一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置及安装方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置及安装方法，装置基于反力框架试验系统设计，其地面锚固梁固定连接于地面；中间层水平传力装置用于给试件传递水平荷载；顶部加载梁用于给试件传递水平和竖向荷载；滑车位于顶部加载梁上方，与反力梁固定连接；侧向支撑装置成对呈“菱形”布置于试件两侧，用于约束试件的平面外变形；试件组装架与地面锚固梁铰接，用于组装试件各层墙体；竖向荷载施加装置设置于顶部加载梁与滑车之间，用于施加竖向荷载；试件位置调整装置用于调整试件位置。本发明专利技术准确模拟了多层冷弯薄壁型钢组合墙体的真实边界条件，提高了此类结构的试验研究水平，有效降低了试验成本并保证了试验人员的安全。员的安全。员的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置及安装方法


[0001]本专利技术涉及建筑工程结构试验技术，具体来说涉及一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置及安装方法。

技术介绍

[0002]基于反力框架试验加载系统的拟静力试验加载装置由反力框架试验系统、基础梁、试件、加载梁、水平滑板、液压千斤顶组成。基础梁和加载梁通过螺栓分别与试件的底部和顶部连接，液压千斤顶安装于加载梁上方，并位于水平滑板正下方，水平滑板顶部与反力框架试验系统中的反力梁连接，由反力框架试验系统中作动器施加的水平荷载和由液压千斤顶施加的竖向荷载均由加载梁传递给试件。此类试验装置因构造简单、可以精确地测试单层冷弯薄壁型钢组合墙体的抗剪性能指标的优点常被用于单层冷弯薄壁型钢组合墙体的抗剪性能试验。随着研究的深入，多层冷弯薄壁型钢组合墙体在水平荷载作用下的力学性能和破坏机理亟待进一步揭示。但上述试验装置具有如下缺点：(1)针对冷弯薄壁型钢组合墙体特殊的构造特征，多层冷弯薄壁型钢组合墙体试件的制作和安装过程复杂，涉及轻钢骨架和脆性板材的搬运、对中和连接，操作空间要求严格、吊装作业繁琐且难度高，极具安全隐患；(2)多层冷弯薄壁型钢组合墙体试件高度较大且抗扭转刚度较小，约束其平面外变形需要更大的侧向支撑装置和试验空间，否则试件将发生严重的扭转变形，导致试验失败，且安装和拆除不同试件需要反复移动侧向支撑装置，试验工作量巨大；(3)现有的单层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置难以准确模拟多层冷弯薄壁型钢组合墙体的受力边界条件。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置，该装置可弥补传统反力框架试验系统中吊装作业多、试件对中困难、侧向支撑装置需反复移动且对试验空间要求高等方面的不足，能准确模拟多层冷弯薄壁型钢组合墙体的真实边界条件。同时，还提供了基于反力框架试验系统的多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置安装方法，该安装方法简便，能有效降低试验成本并保证试验人员的安全。
[0004]技术方案：本专利技术的一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置，包括反力框架试验系统、试件、地面锚固梁、中间层水平传力装置、顶部加载梁、滑车、侧向支撑装置、试件组装架、竖向荷载施加装置和试件位置调整装置；其中，地面锚固梁固定连接于地面；中间层水平传力装置连接于试件中相邻层墙体之间的楼面梁上，并与反力框架试验系统的中间层作动器的加载头连接，用于传递水平荷载；顶部加载梁位于试件顶端，并与反力框架试验系统的顶部作动器的加载头连接，用于传递水平和竖向荷载；滑车位于顶部加载梁上方，并与反力框架试验系统顶部的反力梁固定连接；侧向支撑装置的下端和上端分别与地面锚固梁和反力框架试验系统顶部的反力梁固定连接，中部与中间层水平传力装置连接，形成三角形，侧向支撑装置成对布置于试件两侧，形成“菱形”，用于约束试件的平面外变形；试
