剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置

摘要

剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，整个试验装置分为四个部分：第一部分为加载架部分，加载架由加载梁和框架梁相连组成。框架梁与加载梁通过高强螺栓、高强拉杆、箱型垫块及连接板相连。第二部分为主动施加荷载部分，主动施加荷载部分由高强螺栓左侧铰支座、传感器、拉压千斤顶及左侧三角反力架组成。左侧铰支座与传感器通过丝杆连接，传感器与拉压千斤顶通过丝杆连接，拉压千斤顶通过垫板及高强螺栓固定在左侧三角反力架上。第三部分为被动加载部分，被动加载部分由右侧铰支座及右侧三角反力架组成。右侧铰支座通过垫板及高强螺栓固定在右侧三角反力架上。第四部分为剪切型耗能梁段部分。能进行独立加载，使剪切型耗能梁段受纯剪力。

说明书

技术领域

本发明涉及试验加载装置技术领域，特别是剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载技术。

背景技术

在现有的剪切型耗能梁段的加载试验装置中，都是将剪切型耗能梁段作为框架梁的一部分进行加载，其不足在于：（1）由于不是独立进行加载，此种方法无法得出真正的剪切型耗能梁段的受力性能；（2）剪切型耗能梁段破坏后，再次试验时，需将整个框架梁与剪切型耗能梁段全部更换，耗时且不经济；（3）无法实现剪切型耗能梁段纯剪切的受力状态，无法准确得出剪切型耗能梁段纯剪力时的受力性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置。

本发明是剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，整个试验装置分为四个部分：第一部分为加载架部分，加载架由框架梁2和加载梁7相连组成，框架梁2与加载梁7通过高强螺栓3、高强拉杆4、箱型垫块5及连接板6相连；第二部分为主动施加荷载部分，主动施加荷载部分由高强螺栓3、左侧铰支座8、传感器9、拉压千斤顶10及左侧三角反力架11组成；左侧铰支座8与传感器9通过丝杆连接，传感器9与拉压千斤顶10通过丝杆连接，拉压千斤顶10通过垫板及高强螺栓3固定在左侧三角反力架11上；第三部分为被动加载部分，被动加载部分由右侧铰支座8及右侧三角反力架组成；右侧铰支座通过垫板及高强螺栓3固定在右侧三角反力架11上；第四部分为剪切型耗能梁段1部分；第一部分与第二部分通过加载梁7的连接板与铰支座8连接，剪切型耗能梁段1通过高强螺栓与上下两个框架梁2连接，上侧的加载架部分与第四部分通过加载梁7上的连接板与第四部分的铰支座8连接；下侧的框架梁2下端与地面之间设置辊轴13，在三角反力架11的上下两侧设置侧向约束支撑12；剪切型耗能梁段1的中点与两侧铰支座中点处于一条直线上，从而保证剪切型耗能梁段1受纯剪力。

本发明的有益效果是：（1）可以实现对剪切型耗能梁段进行单独加载，得到真正的剪切型耗能梁段受纯剪力的试验结果；（2）可实现不同长度的剪切型耗能梁段的试验；（3）由于剪切型耗能梁段与框架梁是通过高强螺栓连接，当剪切型耗能梁段破坏后，可以快速方便地安装下一个剪切型耗能梁段，即省时又经济。

附图说明

图1是本发明整体结构的示意图，图2是加载架连接示意图，图3是加载架侧视图，图中1.剪切型耗能梁段，2.框架梁，3.高强螺栓，4.高强拉杆，5.箱型垫块，6.连接板，7.加载梁，8.铰支座，9.传感器，10.拉压千斤顶，11.三角反力架，12.侧向支撑，13.辊轴，14.加劲肋。

具体实施方式

如图1所示，本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：将整个加载装置关于剪切型耗能梁段的中心对称布置，这样可以保证剪切型耗能梁段受纯剪力。剪切型耗能梁段与框架梁进行分离设计，剪切型耗能梁段和框架梁通过高强螺栓连接，从而实现剪切型耗能梁段的独立加载，且可以更换不同规格的剪切型耗能梁段试件。

如图1、图2、图3所示，剪切型耗能梁段受纯剪力的试验加载装置，整个试验装置分为四个部分：第一部分为加载架部分，加载架由加载梁2和框架梁7相连组成，框架梁2与加载梁7通过高强螺栓3、高强拉杆4、箱型垫块5及连接板6相连；第二部分为主动施加荷载部分，主动施加荷载部分由高强螺栓3、左侧铰支座8、传感器9、拉压千斤顶10及左侧三角反力架11组成；左侧铰支座8与传感器9通过丝杆连接，传感器9与拉压千斤顶10通过丝杆连接，拉压千斤顶10通过垫板及高强螺栓3固定在左侧三角反力架11上；第三部分为被动加载部分，被动加载部分由右侧铰支座8及右侧三角反力架组成；右侧铰支座通过垫板及高强螺栓3固定在右侧三角反力架11上；第四部分为剪切型耗能梁段1部分；第一部分与第二部分通过加载梁7的连接板与铰支座8连接，剪切型耗能梁段1通过高强螺栓与上下两个框架梁2连接，上侧的加载架部分与第四部分通过加载梁7上的连接板与第四部分的铰支座8连接；下侧的框架梁2下端与地面之间设置辊轴13，在三角反力架11的上下两侧设置侧向约束支撑12；剪切型耗能梁段1的中点与两侧铰支座中点处于一条直线上，从而保证剪切型耗能梁段1受纯剪力。

