專利名稱：可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種結構柱壓彎滯回試驗配套裝置，具體涉及一種可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置，屬于建筑結構構件試驗研究領域。
背景技術：
建筑結構柱壓彎滯回性能試驗是研究其抗震性能，建立建筑結構柱抗震設計方法的重要手段之一。在實際工程中，建筑結構一般都是在建成投入使用后的某一時間內可能會遭遇地震，從而結構柱同時承受結構自重、正常使用荷載和地震力作用，因此，結構柱在承受地震力作用前都將持續(xù)承擔建筑結構的豎向荷載作用，由于鋼筋混凝土柱、鋼管混凝土柱、型鋼混凝土柱等有混凝土材料存在并承擔荷載的柱在長期荷載作用下存在徐變問題，現(xiàn)有研究表明，與不考慮長期荷載作用影響的鋼筋混凝土試件相比，考慮長期荷載作用影響的試件的抗彎承載力約降低10%，剛度和耗能能力約降低40%。所以，在結構柱壓彎滯回試驗研究中和實際建筑結構中對柱構件進行設計時應該考慮長期豎向荷載的影響。目前尚未見到有可實現(xiàn)先施加長期縱向荷載，持荷至預定時間后可以直接將試件直接放置在壓彎滯回性能試驗機上進行往復水平荷載作用試驗的配套加載裝置。

發(fā)明內容
為了實現(xiàn)模擬建筑結構柱實際受力情況，即先施加長期縱向荷載，持荷至預定時間后直接將模型柱及其施加長期縱向荷載的配套裝置放置在壓彎滯回性能試驗機上進行往復水平荷載作用試驗，同時為了解決結構柱壓彎滯回性能試驗中，傳統(tǒng)的試驗試件全部材料僅能使用一次，存在造價高、浪費大等問題，進而提供了一種可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置。本發(fā)明為解決上述技術問題采取的技術方案是技術方案一本發(fā)明所述的可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置包括試件、四個錨固支座、四個加載支座、四個精軋螺紋鋼、四個壓力傳感器、四個張拉千斤頂和四個張拉端螺母，所述試件包括鋼管混凝土柱和兩個剛性梁段，鋼管混凝土柱的上、下端各安裝有一個剛性梁段，所述試件還包括兩個連接環(huán)板和四個加勁耳板，每個剛性梁段包括工字型鋼梁段、兩個加勁腹板和封頭蓋板；兩個連接環(huán)板分散居中由上至下套設在鋼管混凝土柱上且與鋼管混凝土柱的外側壁焊接在一起，鋼管混凝土柱的上、下端部側壁各焊接有一對(兩個)加勁耳板，位于同一端部的一對(兩個)加勁耳板對稱設置在鋼管混凝土柱的兩側，且四個加勁耳板位于同一豎直面，兩個連接環(huán)板位于兩對加勁耳板之間，所述鋼管混凝土柱的兩端各設有一個柱頭封板；在每個工字型鋼梁段的內翼緣及工字型鋼梁段腹板上加工有預留孔洞，所述預留孔洞可使鋼管混凝土柱的端部插裝在所述工字型鋼梁段內且所述端部的端面恰好與工字型鋼梁段的外翼緣的內側面接觸；在每個工字型鋼梁段的內翼緣上開有兩個豁口，所述兩個豁口呈一字形對稱設置在預留孔洞的開口端的兩側，且兩個豁口均與預留孔洞的開口端相通，兩個豁口的作用是使每個加勁耳板從相應的豁口穿過；在每個工字型鋼梁段的內翼緣、外翼緣的兩側邊緣之間各焊接有一個加勁腹板，工字型鋼梁段的工字型鋼梁段腹板平行位于兩個加勁腹板之間；所述剛性梁段的工字型鋼梁段的兩端分別設有封頭蓋板；鋼管混凝土柱的上、下端各插入剛性梁段的預留孔洞內，每個加勁耳板經由所述豁口置于工字型鋼梁段的內翼緣和外翼緣之間且與工字型鋼梁段的工字型鋼梁段腹板貼合，每個加勁耳板與相應位置的工