件组装架与地面锚固梁铰接，用于组装各层冷弯薄壁型钢组合墙体；竖向荷载施加装置设置于顶部加载梁与滑车之间，用于施加竖向荷载；试件位置调整装置设置于试件上部，用于调整试件位置。
[0005]优选的，地面锚固梁包括箱型主梁和第一几字型副梁；箱型主梁顶板两端设置弧形钢板组，箱型主梁侧板预留若干伸手孔，并设置若干弧形钢板；箱型主梁与地面固定连接，并通过弧形钢板组与试件组装架铰接，弧形钢板用于连接侧向支撑装置；第一几字型副梁固定连接于箱型主梁顶板上表面，用于与试件连接。
[0006]优选的，中间层水平传力装置包括连接头、加劲件、尾板和螺杆；连接头的一端与反力框架试验系统的中间层作动器的加载头连接；加劲件成对布置于楼面梁两端，并分别与连接头的另一端和尾板连接；螺杆成对布置于试件两侧，两端分别与连接头的另一端和尾板连接。
[0007]优选的，顶部加载梁包括工字型主梁、第二几字型副梁和分配梁；工字型主梁一端设置端板；第二几字型副梁设置于工字型主梁下方，并与工字型主梁下翼缘连接；工字型主梁的端板与反力框架试验系统的顶部作动器加载头连接，分配梁设置于工字型主梁上翼缘的上表面，分配梁上设置竖向荷载施加装置。
[0008]优选的，滑车包括滑槽、滚珠、箱型滑块和限位螺杆，滑槽顶部与反力框架试验系统的反力梁固定连接；箱型滑块设置于滑槽底板下方，其与滑槽底板之间通过滚珠滚动连接，并通过限位螺杆与滑槽侧板连接。
[0009]优选的，侧向支撑装置包括钢管、槽钢、滑动装置和导槽，多根钢管和槽钢拼装成三角形框架，三角形框架的上下两个顶角分别与反力梁和地面锚固梁固定连接；滑动装置逐层对称布置于试件两侧，分别与顶部加载梁和中间层水平传力装置连接；导槽逐层对称布置于试件两侧，分别与三角形框架的另一个顶角和上部顶角连接；滑动装置与导槽滚动连接。
[0010]优选的，钢管包括纵向管、第一横向管、第二横向管、第三横向管、第一斜向管、第二斜向管和第三斜向管；槽钢包括第一槽钢和第二槽钢；第一槽钢的上端和下端分别与反力梁和第二槽钢的上端连接，第二槽钢的下端与地面锚固梁固定连接；纵向管的上端和下端分别与第一槽钢的上部和第二槽钢的下部连接，第一槽钢、第二槽钢和纵向管形成三角形；第一横向管的一端与第二槽钢的上端连接，另一端与纵向管连接，并预留外伸部；第二横向管的一端与第一槽钢的上端连接，另一端与纵向管连接，并预留外伸部；第一斜向管的一端与纵向管上端连接，另一端与第二横向管的外伸部连接；第二斜向管一端与第一槽钢中部连接，另一端与第一横向管的外伸部连接，且第二斜向管的中部与纵向管连接；第三斜向管两端分别与第二槽钢中部和纵向管下部连接；上下两根第三横向管分别与第二斜向管和第三斜向管连接；导槽与第二横向管或第一横向管的外伸部连接。
[0011]优选的，第一横向管的另一端与纵向管通过直角扣件连接；第三斜向管与纵向管通过活动扣件连接；导槽钢管与第一横向管和第二横向管通过直角扣件连接。
[0012]优选的，试件组装架包括垫板、角钢和钢板条，垫板包括钢板和设置于钢板下表面的弧形板；角钢包括横向角钢和纵向角钢，两个横向角钢和两个纵向角钢首尾连接形成矩形框架，且其中一个横向角钢与两个纵向角钢连接处设置垫板，另一个横向角钢上设有吊环；钢板条两端分别与两个纵向角钢中部固定连接；试件组装架通过垫板上的弧形板与地
面锚固梁铰接。
[0013]本专利技术的一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置的安装方法，包括以下步骤：
[0014]S1、安装滑车和试件位置调整装置；
[0015]S11、根据试件的尺寸和位置确定滑车的数量和目标位置，滑车组装完成后，将滑车顶部固定在反力框架试验系统顶部的反力梁上；
[0016]S13、在试件两端分别安装试件位置调整装置；
[0017]S2、安装地面锚固梁和顶部加载梁；
[0018]S21、根据试件及试验装置各部件的尺寸，确定反力框架试验系统顶部的反力梁、中间层作动器和顶部作动器的目标位置，并根据中间层作动器和顶部作动器的机身尺寸和伸缩行程，确定地面锚固梁的目标位置；
