。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:一种装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置，该抗震试验装置包括装配式冷弯薄壁型钢墙体(1)、底梁(2)、加载顶梁(3)、直线导轨(4)、平面外支撑装置(5)、竖向千斤顶(6)、分配梁(7)、水平千斤顶(8)、底梁垫块(9)、反力架(10)、高强螺栓(11)和地锚螺栓(12)。装配式冷弯薄壁型钢墙体(1)包括边立柱(101)、中立柱(102)、上导轨(103)、下导轨(104)，横撑(105)、抗拔连接件(106)；边立柱(101)为两根背靠背的C型钢或U型钢，两根型钢通过自攻螺钉或铆钉连接；中立柱(102)为C型钢或U型钢，边立柱(101)和中立柱(102)，以及各个中立柱(102)间距为300mm的模数；上导轨(103)和下导轨(104)为带有预留孔的两根背靠背C型钢通过自攻螺钉或铆钉连接而成；横撑(105)为工厂预制带有预留孔的C型钢，C型钢嵌套固定在边立柱(101)和中立柱(102)间，以及各个中立柱(102)间；预制的边立柱(101)与中立柱(102)均匀嵌入上导轨(103)和下导轨(104)内，通过自攻螺钉或铆钉固定连接；上导轨(103)、下导轨(104)通过高强螺栓(11)连接固定在加载顶梁(3)和底梁(2)上；抗拔连接件(106)位于墙体的边立柱(101)底部，抗拔连接件(106)的上端通过自攻螺钉与边立柱(101)连接，抗拔连接件(106)的下端通过高强螺栓(11)与底梁(2)连接。底梁(2)包括矩形方钢管(201)和槽钢(202)；矩形方钢管(201)为空心矩形钢管，方钢管(201)与槽钢(202)壁厚为10-20mm；槽钢(202)放置于方钢管(201)上，校正定位后，两侧翼缘与方钢管(201)通过45°剖口焊接；焊接完成后对底梁(2)沿长度方向上下两侧统一打孔。预留孔的间距为300mm的模数；下导轨(104)嵌套在槽钢(202)上，采用高强螺栓(11)将下导轨(104)、槽钢(202)、方钢管(201)连接，用来固定墙体位置、限制墙体运动及传递冷弯薄壁型钢墙体(1)的作用力；底梁(2)焊接在底梁垫块(9)上。加载顶梁(3)包括方钢管(301)、槽钢(302)、垫块(303)和作动器连接件(304)；矩形方钢管(301)为空心矩形钢管，方钢管(301)与槽钢(302)壁厚为10-20mm；槽钢(302)放置于方钢管(301)上，校正定位后，两侧翼缘与方钢管(201)通过45°剖口焊接；焊接完成后对加载顶梁(3)沿长度方向上下两侧统一打孔。预留孔间距为300mm的模数；上导轨(103)、槽钢(302)及方钢管(301)采用高强螺栓(11)连接；垫块(303)四周焊接在方钢管(301)一端；作动器连接件(304)用来连接水平千斤顶(8)，并与垫块(303)通过双面焊接；直线导轨(4)包括导轨(401)、滑块(402)；导轨(401)、滑块(402)相互嵌套连接，摩擦系数为0.001-0.003；导轨(401)与反力架(10)的顶梁、滑块(402)与竖向千斤顶(6)均采用螺栓连接；平面外支撑装置(5)包括平面外支撑(501)和限位装置(502)；平面外支撑(501)为U型刚架，端部设有开孔矩形端板，通过螺栓固定连接在反力架(10)的顶梁上；限位装置(502)通过两个螺杆及两块钢板将平面外支撑(501)夹紧，用松紧度控制平面外支撑(501)对冷弯薄壁型墙体(1)的平面外限制程度；所述的分配梁(7)放置于顶梁上部的垫块上，分配竖向千斤顶(6)传来的作用力。所述的装配式冷弯薄壁型钢墙体(1)为工厂预制结构。底梁(2)和加载顶梁(3)为工厂预制热轧型钢组件。所述的直线导轨(4)为滚轮式直线导轨、圆柱式直线导轨或滚珠式直线导轨。所述的平面外支撑装置(5)为工厂预制的限制冷弯薄壁型墙体(1)的失稳装置。与现有试验装置相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术具有加载精度高、作用力损失小、可用于装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震性能试验，且满足不同尺寸的墙体试件加载需求。2、本专利技术设计的抗震试验装置安装、拆卸方便、操作简单，可以进行水平低周往复加载试验、单调加载试验及竖向加载试验。3、基于冷弯薄壁型钢截面形状的特点，加载梁的设计采用矩形方钢管与槽钢组合形式，U型导轨与加载梁中的槽钢嵌套，与加载梁通过高强螺栓连接，能够准确模拟实际房屋结构中墙体与墙体、墙体与地基的连接方式即墙体实际边界条件。