字型鋼梁段腹板通過連接件可拆卸連接；兩個連接環(huán)板位于上下設置的兩個剛性梁段之間，每個連接環(huán)板與相應的工字型鋼梁段的內翼緣接觸且二者通過連接件可拆卸連接；四個錨固支座對稱設置在鋼管混凝土柱的兩側且固裝在位于下端的工字型鋼梁段上，四個加載支座對稱設置在鋼管混凝土柱的兩側且固裝在位于上端的工字型鋼梁段上；每個加載支座的上端面上安裝有一個壓力傳感器，每個壓力傳感器的上方設有張拉千斤頂；每個精軋螺紋鋼的下端錨固在錨固支座上，且依次穿過位于下、上端的工字型鋼梁段的內翼緣上的預留孔及加載支座，所述每個精軋螺紋鋼的上端與張拉千斤頂連接，利用張拉千斤頂對精軋螺紋鋼進行張拉，使精軋螺紋鋼拉力達到設計施加在鋼管混凝土柱的預定軸向荷載后通過張拉端螺母緊固，壓力傳感器用于檢測精軋螺紋鋼的預應力。 技術方案二 本發(fā)明所述的可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置包括試件、四個錨固支座、四個加載支座、四個精軋螺紋鋼、四個壓力傳感器、四個張拉千斤頂和四個張拉端螺母，所述試件包括鋼筋混凝土柱和兩個剛性梁段，鋼筋混凝土柱的上、下端各安裝有一個剛性梁段，所述試件還包括兩個鋼管柱頭，每個剛性梁段包括工字型鋼梁段、兩個加勁腹板和封頭蓋板；每個鋼管柱頭由鋼套管、連接環(huán)板和兩個加勁耳板構成；連接環(huán)板套設在鋼套管上且與鋼套管的外側壁焊接在一起，鋼套管兩側各焊接有一個加勁耳板；將兩個上下設置的鋼管柱頭及位于二者之間圓柱形模板作為鋼筋混凝土柱的施工模板，制作成鋼筋混凝土構件(即鋼筋混凝土構件包括兩個鋼管柱頭和鋼筋混凝土柱， 鋼管柱頭上的鋼套管固接在鋼筋混凝土柱兩端上)，在鋼筋混凝土構件端部鋼管柱頭上加焊柱頭封板，形成一個整體式的鋼筋混凝土柱構件，四個加勁耳板位于同一豎直面，每個鋼套管上的兩個加勁耳板為一對，兩個連接環(huán)板位于兩對加勁耳板之間；在每個工字型鋼梁段的內翼緣及工字型鋼梁段腹板上加工有預留孔洞，所述預留孔洞可使整體式的鋼筋混凝土柱構件的端部插裝在所述工字型鋼梁段內且所述端部的端面恰好與工字型鋼梁段的外翼緣的內側面接觸；在每個工字型鋼梁段的內翼緣上開有兩個豁口，所述兩個豁口呈一字形對稱設置在預留孔洞的開口端的兩側，且兩個豁口均與預留孔洞的開口端相通，兩個豁口的作用是使每個加勁耳板從相應的豁口穿過；在每個工字型鋼梁段的內翼緣、外翼緣的兩側邊緣之間各焊接有一個加勁腹板，工字型鋼梁段的工字型鋼梁段腹板平行位于兩個加勁腹板之間；所述剛性梁段的工字型鋼梁段的兩端分別設有封頭蓋板；整體式的鋼筋混凝土柱構件的上、下端各插入剛性梁段的預留孔洞內，每個加勁耳板經由所述豁口置于工字型鋼梁段的內翼緣和外翼緣之間且與工字型鋼梁段的工字型鋼梁段腹板貼合，每個加勁耳板與相應位置的工字型鋼梁段腹板通過連接件可拆卸連接；兩個連接環(huán)板位于上下設置的兩個剛性梁段之間，每個連接環(huán)板與相應的工字型鋼梁段4的內翼緣接觸且二者通過連接件可拆卸連接；四個錨固支座對稱設置在鋼筋混凝土柱的兩側且固裝在位于下端的工字型鋼梁段上，四個加載支座對稱設置在鋼管混凝土柱的兩側且固裝在位于上端的工字型鋼梁段上；每個加載支座的上端面上安裝有一個壓力傳感器，每個壓力傳感器的上方設有張拉千斤頂；每個精軋螺紋鋼的下端錨固在錨固支座上，且依次穿過位于下、上端的工字型鋼梁段的內翼緣上的預留孔及加載支座，所述每個精軋螺紋鋼的上端與張拉千斤頂連接，利用張拉千斤頂對精軋螺紋鋼進行張拉，使精軋螺紋鋼拉力達到設計施加在鋼管混凝土柱的預定軸向荷載后通過張拉端螺母緊固，壓力傳感器用于檢測精軋螺紋鋼的預應力。