[0019]S22本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置，其特征在于，包括反力框架试验系统(1)、试件(2)、地面锚固梁(3)、中间层水平传力装置(4)、顶部加载梁(5)、滑车(6)、侧向支撑装置(7)、试件组装架(8)、竖向荷载施加装置和试件位置调整装置；其中，地面锚固梁(3)固定连接于地面；中间层水平传力装置(4)连接于试件(2)中相邻层墙体(2
‑
1)之间的楼面梁(2
‑
2)上，并与反力框架试验系统(1)的中间层作动器(1
‑
3)的加载头连接，用于传递水平荷载；顶部加载梁(5)位于试件(2)顶端，并与反力框架试验系统(1)的顶部作动器(1
‑
2)的加载头连接，用于传递水平和竖向荷载；滑车(6)位于顶部加载梁(5)上方，并与反力框架试验系统(1)顶部的反力梁(1
‑
1)固定连接；侧向支撑装置(7)的下端和上端分别与地面锚固梁(3)和反力框架试验系统(1)顶部的反力梁(1
‑
1)固定连接，中部与中间层水平传力装置(4)连接，形成三角形，侧向支撑装置(7)成对布置于试件(2)两侧，形成“菱形”，用于约束试件(2)的平面外变形；试件组装架(8)与地面锚固梁(3)铰接，用于组装各层冷弯薄壁型钢组合墙体(2
‑
1)；竖向荷载施加装置设置于顶部加载梁(5)与滑车(6)之间，用于施加竖向荷载；试件位置调整装置设置于试件(2)上部，用于调整试件(2)位置。2.根据权利要求1所述的一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置，其特征在于，地面锚固梁(3)包括箱型主梁(3
‑
1)和第一几字型副梁(3
‑
2)；箱型主梁顶板(3
‑
1a)两端设置弧形钢板组(3
‑
1ad)，箱型主梁侧板(3
‑
1b)预留若干伸手孔(3
‑
1ba)，并设置若干弧形钢板(3
‑
1bb)；箱型主梁(3
‑
1)与地面固定连接，并通过弧形钢板组(3
‑
1ad)与试件组装架(8)铰接，弧形钢板(3
‑
1bb)用于连接侧向支撑装置(7)；第一几字型副梁(3
‑
2)固定连接于箱型主梁顶板(3
‑
1a)上表面，用于与试件(2)连接。3.根据权利要求1所述的一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置，其特征在于，中间层水平传力装置(4)包括连接头(4
‑
1)、加劲件(4
‑
2)、尾板(4
‑
3)和螺杆(4
‑
4)；连接头(4
‑
1)的一端与反力框架试验系统(1)的中间层作动器(1
‑
2)的加载头连接；加劲件(4
‑
2)成对布置于楼面梁(2
‑
2)两端，并分别与连接头(4
‑
1)的另一端和尾板(4
‑
3)连接；螺杆(4
‑
4)成对布置于试件(2)两侧，两端分别与连接头(4
‑
1)的另一端和尾板(4
‑
3)连接。4.根据权利要求1所述的一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置，其特征在于，顶部加载梁(5)包括工字型主梁(5
‑
1)、第二几字型副梁(5
‑
2)和分配梁(5
‑
3)；工字型主梁(5
‑
1)一端设置端板(5
‑
1e)；第二几字型副梁(5
‑
2)设置于工字型主梁(5
‑
1)下方，并与工字型主梁(5
‑
1)下翼缘连接；工字型主梁(5
‑
1)的端板(5
‑
1e)与反力框架试验系统(1)的顶部作动器(1
‑
2)加载头连接，分配梁(5
‑
3)设置于工字型主梁(5
‑
1)上翼缘的上表面，分配梁(5
‑
3)上设置竖向荷载施加装置。5.根据权利要求1所述的一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置，其特征在于，滑车(6)包括滑槽(6
‑
1)、滚珠(6
‑
2)、箱型滑块(6
‑
3)和限位螺杆(6
‑
4)，滑槽(6
‑
1)顶部与反力框架试验系统(1)的反力梁(1