4、本专利技术引进了一种高精度、低摩擦的直线导轨来代替传统水平摩擦滑板，能够有效的减少竖向力的损失、提高试验结果的精度、降低试验结果误差。5、本专利技术设计了一种平面外支撑装置，能够控制约束冷弯薄壁型墙体失稳，真实模拟实际结构中楼板对墙体的横向约束作用。附图说明上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1是本专利技术的装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置示意图。图2是本专利技术的装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置分解图。图3是本专利技术的装配式冷弯薄壁型钢墙体分解图。图4是本专利技术的底梁分解图。图5是本专利技术的加载顶梁分解图。图6是本专利技术的直线导轨分解图。图7是本专利技术的平面外支撑装置分解图。图中：1、冷弯薄壁型钢墙体，101、边立柱，102、中立柱，103、上导轨，10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置，其特征在于：该抗震试验装置包括装配式冷弯薄壁型钢墙体(1)、底梁(2)、加载顶梁(3)、直线导轨(4)、平面外支撑装置(5)、竖向千斤顶(6)、分配梁(7)、水平千斤顶(8)、底梁垫块(9)、反力架(10)、高强螺栓(11)和地锚螺栓(12)；装配式冷弯薄壁型钢墙体(1)包括边立柱(101)、中立柱(102)、上导轨(103)、下导轨(104)，横撑(105)、抗拔连接件(106)；边立柱(101)为两根背靠背的C型钢或U型钢，两根型钢通过自攻螺钉或铆钉连接；中立柱(102)为C型钢或U型钢，边立柱(101)和中立柱(102)，以及各个中立柱(102)间距为300mm的模数；上导轨(103)和下导轨(104)为带有预留孔的两根背靠背C型钢通过自攻螺钉或铆钉连接而成；横撑(105)为工厂预制带有预留孔的C型钢，C型钢嵌套固定在边立柱(101)和中立柱(102)间，以及各个中立柱(102)间；预制的边立柱(101)与中立柱(102)均匀嵌入上导轨(103)和下导轨(104)内，通过自攻螺钉或铆钉固定连接；上导轨(103)、下导轨(104)通过高强螺栓(11)连接固定在加载顶梁(3)和底梁(2)上；抗拔连接件(106)位于墙体的边立柱(101)底部，抗拔连接件(106)的上端通过自攻螺钉与边立柱(101)连接，抗拔连接件(106)的下端通过高强螺栓(11)与底梁(2)连接；底梁(2)包括矩形方钢管(201)和槽钢(202)；矩形方钢管(201)为空心矩形钢管，方钢管(201)与槽钢(202)壁厚为10‑20mm；槽钢(202)放置于方钢管(201)上，校正定位后，两侧翼缘与方钢管(201)通过45°剖口焊接；焊接完成后对底梁(2)沿长度方向上下两侧统一打孔；预留孔的间距为300mm的模数；下导轨(104)嵌套在槽钢(202)上，采用高强螺栓(11)将下导轨(104)、槽钢(202)、方钢管(201)连接，用来固定墙体位置、限制墙体运动及传递冷弯薄壁型钢墙体(1)的作用力；底梁(2)焊接在底梁垫块(9)上；加载顶梁(3)包括方钢管(301)、槽钢(302)、垫块(303)和作动器连接件(304)；矩形方钢管(301)为空心矩形钢管，方钢管(301)与槽钢(302)壁厚为10‑20mm；槽钢(302)放置于方钢管(301)上，校正定位后，两侧翼缘与方钢管(201)通过45°剖口焊接；焊接完成后对加载顶梁(3)沿长度方向上下两侧统一打孔；预留孔间距为300mm的模数；上导轨(103)、槽钢(302)及方钢管(301)采用高强螺栓(11)连接；垫块(303)四周焊接在方钢管(301)一端；作动器连接件(304)用来连接水平千斤顶(8)，并与垫块(303)通过双面焊接；直线导轨(4)包括导轨(401)、滑块(402)；导轨(401)、滑块(402)相互嵌套连接，摩擦系数为0.001‑0.003；导轨(401)与反力架(10)的顶梁、滑块(402)与竖向千斤顶(6)均采用螺栓连接；平面外支撑装置(5)包括平面外支撑(501)和限位装置(502)；平面外支撑(501)为U型刚架，端部设有开孔矩形端板，通过螺栓固定连接在反力架(10)的顶梁上；限位装置(502)通过两个螺杆及两块钢板将平面外支撑(501)夹紧，用松紧度控制平面外支撑(501)对冷弯薄壁型墙体(1)的平面外限制程度；所述的分配梁(7)放置于顶梁上部的垫块上，分配竖向千斤顶(6)传来的作用力。...