技術方案三本發(fā)明所述的可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置是用型鋼混凝土柱代替上述技術方案二中的鋼筋混凝土柱。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明實現(xiàn)模擬建筑結構柱實際受力情況，同時解決了結構柱壓彎滯回性能試驗中，傳統(tǒng)的設計方法使得試驗試件全部材料僅能使用一次，造價高，浪費大的問題。本發(fā)明具有構造簡單、施工方便、造價低、適用范圍廣的優(yōu)點，而且試件的兩個剛性梁段可循環(huán)使用。使占試件總造價約為50% -70%的剛性梁段可以循環(huán)多次使用，從而顯著降低試件的直接造價，同時可大大縮短試件的加工周期。本發(fā)明的具體列優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面1、可以真實模擬建筑結構柱實際受力情況，即先施加長期縱向荷載，持荷至預定時間后直接將試件和長期荷載加載裝置(模型柱及其施加長期縱向荷載的配套裝置)放置在壓彎滯回性能試驗機上進行往復水平荷載作用試驗。2、長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置可多次循環(huán)使用，節(jié)約試驗裝置造價約為50-70%。3、可適用于包括鋼筋混凝土柱、鋼管混凝土柱、型鋼混凝土柱在內的等各種常見類型的結構柱。4、安裝、拆卸方便，施工速度快；受力合理可靠。


圖1是本發(fā)明中位于柱身上端的剛性梁段，圖2是本發(fā)明中位于柱身下端的剛性梁段；圖3是圖1的的A-A剖面圖(圖中12-預留螺栓孔)，圖4是圖1的B-B剖面圖(圖中12-預留螺栓孔)，圖5是圖1的C-C剖面圖，圖6是圖1的D-D剖面圖，圖7是圖1的 E-E剖面圖，圖8是圖1的F-F剖面圖，圖9是圖1的G-G剖面圖；圖10是具體實施方式
一所述裝置的整體結構示意圖(鋼管混凝土柱)，圖11是圖 10的的A-A剖面圖，圖12是圖10的的B-B剖面圖，圖13是圖10的的C-C剖面圖；圖14是具體實施方式
四所述試件的結構示意圖(鋼筋混凝土柱)，圖15是圖14 的的A-A剖面圖，圖16是圖14的的B-B剖面圖，圖17是圖14的的C-C剖面圖；圖18是具體實施方式
七所述試件的結構示意圖(型鋼混凝土柱)，圖19是圖18 的的A-A剖面圖，圖20是圖18的的B-B剖面圖，圖21是圖18的的C-C剖面圖；圖22是本發(fā)明整體結構立體圖。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結合圖1 9、圖10 13和圖22具體說明本實施方式，本實施方式所述的可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置包括試件、四個錨固支座18、四個加載支座19、四個精軋螺紋鋼20、四個壓力傳感器21、四個張拉千斤頂 22和四個張拉端螺母17，所述試件包括鋼管混凝土柱1和兩個剛性梁段，鋼管混凝土柱1 的上、下端各安裝有一個剛性梁段，所述試件還包括兩個連接環(huán)板3和四個加勁耳板6，每個剛性梁段包括工字型鋼梁段4、兩個加勁腹板5和封頭蓋板13 ；兩個連接環(huán)板3分散居中由上至下套設在鋼管混凝土柱1上且與鋼管混凝土柱1的外側壁焊接在一起，鋼管混凝土柱1的上、下端部側壁各焊接有一對(兩個)加勁耳板6，位于同一端部的一對(兩個)加勁耳板6對稱設置在鋼管混凝土柱1的兩側，且四個加勁耳板6位于同一豎直面，兩個連接環(huán)板3位于兩對加勁耳板6之間，所述鋼管混凝土柱1的兩端各設有一個柱頭封板2 ；在每個工字型鋼梁段4的內翼緣4-1及工字型鋼梁段腹板4-3上加工有預留孔洞4-4，所述預留孔洞4-4可使鋼管混凝土柱1的端部插裝在所述工字型鋼梁段4內且所述端部的端面恰好與工字型鋼梁段4的外翼緣4-2的內側面接觸；在每個工字型鋼梁段4的內翼緣4-1上開有兩個豁口 4-5，所述兩個豁口 4-5呈一字形對稱設置在預留孔洞4-4的開口端的兩側，且兩個豁口 4-5均與預留孔洞4-4的開口端相通，兩個豁口 4-5的作用是使每個加勁耳板6從相應的豁口 4-5穿過；在每個工字型鋼梁段4的內翼緣4-1、外翼緣4-2的兩側邊緣之間各焊接有一個加勁腹板5，工字型鋼梁段4的工字型鋼梁段腹板4-3平行位于兩個加勁腹板5 之間；所述剛性梁段的工字型鋼梁段4的兩端分別設有封頭蓋板13 ；鋼管混凝土柱1的上、 下端各插入剛性梁段的預留孔洞4-4內，每個加勁耳板6經由所述豁口 4-5置于工字型鋼梁段4的內翼緣4-1和外翼緣4-2之間且與工字型鋼梁段4的工字型鋼梁段腹板4-3貼合， 每個加勁耳板6與相應位置的工字型鋼梁段腹板4-3通過連接件7可拆卸連接；兩個連接環(huán)板3位于上下設置的兩個剛性梁段之間，每個連接環(huán)板3與相應的工字型鋼梁段4的內翼緣4-1接觸且二者通過連接件7可拆卸連接；四個錨固支座18對稱設置在鋼管混凝土柱 1的兩側且固裝在位于下端的工字型鋼梁段4上，四個加載支座19對稱設置在鋼管混凝土柱1的兩側且固裝在位于上端的工字型鋼梁段4上；每個加載支座19的上端面上安裝有一個壓力傳感器21，每個壓力傳感器21的上方設有張拉千斤頂22 ；每個精軋螺紋鋼20的下端錨固在錨固支座18上，且依次穿過位于下、上端的工字型鋼梁段4的內翼緣4-1上的預留孔及加載支座19，所述每個精軋螺紋鋼20的上端與張拉千斤頂22連接，利用張拉千斤頂 22對精軋螺紋鋼20進行張拉，使精軋螺紋鋼20拉力達到設計施加在鋼管混凝土柱1的預定軸向荷載后通過張拉端螺母17緊固，壓力傳感器21用于檢測精軋螺紋鋼20的預應力。
具體實施方式
二 下面結合圖1 9和圖10 13具體說明本實施方式，本實施方式所述連接件7為高強螺栓。其它組成及連接關系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式所述鋼管混凝土柱1的截面形狀是圓形、矩形或多邊形。其它組成及連接關系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四下面結合圖1 9和圖14 17具體說明本實施方式，本實施方式所述的可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置包括試件、四個錨固支座18、四個加載支座19、四個精軋螺紋鋼20、四個壓力傳感器21、四個張拉千斤頂22和四個張拉端螺母17，所述試件包括鋼筋混凝土柱1和兩個剛性梁段，鋼筋混凝土柱1的上、 下端各安裝有一個剛性梁段，所述試件還包括兩個鋼管柱頭10，每個剛性梁段包括工字型鋼梁段4、兩個加勁腹板5和封頭蓋板13 ；每個鋼管柱頭10由鋼套管9、連接環(huán)板3和兩個加勁耳板6構成；連接環(huán)板3套設在鋼套管9上且與鋼套管9的外側壁焊接在一起，鋼套管9兩側各焊接有一個加勁耳板6 ；將兩個上下設置的鋼管柱頭10及位于二者之間圓柱形模板作為鋼筋混凝土柱1的施工模板，制作成鋼筋混凝土構件11 (即鋼筋混凝土構件11包括兩個鋼管柱頭10和鋼筋混凝土柱1，鋼管柱頭10上的鋼套管9固接在鋼筋混凝土柱1兩端上)，在鋼筋混凝土構件11端部鋼管柱頭10上加焊柱頭封板2，形成一個整體式的鋼筋混凝土柱構件8，四個加勁耳板6位于同一豎直面，每個鋼套管9上的兩個加勁耳板6為一對， 兩個連接環(huán)板3位于兩對加勁耳板6之間；在每個工字型鋼梁段4的內翼緣4-1及工字型鋼梁段腹板4-3上加工有預留孔洞4-4，所述預留孔洞4-4可使整體式的鋼筋混凝土柱構件 8的端部插裝在所述工字型鋼梁段4內且所述端部的端面恰好與工字型鋼梁段4的外翼緣 4-2的內側面接觸；在每個工字型鋼梁段4的內翼緣4-1上開有兩個豁口 4-5，所述兩個豁口 4-5呈一字形對稱設置在預留孔洞4-4的開口端的兩側，且兩個豁口 4-5均與預留孔洞 4-4的開口端相通，兩個豁口 4-5的作用是使每個加勁耳板6從相應的豁口 4-5穿過；在每個工字型鋼梁段4的內翼緣4-1、外翼緣4-2的兩側邊緣之間各焊接有一個加勁腹板5，工字型鋼梁段4的工字型鋼梁段腹板4-3平行位于兩個加勁腹板5之間；所述剛性梁段的工字型鋼梁段4的兩端分別設有封頭蓋板13 ；整體式的鋼筋混凝土柱構件8的上、下端各插入剛性梁段的預留孔洞4-4內，每個加勁耳板6經由所述豁口 4-5置于工字型鋼梁段4的內翼緣4-1和外翼緣4-2之間且與工字型鋼梁段4的工字型鋼梁段腹板4-3貼合，每個加勁耳板6與相應位置的工字型鋼梁段腹板4-3通過連接件7可拆卸連接；兩個連接環(huán)板3 位于上下設置的兩個剛性梁段之間，每個連接環(huán)板3與相應的工字型鋼梁段4的內翼緣4-1 接觸且二者通過連接件7可拆卸連接；四個錨固支座18對稱設置在鋼筋混凝土柱1的兩側且固裝在位于下端的工字型鋼梁段4上，四個加載支座19對稱設置在鋼管混凝土柱1的兩側且固裝在位于上端的工字型鋼梁段4上；每個加載支座19的上端面上安裝有一個壓力傳感器21，每個壓力傳感器21的上方設有張拉千斤頂22 ；每個精軋螺紋鋼20的下端錨固在錨固支座18上，且依次穿過位于下、上端的工字型鋼梁段4的內翼緣4-1上的預留孔及加載支座19，所述每個精軋螺紋鋼20的上端與張拉千斤頂22連接，利用張拉千斤頂22對精軋螺紋鋼20進行張拉，使精軋螺紋鋼20拉力達到設計施加在鋼管混凝土柱1的預定軸向荷載后通過張拉端螺母17緊固，壓力傳感器21用于檢測精軋螺紋鋼20的預應力。
具體實施方式
五下面結合1 9和圖14 17具體說明本實施方式，本實施方式所述連接件7為高強螺栓。其它組成及連接關系與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六本實施方式所述鋼筋混凝土柱1的截面形狀是圓形、矩形或多邊形。其它組成及連接關系與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
七下面結合1 9和圖18 21具體說明本實施方式，本實施方式用型鋼混凝土柱代替具體實施方式
四中的鋼筋混凝土柱1。其它組成及連接關系與具體實施方式
四相同。上述具體實施方式
中提及的鋼管混凝土柱、鋼筋混凝土柱和型鋼混凝土柱均為試件中的柱身。兩個剛性梁段之間的柱身為試驗段。以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
針對具體實施方式
