子结构试验加载装置制造方法及图纸

本公开涉及一种子结构试验加载装置，所述装置包括水平设置的反力底座、垂直于所述反力底座设置的反力墙和设置于反力底座上的加载框架，所述加载框架包括多根垂直连接反力底座且间隔设置的加载立柱和水平设置于所述加载立柱之间的加载主梁，所述反力底座和加载主梁之间形成有容纳子结构的容纳空间；所述反力墙与所述子结构之间设置有向所述子结构施加水平剪力的水平加载器，所述加载主梁与所述子结构之间设置有向所述子结构加载反向力偶的竖向左加载器和竖向右加载器。本公开的装置能够更好地模拟地震中剪力墙的破坏情况，对提高建筑的抗震性能提供有效指导。

【技术实现步骤摘要】
子结构试验加载装置
本公开涉及建筑抗震
，具体地，涉及一种子结构试验加载装置。
技术介绍
低周往复加载试验方法是目前研究结构或构件性能中应用最广泛的试验方法。它是通过静力加载设备，采用力控制或者位移控制，对试件进行低周反复加载，使试件从弹性阶段直至破坏的一种试验。主要目的是观察结构材料、结构构件、连接节点、子结构和整体在往复载荷下的力学性能。根据对美国5年中地震工程实验研究的统计，发表在主要结构工程刊物上的试验研究中85-90％属于低周往复实验范畴。根据现在的试验技术情况来看，低周往复力试验主要采用千斤顶或电液伺服作动器进行加载，只能进行单向力加载，不能模拟子结构的压、弯、剪等多种受力性能。而且高层子结构在水平地震作用下受力与框架柱有很大的不同，并无反弯点，现有试验方法难以模拟上述受力状态。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种子结构试验加载装置，本公开的装置能够更好地模拟地震中剪力墙的破坏情况，对提高建筑的抗震性能提供有效指导。为了实现上述目的，本公开提供一种子结构试验加载装置，所述装置包括水平设置的反力底座、垂直于所述反力底座设置的反力墙和设置于反力底座上的加载框架，所述加载框架包括多根垂直连接反力底座且间隔设置的加载立柱和水平设置于所述加载立柱之间的加载主梁，所述反力底座和加载主梁之间形成有容纳子结构的容纳空间，所述子结构的底部与所述反力底座顶部相连；所述反力墙与所述子结构之间设置有向所述子结构施加水平剪力的水平加载器，所述加载主梁与所述子结构之间设置有向所述子结构加载反向力偶的竖向左加载器和竖向右加载器，所述竖向左加载器的两端分别与所述加载主梁和所述子结构铰接，所述竖向右加载器的两端分别与所述加载主梁和所述子结构铰接。可选的，所述竖向左加载器和竖向右加载器之间的所述加载主梁与所述子结构之间设置有向所述子结构施加轴力的竖向中加载器，所述竖向中加载器的两端分别与所述加载主梁和所述子结构铰接。可选的，所述子结构由上至下包括多层竖直设置的墙片，相邻墙片之间通过水平设置的楼板相连，所述水平加载器作用于所述楼板上。可选的，位于最上方的楼板作用有所述水平加载器，位于最上方的楼板下方的楼板任选作用有所述水平加载器。可选的，所述加载立柱为四根且分别为左前立柱、左后立柱、右前立柱和右后立柱，所述左前立柱和左后立柱的上端通过水平设置的左副梁相连，所述右前立柱和右后立柱的上端通过水平设置的右副梁相连，所述加载主梁与所述左副梁和右副梁相连。可选的，所述加载主梁连接于所述左副梁和右副梁的底部。可选的，所述子结构的顶部通过上加载梁与所述竖向左加载器和竖向右加载器相连，所述子结构的底部通过地梁与所述反力底座相连。可选的，所述楼板和上加载梁上设置有位移传感器。可选的，所述子结构外侧设置有应变片和/或应变花。可选的，所述反力墙为混凝土剪切墙，所述竖向左加载器和竖向右加载器为静态加载器。与现有技术相比较，本公开具有的优点在于：本公开解决了低周往复力试验只能进行单向力加载，不能模拟结构的压、弯、剪等多种受力性能的问题。本公开通过在竖直方向布置两个竖向加载器，通过一对反向力偶实现对子结构试件施加弯矩，并使加载弯矩与水平剪力保持固定比例关系，进而实现弯矩和剪力的耦合加载；同时优选把竖向轴力分配到中间竖向加载器上，水平剪力分配到水平加载器上，最终实现子结构试件的压、弯、剪综合加载，更好地模拟地震中剪力墙的破坏情况，对提高建筑的抗震性能提供有效指导。其次，本公开将加载主梁连接于副梁的底部，从而使主梁在为竖向加载器提供反力的时候为受压机制，副梁为主梁起到支座的作用，避免主梁受拉，其稳定性更好，受力更为合理。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1为本公开提供的装置一种具体实施方式的正视图；图2为本公开提供的装置一种具体实施方式的侧视图；图3为本公开提供的装置一种具体实施方式的俯视图；图4为采用公开提供的装置进行加载的子结构的力偶等效弯矩受力图；图5为采用公开提供的子结构试验加载装置进行加载的子结构的基底剪力计算示意图。图6为本公开实施例试验原型结构地震反应谱分析结果。图7为本公开实施例试验模型加载受力图。图8为本公开实施例试件1的加载示意图。图9为本公开实施例试件2的加载示意图。附图标记说明1反力底座2反力底座锚孔3左前立柱4反力墙5第一水平加载器6第二水平加载器7第三水平加载器8主加载器9竖向左加载器10左副梁11加载主梁12右副梁13右前立柱14上加载梁15楼板16墙片17锚栓18地梁19右后立柱20左后立柱21竖向右加载器22竖向中加载器23反力墙锚孔24门洞具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指装置实际使用时的“上、下、左、右”，具体可以参考图1的图面方向。如图1-3所示，本公开提供一种子结构试验加载装置，所述装置包括水平设置的反力底座1、垂直于所述反力底座1设置的反力墙4和设置于反力底座1上的加载框架，所述加载框架包括多根垂直连接反力底座1且间隔设置的加载立柱和水平设置于所述加载立柱之间的加载主梁11，所述反力底座1和加载主梁11之间形成有容纳子结构的容纳空间，所述子结构的底部与所述反力底座1顶部相连；所述反力墙4与所述子结构之间设置有向所述子结构施加水平剪力的水平加载器，所述加载主梁11与所述子结构之间设置有向所述子结构加载反向力偶的竖向左加载器9和竖向右加载器21，所述竖向左加载器9的两端分别与所述加载主梁11和所述子结构铰接，所述竖向右加载器21的两端分别与所述加载主梁11和所述子结构铰接。本公开提供的装置能够对子结构试件施加水平剪力并施加一对反向力偶以模拟弯矩，实现子结构试件的弯矩、剪力的耦合加载，更好模拟地震中剪力墙的破坏情况。根据本公开，为了方便给予子结构试件竖向的轴力，如图1所示，所述竖向左加载器9和竖向右加载器21之间的所述加载主梁11与所述子结构之间可以设置有向所述子结构施加轴力的竖向中加载器22，所述竖向中加载器22的两端分别与所述加载主梁11和所述子结构铰接，竖向中加载器可以向子结构件试件施加压力，与弯矩和剪力一起实现综合加载，更好模拟地震中剪力墙的破坏情况，为提高建筑的抗震性能提供有效指导。根据本公开，子结构用于模拟剪力墙，为了与现有高层剪力墙的构造更加相近，如图1所示，所述子结构由上至下可以包括多层竖直设置的墙片，相邻墙片之间可以通过水平设置的楼板15相连，所述水平加载器可以作用于所述楼板15上，从而实现水平方向剪力的模拟，水平加载器的数量可以根据子结构的层数进行设定，位于最上方的水平加载器称为主加载器，其余称为从加载器。另外，墙片上还可以开设有门洞24，以模拟剪力墙的门窗结构。根据本公开，剪力墙在水平地震作用下受力与框架柱不同之处在于：剪力墙无反弯点，弯矩与剪力的耦合作用贯穿于整个墙体。为了更好地模拟水平剪力的作用，如图1所示，位于最上方的楼板1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种子结构试验加载装置，其特征在于，所述装置包括水平设置的反力底座(1)、垂直于所述反力底座(1)设置的反力墙(4)和设置于反力底座(1)上的加载框架，所述加载框架包括多根垂直连接反力底座(1)且间隔设置的加载立柱和水平设置于所述加载立柱之间的加载主梁(11)，所述反力底座(1)和加载主梁(11)之间形成有容纳子结构的容纳空间，所述子结构的底部与所述反力底座(1)顶部相连；所述反力墙(4)与所述子结构之间设置有向所述子结构施加水平剪力的水平加载器，所述加载主梁(11)与所述子结构之间设置有向所述子结构加载反向力偶的竖向左加载器(9)和竖向右加载器(21)，所述竖向左加载器(9)的两端分别与所述加载主梁(11)和所述子结构铰接，所述竖向右加载器(21)的两端分别与所述加载主梁(11)和所述子结构铰接。