【技术特征摘要】
1.一种装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置，其特征在于：该抗震试验装置包括装配式冷弯薄壁型钢墙体(1)、底梁(2)、加载顶梁(3)、直线导轨(4)、平面外支撑装置(5)、竖向千斤顶(6)、分配梁(7)、水平千斤顶(8)、底梁垫块(9)、反力架(10)、高强螺栓(11)和地锚螺栓(12)；装配式冷弯薄壁型钢墙体(1)包括边立柱(101)、中立柱(102)、上导轨(103)、下导轨(104)，横撑(105)、抗拔连接件(106)；边立柱(101)为两根背靠背的C型钢或U型钢，两根型钢通过自攻螺钉或铆钉连接；中立柱(102)为C型钢或U型钢，边立柱(101)和中立柱(102)，以及各个中立柱(102)间距为300mm的模数；上导轨(103)和下导轨(104)为带有预留孔的两根背靠背C型钢通过自攻螺钉或铆钉连接而成；横撑(105)为工厂预制带有预留孔的C型钢，C型钢嵌套固定在边立柱(101)和中立柱(102)间，以及各个中立柱(102)间；预制的边立柱(101)与中立柱(102)均匀嵌入上导轨(103)和下导轨(104)内，通过自攻螺钉或铆钉固定连接；上导轨(103)、下导轨(104)通过高强螺栓(11)连接固定在加载顶梁(3)和底梁(2)上；抗拔连接件(106)位于墙体的边立柱(101)底部，抗拔连接件(106)的上端通过自攻螺钉与边立柱(101)连接，抗拔连接件(106)的下端通过高强螺栓(11)与底梁(2)连接；底梁(2)包括矩形方钢管(201)和槽钢(202)；矩形方钢管(201)为空心矩形钢管，方钢管(201)与槽钢(202)壁厚为10-20mm；槽钢(202)放置于方钢管(201)上，校正定位后，两侧翼缘与方钢管(201)通过45°剖口焊接；焊接完成后对底梁(2)沿长度方向上下两侧统一打孔；预留孔的间距为300mm的模数；下导轨(104)嵌套在槽钢(202)上，采用高强螺栓(11)将下导轨(104)、槽钢(202)、方钢管(201)连接，用来固定墙体位置、限制墙体运动及传递冷弯薄壁型钢墙体(1)的作用力；底梁(2)焊接在底梁垫块(9)上；加载顶梁(3)包括方钢管(301)、槽钢(302)、垫块(303)和作动器连接件(304)；矩形方钢管(301)为空心矩形钢管，方钢管(301)与槽钢(302)壁厚为10-20mm；槽钢(302)放置于方钢管(301)上，校正定位后，两侧翼缘与方钢管(201)通过45°剖口焊接；焊接完成后对加载顶梁(3)沿长度方向上下两侧统一打孔；预留孔间距为300mm的模数；上导轨(103)、槽钢(302)及方钢管(301)采用高强螺栓(11)连接；垫块(303)四周焊接在方钢管(301)一端；作动器连接件(304)用来连接水平千斤顶(8)，并与垫块(303)通过双面焊接；直线导轨(4)包括导轨(401)、滑块(402)；导轨(401)、滑块(402)相互嵌套连接，摩擦系数为0.001-0.003；导轨(401)与反力架(10)的顶梁、滑块(402)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫维明，慕婷婷，谢志强，宋林琳，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11