一再進行如下闡述將四塊加勁耳板6和連接環(huán)板3焊接在鋼管混凝土柱的設計位置上，形成一個整體式的鋼管混凝土柱構件，將鋼管混凝土柱構件通過工字型鋼梁段4預留的孔洞安裝就位，利用高強螺栓7使鋼管混凝土柱構件上的加勁耳板6與鋼梁段腹板4-3連接，使連接環(huán)板3與鋼梁段內翼緣4-1連接，最終使鋼管混凝土柱構件與兩端鋼性梁段成為一個整體共同承擔試驗時所要施加的軸壓荷載和水平往復荷載， 從而形成結構柱壓彎滯回性能試驗用試件。將精軋螺紋鋼20穿過工字型鋼梁段4兩端的預留孔，一端錨固在錨固支座18上，在加載支座19利用張拉千斤頂22和壓力傳感器21對精軋螺紋鋼20進行張拉，使其拉力達到設計施加在試驗試件的預定軸向荷載后，擰緊張拉端螺母17，使精軋螺紋鋼得到可靠錨固。在軸向荷載作用下，試件將發(fā)成徐變變形，通過張拉端的壓力傳感器21檢測精軋螺紋鋼20的預應力，并不斷補充加載，使其穩(wěn)定在預定施加的軸向荷載。待持荷時間滿足預定要求后，將試件和長期荷載加載裝置(長期荷載加載裝置包括四個錨固支座18、四個加載支座19、四個精軋螺紋鋼20、四個壓力傳感器21、四個張拉千斤頂22和四個張拉端螺母17等)一同置于結構柱壓彎滯回試驗機下，安裝就位后，可通過壓彎滯回試驗機施加軸向荷載，同時精軋螺紋鋼內的預應力逐漸減小，直至壓彎滯回試驗機施加的軸向荷載達到實驗要求時，將精扎螺紋鋼張拉端螺母卸掉，此時精扎螺紋鋼失去加載作用，可進行壓彎滯回試驗。待試驗完成后，拆除連接加勁耳板6與鋼梁段腹板4-3 以及連接環(huán)板3與鋼梁段內翼緣4-1的高強螺栓7，則鋼管混凝土柱構件可以完全與兩端工字型鋼梁段4分離。在進行下一試件試驗時，將設有加勁耳板和連接環(huán)板的新的鋼管混凝土柱構件按上述方法重新安裝連接，即可進行該新試件的結構柱壓彎滯回性能試驗。針對具體實施方式
四再進行如下闡述(鋼筋混凝土柱1可替換為型鋼混凝土柱) 將兩塊加勁耳板6和連接環(huán)板3焊接在鋼套管9上形成鋼管柱頭10，將兩個上下設置的鋼管柱頭10及位于二者之間圓柱形模板作為鋼筋混凝土柱1的施工模板，制作成鋼筋混凝土構件11，在鋼筋混凝土構件11端部鋼管柱頭10上加焊柱頭封板2，形成一個整體式的鋼筋混凝土柱構件8，將鋼筋混凝土柱構件8通過工字型鋼梁段4預留的孔洞安裝就位，利用高強螺栓7，使鋼筋混凝土柱構件8上的加勁耳板6與鋼梁段腹板4-3連接，使連接環(huán)板3 與鋼梁段內翼緣4-1連接，最終使鋼筋混凝土柱構件8與兩端鋼梁段4成為一個整體共同承擔試驗時所要試件的軸壓荷載和水平往復荷載，從而形成結構柱壓彎滯回性能試驗用試件。將精軋螺紋鋼20穿過工字型鋼梁段4兩端的預留孔，一端錨固在錨固支座18上，在加載支座19利用張拉千斤頂22和壓力傳感器21對精軋螺紋鋼20進行張拉，使其拉力達到設計施加在試驗試件的預定軸向荷載后，擰緊張拉端螺母17，使精軋螺紋鋼得到可靠錨固。 在軸向荷載作用下，試件將發(fā)成徐變變形，通過張拉端的壓力傳感器21檢測精軋螺紋鋼20 的預應力，并不斷補充加載，使其穩(wěn)定在預定施加的軸向荷載。待持荷時間滿足預定要求后，將試件和長期荷載加載裝置一同置于結構柱壓彎滯回試驗機下，安裝就位后，可通過壓彎滯回試驗機施加軸向荷載，同時精軋螺紋鋼內的預應力逐漸減小，直至壓彎滯回試驗機施加的軸向荷載達到實驗要求時，將精扎螺紋鋼張拉端螺母卸掉，此時精扎螺紋鋼失去加載作用，可進行壓彎滯回試驗。待試驗完成后，拆除連接加勁耳板6與鋼梁段腹板4-3以及連接環(huán)板3與鋼梁段內翼緣4-1的高強螺栓7，則鋼筋混凝土柱構件8可以完全與兩端工字型鋼梁段4分離，再將鋼管柱頭10與鋼筋混凝土柱身1分離，并用機械加工的方法將鋼管柱頭10上的柱頭封板2處理掉，使鋼管柱頭10和工字型鋼梁段4均可循環(huán)使用。
權利要求
