一种装配式墙板单向伺服推覆试验框架设备及使用方法与流程

本发明涉及建筑结构基础试验设备技术领域，尤其是涉及一种装配式墙板单向伺服推覆试验框架设备及使用方法。

背景技术：

随着装配式结构的兴起，各种新型装配式墙板被开发和使用，装配式墙板及与钢框架梁或钢筋混凝土框架梁之间的连接抗震性能是当今研究的热点。为模拟地震作用下框架结构第一振型工况下装配式墙板及其与框架梁之间的连接的抗震性能，则需要以推覆试验为基础进行静力弹塑性推覆分析。

目前存在的墙板推覆试验框架试验设备技术较少，大部分不易制作，拆装不便，且框架梁与柱之间大部分为工程实际中刚性连接，这样加载过程中将会导致框架柱及节点的损坏，将因为不能重复利用而造成不必要浪费；小部分框架梁与柱之间为完全铰接，这样将不能完整测出墙板及墙板与框架梁连接在达到弹塑性阶段和抗侧力下降的破坏阶段的完整曲线，且试验加载后期有一定危险性。因此，我们提出一种装配式墙板单向伺服推覆试验框架设备及使用方法。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题，提供一种装配式墙板单向伺服推覆试验框架设备及使用方法，加工简单、材料简易、方便拆卸和组装、可更换损坏零部件；装配式墙板单向推覆试验框架设备能适用于钢筋混凝土框架结构与装配式墙板连接体系的推覆试验亦可用于钢框架结构与装配式墙板连接体系的推覆试验，且能重复利用避免浪费，可以有效解决背景技术中的问题。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种装配式墙板单向伺服推覆试验框架设备，包括基础梁、下框架梁、试验装配式墙板和上框架梁，所述下框架梁设置在基础梁的上表面中部，所述试验装配式墙板的上表面和下表面均设置有连接件，试验装配式墙板的下表面通过连接件与下框架梁连接，且所述试验装配式墙板的上表面通过连接件与上框架梁连接，所述上框架梁侧表面的加载端截面处固定地设置有加载端钢垫板，加载端钢垫板的侧表面通过螺栓安装有压力传感器垫板，压力传感器垫板的侧表面通过螺栓安装有压力传感器，所述基础梁的上表面两侧对称设置有两个第一支座钢垫板，所述第一支座钢垫板的上表面设置有单向弹簧伺服铰支座，所述单向弹簧伺服铰支座上设置有防反向倾覆螺栓，且所述单向弹簧伺服铰支座的上表面设置有框架柱，框架柱的顶端通过完全铰支座与上框架梁的下表面连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上框架梁、下框架梁、框架柱、完全铰支座、单向弹簧伺服铰支座、基础梁之间均为可拆卸螺栓连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述基础梁的上表面设置有两个第一钢垫板，所述下框架梁的下表面两侧设置有与第一钢垫板对应的下框架梁垫板。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上框架梁与完全铰支座之间设置有第二支座钢垫板，所述完全铰支座与框架柱之间设置有第二钢垫板，所述框架柱与单向弹簧伺服铰支座之间设置有第三钢垫板。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第三钢垫板与框架柱的连接处焊接有三角加劲肋板。

作为本发明的一种优选技术方案，所述基础梁的上表面两端对称安装有两个压梁，所述压梁的上表面和基础梁的两端上表面均开设有螺孔，螺孔内螺纹设置有地锚螺栓。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上框架梁的侧表面形心处安装有第一位移计，所述下框架梁的侧表面形心处安装有第二位移计，所述基础梁的侧表面形心处安装有第三位移计。

作为本发明的一种优选技术方案，所述加载端钢垫板与压力传感器垫板通过螺栓连接，所述压力传感器通过螺栓固定安装在压力传感器垫板的侧表面形心处。

本发明还提供一种装配式墙板单向伺服推覆试验框架设备的使用方法：

s1)：将基础梁吊放就位，并使用压梁和地锚螺栓与大地锚固；

s2)：将下部单向弹簧伺服铰支座和下框架梁分别与基础梁使用螺栓安装就位；

s3)：将上框架梁与压力传感器垫板使用螺栓连接，将上框架梁与两根框架柱使用完全铰支座通过各自钢垫板进行螺栓连接，此过程易平铺在地面连接，然后将其吊至与固定在基础梁上的单向弹簧伺服铰支座对应位置，使用螺栓将框架柱与单向弹簧伺服铰支座进行连接；