‑
1)固定连接；箱型滑块(6
‑
3)设置于滑槽底板(6
‑
1a)下方，其与滑槽底板(6
‑
1a)之间通过滚珠(6
‑
2)滚动连接，并通过限位螺杆(6
‑
4)与滑槽侧板(6
‑
1b)连接。6.根据权利要求1所述的一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置，其特征在于，侧向支撑装置(7)包括钢管(7
‑
1)、槽钢(7
‑
2)、滑动装置(7
‑
3)和导槽(7
‑
4)，多根钢管(7
‑
1)和槽钢(7
‑
2)拼装成三角形框架，三角形框架的上下两个顶角分别与反力梁(1
‑
1)和地面锚固梁(3)固定连接；滑动装置(7
‑
3)逐层对称布置于试件(2)两侧，分别与顶部加载梁(5)和
中间层水平传力装置(4)连接；导槽(7
‑
4)逐层对称布置于试件(2)两侧，分别与三角形框架的另一个顶角和上部顶角连接；滑动装置(7
‑
3)与导槽(7
‑
4)滚动连接。7.根据权利要求6所述的一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置，其特征在于，钢管(7
‑
1)包括纵向管(7
‑
1a)、第一横向管(7
‑
1b)、第二横向管(7
‑
1c)、第三横向管(7
‑
1cc)、第一斜向管(7
‑
1d)、第二斜向管(7
‑
1e)和第三斜向管(7
‑
1f)；槽钢(7
‑
2)包括第一槽钢(7
‑
2a)和第二槽钢(7
‑
2b)；第一槽钢(7
‑
2a)的上端和下端分别与反力梁(1
‑
1)和第二槽钢(7
‑
2b)的上端连接，第二槽钢(7
‑
2b)的下端与地面锚固梁(3)固定连接；纵向管(7
‑
1a)的上端和下端分别与第一槽钢(7
‑
2a)的上部和第二槽钢(7
‑
2b)的下部连接，第一槽钢(7
‑
2a)、第二槽钢(7
‑
2b)和纵向管(7
‑
1a)形成三角形；第一横向管(7
‑
1b)的一端与第二槽钢(7
‑
2b)的上端连接，另一端与纵向管(7
‑
1a)连接，并预留外伸部；第二横向管(7
‑
1c)的一端与第一槽钢(7
‑
2a)的上端连接，另一端与纵向管(7
‑
1a)连接，并预留外伸部；第一斜向管(7
‑
1d)的一端与纵向管(7
‑
1a)上端连接，另一端与第二横向管(7
‑
1c)的外伸部连接；第二斜向管(7
‑
1e)一端与第一槽钢(7
‑
2a)中部连接，另一端与第一横向管(7
‑
1b)的外伸部连接，且第二斜向管(7
‑
1e)的中部与纵向管(7
‑
1a)连接；第三斜向管(7
‑
1f)两端分别与第二槽钢(7
‑
2b)中部和纵向管(7
‑
1a)下部连接；上下两根第三横向管(7
‑
1cc)分别与第二斜向管(7
‑
1e)和第三斜向管(7
‑
1f)连接；导槽(7
‑
4)与第二横向管(7
‑
1c)或第一横向管(7
‑
1b)的外伸部连接。8.根据权利要求7所述的一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置，其特征在于，第一横向管(7
‑
1b)的另一端与纵向管(7
‑
1a)通过直角扣件(9
‑
5)连接；第三斜向管(7
‑
1f)与纵向管(7
‑
1a)通过活动扣件(9
‑
6)连接；导槽钢管(7
‑
4b)与第一横向管(7
‑
1b)和第二横向管(7
‑
1c)通过直角扣件(9
‑
5)连接。9.根据权利要求1所述的一种多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪试验装置，其特征在于，试件组装架(8)包括垫板(8
‑
1)、角钢(8
‑
2)和钢板条(8
‑
3)，垫板(8
‑
1)包括钢板(8
‑
1a)和设置于钢板(8
‑
1a)下表面的弧形板(8
‑
1b)；角钢(8
‑
2)包括横向角钢(8
‑
2a)和纵...

【专利技术属性】
技术研发人员：王星星，王维，吴雨恬，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：