1.一種可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置，所述裝置包括試件、四個錨固支座(18)、四個加載支座(19)、四個精軋螺紋鋼(20)、四個壓力傳感器(21)、 四個張拉千斤頂02)和四個張拉端螺母(17)，所述試件包括鋼管混凝土柱(1)和兩個剛性梁段，鋼管混凝土柱(1)的上、下端各安裝有一個剛性梁段，其特征在于所述試件還包括兩個連接環(huán)板C3)和四個加勁耳板(6)，每個剛性梁段包括工字型鋼梁段G)、兩個加勁腹板( 和封頭蓋板(1 ；兩個連接環(huán)板C3)分散居中由上至下套設在鋼管混凝土柱(1)上且與鋼管混凝土柱(1)的外側壁焊接在一起，鋼管混凝土柱(1)的上、下端部側壁各焊接有一對加勁耳板(6)，位于同一端部的一對加勁耳板(6)對稱設置在鋼管混凝土柱(1)的兩側，且四個加勁耳板(6)位于同一豎直面，兩個連接環(huán)板(3)位于兩對加勁耳板(6)之間， 所述鋼管混凝土柱(1)的兩端各設有一個柱頭封板O)；在每個工字型鋼梁段的內翼緣(4-1)及工字型鋼梁段腹板(4-3)上加工有預留孔洞G-4)，所述預留孔洞(4-4)可使鋼管混凝土柱(1)的端部插裝在所述工字型鋼梁段(4)內且所述端部的端面恰好與工字型鋼梁段的外翼緣G-2)的內側面接觸；在每個工字型鋼梁段的內翼緣G-1)上開有兩個豁口 G-5)，所述兩個豁口(4- 呈一字形對稱設置在預留孔洞G-4)的開口端的兩側，且兩個豁口(4-5)均與預留孔洞(4-4)的開口端相通，兩個豁口(4-5)的作用是使每個加勁耳板(6)從相應的豁口(4-5)穿過；在每個工字型鋼梁段的內翼緣G-1)、外翼緣 (4-2)的兩側邊緣之間各焊接有一個加勁腹板(5)，工字型鋼梁段(4)的工字型鋼梁段腹板 (4-3)平行位于兩個加勁腹板(5)之間；所述剛性梁段的工字型鋼梁段⑷的兩端分別設有封頭蓋板(13)；鋼管混凝土柱⑴的上、下端各插入剛性梁段的預留孔洞G-4)內，每個加勁耳板(6)經由所述豁口(4-5)置于工字型鋼梁段的內翼緣G-1)和外翼緣(4-2) 之間且與工字型鋼梁段的工字型鋼梁段腹板(4- 貼合，每個加勁耳板(6)與相應位置的工字型鋼梁段腹板(4- 通過連接件(7)可拆卸連接；兩個連接環(huán)板( 位于上下設置的兩個剛性梁段之間，每個連接環(huán)板(3)與相應的工字型鋼梁段的內翼緣接觸且二者通過連接件(7)可拆卸連接；四個錨固支座(18)對稱設置在鋼管混凝土柱(1)的兩側且固裝在位于下端的工字型鋼梁段(4)上，四個加載支座(19)對稱設置在鋼管混凝土柱(1)的兩側且固裝在位于上端的工字型鋼梁段(4)上；每個加載支座(19)的上端面上安裝有一個壓力傳感器(21)，每個壓力傳感器的上方設有張拉千斤頂0 ；每個精軋螺紋鋼OO)的下端錨固在錨固支座(18)上，且依次穿過位于下、上端的工字型鋼梁段的內翼緣上的預留孔及加載支座(19)，所述每個精軋螺紋鋼OO)的上端與張拉千斤頂02)連接，利用張拉千斤頂 (22)對精軋螺紋鋼OO)進行張拉，使精軋螺紋鋼OO)拉力達到設計施加在鋼管混凝土柱 (1)的預定軸向荷載后通過張拉端螺母(17)緊固，壓力傳感器用于檢測精軋螺紋鋼 (20)的預應力。
2.根據權利要求1所述的可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置，其特征在于所述連接件(7)為高強螺栓。
3.根據權利要求1所述的可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置，其特征在于所述鋼管混凝土柱(1)的截面形狀是圓形、矩形或多邊形。