s4)：将试验装配式墙板吊装至上框架梁和下框架梁内的指定位置并使用连接件进行相互连接；

s5)：将压力传感器安装在上框架梁形心位置的压力传感器垫板上，在基础梁截面形心处布置第三位移计用于测量整体框架的水平侧移，在下框架梁截面形心处布置第二位移计用于测量下框架梁受力之后的水平侧移，在上框架梁的截面形心位置布置第一位移计用于测量上框架梁的水平侧移；

s6)：解除单向弹簧伺服铰支座的防反向倾覆螺栓，通过固定在反力墙上的水平加载装置例如液压千斤顶，对压力传感器形心进行水平位移单调加载，并通过测量系统记录试验数据；

s7)：若墙板或者连接处发生严重破坏导致试验结束，则可拆除损坏墙板试件，再进行缓慢回油卸载并借助储存在受压弹簧的弹性应变能缓慢使得推覆框架设备恢复到原始位置；

s8)：若框架梁受损严重影响下一试验则更换框架梁，若框架梁不影响下一试验则直接进行更换新墙板试件，重复以上步骤，进行下一个试件的推覆试验；

s9)：试验结束，设备恢复到原始位置后，安装防反向倾覆螺栓，从上至下拆卸设备。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：本装配式墙板单向伺服推覆试验框架设备，加工简单、材料简易、方便拆卸和组装、可更换损坏零部件；装配式墙板单向推覆试验框架设备能适用于钢筋混凝土框架结构与装配式墙板连接体系的推覆试验亦可用于钢框架结构与装配式墙板连接体系的推覆试验，且能重复利用避免浪费；由于在推覆方向存在弹簧刚度可方便得出荷载-侧移曲线的下降段，且可保证试验过程设备安全，不发生垮塌。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的侧视结构示意图。

其中：1压力传感器、2压力传感器垫板、3加载端钢垫板、4上框架梁、5完全铰支座、6框架柱、7单向弹簧伺服铰支座、8防反向倾覆螺栓、9第一支座钢垫板、10第一钢垫板、11下框架梁、12三角加劲肋板、13地锚螺栓、14压梁、15基础梁、16第一位移计、17第二位移计、18第三位移计、19连接件、20试验装配式墙板、21第二支座钢垫板、22下框架梁垫板、23第二钢垫板、24第三钢垫板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种装配式墙板单向伺服推覆试验框架设备包括基础梁15、下框架梁11、试验装配式墙板20和上框架梁4，下框架梁11设置在基础梁15的上表面中部，试验装配式墙板20的上表面和下表面均设置有连接件19，试验装配式墙板20的下表面通过连接件19与下框架梁11连接，且试验装配式墙板20的上表面通过连接件19与上框架梁4连接，上框架梁4侧表面的加载端截面处固定地设置有加载端钢垫板3，加载端钢垫板3的侧表面通过螺栓安装有压力传感器垫板2，压力传感器垫板2的侧表面通过螺栓安装有压力传感器1，基础梁15的上表面两侧对称设置有两个第一支座钢垫板9，第一支座钢垫板9的上表面设置有单向弹簧伺服铰支座7，单向弹簧伺服铰支座7上设置有防反向倾覆螺栓8，且单向弹簧伺服铰支座7的上表面设置有框架柱6，框架柱6的顶端通过完全铰支座5与上框架梁4的下表面连接，该装配式墙板单向伺服推覆试验框架设备，加工简单、材料简易、方便拆卸和组装、可更换损坏零部件；装配式墙板单向推覆试验框架设备能适用于钢筋混凝土框架结构与装配式墙板连接体系的推覆试验亦可用于钢框架结构与装配式墙板连接体系的推覆试验，且能重复利用避免浪费。

上框架梁4、下框架梁11、框架柱6、完全铰支座5、单向弹簧伺服铰支座7、基础梁15之间均为可拆卸螺栓连接，便于拆卸和组装。

基础梁15的上表面设置有两个第一钢垫板10，下框架梁11的下表面两侧设置有与第一钢垫板10对应的下框架梁垫板22，上框架梁4与完全铰支座5之间设置有第二支座钢垫板21，完全铰支座5与框架柱6之间设置有第二钢垫板23，框架柱6与单向弹簧伺服铰支座7之间设置有第三钢垫板24，用于提高稳定性，减少部件之间的磨损。