如图1、图3所示，在框架梁2穿高强度拉杆部位及加载梁7直接承受荷载部位设置加劲肋14，为框架梁2和加载梁7提供足够抗剪承载力。

如图1、图2、图3所示，加载梁7的连接板上有两排螺栓孔、加载梁7的翼缘上也有两排穿高强拉杆4的螺栓孔，从而实现剪切型耗能梁段1长度的调整。

如图1、图2、图3所示，加载梁7焊接连接两块开有椭圆孔和圆孔的连接板，两块连接板间距比与其相连铰支座8厚度大2~5mm；加载梁7与框架梁2通过高强拉杆4和连接板6相连接。

如图1、图2所示，框架梁2的端头设置整块与框架梁截面相同的矩形垫板，在框架梁3与耗能梁段连接一侧的垫板上开50mm~100mm等间距的螺栓孔12个，孔径16~24mm。

如图1、图2、图3所示，剪切型耗能梁段1的中点与两侧铰支座8中点处于一条直线上；主动施加荷载部分和被动加载部分关于剪切型耗能梁段1的中心对称，框架梁2和加载梁7通过高强拉杆4、连接板6和箱型垫块5连接，使加载梁7与框架梁2连接成为整体。

如图1所示，三角反力架11中间横杆的高度比剪切型耗能梁段1中心至地面高度低200~300mm。

如图1所示，剪切型耗能梁段1的连接板与框架梁2连接板尺寸相同，并在连接板上开50~100mm等间距的螺栓孔12个，孔径16~24mm，从而使剪切型耗能梁段1能固定在框架梁2上。

如图1、图2、图3所示，（1）当高强拉杆4和连接板6都处于下侧孔位时，剪切型耗能梁段1可以通过铰支座8的销钉位置变化实现三次长度的改变。当铰支座8的销钉位于加载梁7连接板的椭圆孔下部，并在椭圆孔上部插入半圆形销钉时，剪切型耗能梁段1的长度改变一次；当铰支座8的销钉位于加载梁7连接板的椭圆孔上部，并在椭圆孔下部插入半圆形销钉时，剪切型耗能梁段1的长度改变一次；当铰支座8的销钉位于加载梁7连接板的圆孔位置时，剪切型耗能梁段1的长度改变一次。

（2）同理，当高强拉杆4和连接板6都处于上侧孔位时，剪切型耗能梁段1可以通过铰支座8的销钉位置变化实现三次长度的改变。所以剪切型耗能梁段1的长度总共可调节六次。

如图1、图2、图3所示，框架梁2的端头设置整块与框架梁截面相同的矩形垫板，在框架梁2与耗能梁段连接一侧的垫板上开50mm~100mm等间距的螺栓孔12个，孔径16~24mm。

如图1、图2、图3所示，剪切型耗能梁段1的中点与两侧铰支座8中点处于一条直线上；主动施加荷载部分和被动加载部分关于剪切型耗能梁段1的中心对称，框架梁2和加载梁7通过高强拉杆4、连接板6和箱型垫块5连接，使加载梁7与框架梁2连接成为整体。

如图1所示，三角反力架11中间横杆的高度比剪切型耗能梁段1中心至地面高度低200~300mm，从而为拉压千斤顶10与三角反力架11连接的高度调节留出足够距离。

如图1所示，三角反力架11中间横杆的高度比剪切型耗能梁段1中心至地面高度低200~300mm，从而为右侧铰支座8与三角反力架11连接的高度调节留出足够距离。

如图1所示，剪切型耗能梁段1的连接板与框架梁2连接板尺寸相同，并在连接板上开50~100mm等间距的螺栓孔12个，孔径16~24mm，从而使剪切型耗能梁段1能固定在框架梁2上。

本发明的安装工作过程为：如图1、图2、图3所示，整个试验装置分为四个部分：

（1）将框架梁2通过高强螺栓3、高强拉杆4、箱型垫块5及连接板6与加载梁7相连，形成一个整体即加载架；

（2）左侧铰支座8、传感器9与拉压千斤顶10通过丝杆连接，拉压千斤顶10通过垫板及高强螺栓3固定在左侧三角反力架11上；

（3）右侧铰支座通过垫板及高强螺栓3固定在右侧三角反力架11上；

（4）左侧加载梁7的连接板与铰支座8通过销钉连接；

（5）剪切型耗能梁段1通过高强螺栓3与上下两个框架梁2连接；

（6）右侧加载梁7的连接板与铰支座8通过销钉连接；

（7）左侧框架梁2下端与地面之间设置辊轴13；

（8）在三角反力架11的上下两侧设置侧向约束支撑12；

（9）剪切型耗能梁段1的中点与两侧铰支座8的中点处于一条直线上，从而实现剪切型耗能梁段1受纯剪力；

（10）通过拉压千斤顶10实现对剪切型耗能梁段1施加荷载。

本发明的工作过程：左侧主动施加荷载部分的拉压千斤顶10向铰支座8施加水平荷载，使得加载架部分承受剪力在辊轴13上发生平动，耗能梁段1下端受剪；右侧被动施加荷载部分承受耗能梁段1传递的剪力,使右侧被动施加荷载部分对耗能梁段1产生等大反向荷载。以上两部分可使耗能梁段1承受等大反向的剪力，而在三角反力架11的上下两侧设置侧向约束支撑12可防止侧移，并且耗能梁段1的中点与两侧铰支座中点处于一条直线上，从而保证剪切型耗能梁段1受纯剪力。加载装置的上述受力过程通过传感器9进行监测。

以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。