【技术特征摘要】
1.一种子结构试验加载装置，其特征在于，所述装置包括水平设置的反力底座(1)、垂直于所述反力底座(1)设置的反力墙(4)和设置于反力底座(1)上的加载框架，所述加载框架包括多根垂直连接反力底座(1)且间隔设置的加载立柱和水平设置于所述加载立柱之间的加载主梁(11)，所述反力底座(1)和加载主梁(11)之间形成有容纳子结构的容纳空间，所述子结构的底部与所述反力底座(1)顶部相连；所述反力墙(4)与所述子结构之间设置有向所述子结构施加水平剪力的水平加载器，所述加载主梁(11)与所述子结构之间设置有向所述子结构加载反向力偶的竖向左加载器(9)和竖向右加载器(21)，所述竖向左加载器(9)的两端分别与所述加载主梁(11)和所述子结构铰接，所述竖向右加载器(21)的两端分别与所述加载主梁(11)和所述子结构铰接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述竖向左加载器(9)和竖向右加载器(21)之间的所述加载主梁(11)与所述子结构之间设置有向所述子结构施加轴力的竖向中加载器(22)，所述竖向中加载器(22)的两端分别与所述加载主梁(11)和所述子结构铰接。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述子结构由上至下包括多层竖直设置的墙片(16)，相邻墙片(16)之间通过水平设置的楼板(15)相连，所述水平加载器作用于所述楼...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜轲，公晓颖，滕楠，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23