第三钢垫板24与框架柱6的连接处焊接有三角加劲肋板12，进一步提高了稳定性，使用时更加安全可靠。

基础梁15的上表面两端对称安装有两个压梁14，压梁14的上表面和基础梁15的两端上表面均开设有螺孔，螺孔内螺纹设置有地锚螺栓13，在组装使用时，使用压梁14配合地锚螺栓13将基础梁15与大地锚固连接，固定方便，操作简单。

上框架梁4的侧表面形心处安装有第一位移计16，下框架梁11的侧表面形心处安装有第二位移计17，基础梁15的侧表面形心处安装有第三位移计18，第一位移计16、第二位移计17和第三位移计18均与外部测量系统电连接，分别用于测量整体框架的水平侧移，下框架梁11受力之后的水平侧移和上框架梁4的水平侧移。

加载端钢垫板3与压力传感器垫板2通过螺栓连接，压力传感器1通过螺栓固定安装在压力传感器垫板2的侧表面形心处，压力传感器1与外部测量系统电连接，通过测量系统记录试验数据。

本发明还提供一种装配式墙板单向伺服推覆试验框架设备的使用方法：

s1)：将基础梁15吊放就位，并使用压梁14和地锚螺栓13与大地锚固；

s2)：将下部单向弹簧伺服铰支座7和下框架梁11分别与基础梁15使用螺栓安装就位；

s3)：将上框架梁4与压力传感器垫板2使用螺栓连接，将上框架梁4与两根框架柱6使用完全铰支座5通过各自钢垫板进行螺栓连接，此过程易平铺在地面连接，然后将其吊至与固定在基础梁15上的单向弹簧伺服铰支座7对应位置，使用螺栓将框架柱6与单向弹簧伺服铰支座7进行连接；

s4)：将试验装配式墙板20吊装至上框架梁4和下框架梁11内的指定位置并使用连接件19进行相互连接；

s5)：将压力传感器1安装在上框架梁4形心位置的压力传感器垫板2上，在基础梁15截面形心处布置第三位移计18用于测量整体框架的水平侧移，在下框架梁11截面形心处布置第二位移计17用于测量下框架梁11受力之后的水平侧移，在上框架梁4的截面形心位置布置第一位移计16用于测量上框架梁4的水平侧移；

s6)：解除单向弹簧伺服铰支座7的防反向倾覆螺栓8，通过固定在反力墙上的水平加载装置例如液压千斤顶，对压力传感器1形心进行水平位移单调加载，并通过测量系统记录试验数据；

s7)：若墙板或者连接处发生严重破坏导致试验结束，则可拆除损坏墙板试件，再进行缓慢回油卸载并借助储存在受压弹簧的弹性应变能缓慢使得推覆框架设备恢复到原始位置；

s8)：若框架梁受损严重影响下一试验则更换框架梁，若框架梁不影响下一试验则直接进行更换新墙板试件，重复以上步骤，进行下一个试件的推覆试验；

s9)：试验结束，设备恢复到原始位置后，安装防反向倾覆螺栓8，从上至下拆卸设备。

本发明中所使用的压力传感器1、第一位移计16、第二位移计17和第三位移计18等均为现有技术中的常用电子元件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。

本发明加工简单、材料简易、方便拆卸和组装、可更换损坏零部件；装配式墙板单向推覆试验框架设备能适用于钢筋混凝土框架结构与装配式墙板连接体系的推覆试验亦可用于钢框架结构与装配式墙板连接体系的推覆试验，且能重复利用避免浪费；由于在推覆方向存在弹簧刚度可方便得出荷载-侧移曲线的下降段，且可保证试验过程设备安全，不发生垮塌。

上部框架梁与框架柱之间采用完全转动的铰接，框架柱与基础梁采用单向弹性铰接，下框架梁与基础梁采用螺栓连接，这使得试验框架为平面内具有单向弹性刚度的机构，实现上下框架梁之间保持水平相对位移从而模拟出地震作用下的层间相对位移，受力部分仅为上下框架梁与墙板以及两者的连接处，而框架柱、基础梁、铰支座几乎不受力，保证设备可重复使用。由于在推覆方向具有弹性刚度，则可以实现装配式墙板及连接发生破坏后荷载-侧移全曲线的测量，同时可避免整个设备的垮塌。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。