4.一種可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置，所述裝置包括試件、四個錨固支座(18)、四個加載支座(19)、四個精軋螺紋鋼(20)、四個壓力傳感器(21)、四個張拉千斤頂0 和四個張拉端螺母(17)，所述試件包括鋼筋混凝土柱(1)和兩個剛性梁段，鋼筋混凝土柱(1)的上、下端各安裝有一個剛性梁段，其特征在于所述試件還包括兩個鋼管柱頭(10)，每個剛性梁段包括工字型鋼梁段G)、兩個加勁腹板(5)和封頭蓋板 (13)；每個鋼管柱頭(10)由鋼套管(9)、連接環(huán)板(3)和兩個加勁耳板(6)構成；連接環(huán)板 (3)套設在鋼套管(9)上且與鋼套管(9)的外側壁焊接在一起，鋼套管(9)兩側各焊接有一個加勁耳板(6)；將兩個上下設置的鋼管柱頭(10)及位于二者之間圓柱形模板作為鋼筋混凝土柱(1)的施工模板，制作成鋼筋混凝土構件(11)，在鋼筋混凝土構件(11)端部鋼管柱頭(10)上加焊柱頭封板O)，形成一個整體式的鋼筋混凝土柱構件(8)，四個加勁耳板(6) 位于同一豎直面，每個鋼套管(9)上的兩個加勁耳板(6)為一對，兩個連接環(huán)板C3)位于兩對加勁耳板(6)之間；在每個工字型鋼梁段(4)的內翼緣(4-1)及工字型鋼梁段腹板(4-3) 上加工有預留孔洞G-4)，所述預留孔洞(4-4)可使整體式的鋼筋混凝土柱構件(8)的端部插裝在所述工字型鋼梁段內且所述端部的端面恰好與工字型鋼梁段的外翼緣 (4-2)的內側面接觸；在每個工字型鋼梁段⑷的內翼緣G-1)上開有兩個豁口 G-5)，所述兩個豁口(4- 呈一字形對稱設置在預留孔洞(4-4)的開口端的兩側，且兩個豁口(4-5) 均與預留孔洞G-4)的開口端相通，兩個豁口 G-5)的作用是使每個加勁耳板(6)從相應的豁口(4-5)穿過；在每個工字型鋼梁段的內翼緣G-1)、外翼緣G-2)的兩側邊緣之間各焊接有一個加勁腹板(5)，工字型鋼梁段(4)的工字型鋼梁段腹板(4- 平行位于兩個加勁腹板( 之間；所述剛性梁段的工字型鋼梁段的兩端分別設有封頭蓋板(1 ；整體式的鋼筋混凝土柱構件(8)的上、下端各插入剛性梁段的預留孔洞(4-4)內，每個加勁耳板(6)經由所述豁口(4-5)置于工字型鋼梁段(4)的內翼緣(4-1)和外翼緣(4-2)之間且與工字型鋼梁段的工字型鋼梁段腹板(4- 貼合，每個加勁耳板(6)與相應位置的工字型鋼梁段腹板(4- 通過連接件(7)可拆卸連接；兩個連接環(huán)板( 位于上下設置的兩個剛性梁段之間，每個連接環(huán)板⑶與相應的工字型鋼梁段4的內翼緣接觸且二者通過連接件(7)可拆卸連接；四個錨固支座(18)對稱設置在鋼筋混凝土柱(1)的兩側且固裝在位于下端的工字型鋼梁段(4)上，四個加載支座(19)對稱設置在鋼管混凝土柱(1)的兩側且固裝在位于上端的工字型鋼梁段(4)上；每個加載支座(19)的上端面上安裝有一個壓力傳感器(21)，每個壓力傳感器的上方設有張拉千斤頂0 ；每個精軋螺紋鋼OO)的下端錨固在錨固支座(18)上，且依次穿過位于下、上端的工字型鋼梁段的內翼緣上的預留孔及加載支座(19)，所述每個精軋螺紋鋼OO)的上端與張拉千斤頂02)連接，利用張拉千斤頂 (22)對精軋螺紋鋼OO)進行張拉，使精軋螺紋鋼OO)拉力達到設計施加在鋼管混凝土柱 (1)的預定軸向荷載后通過張拉端螺母(17)緊固，壓力傳感器用于檢測精軋螺紋鋼 (20)的預應力。
5.根據權利要求4所述的可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置，其特征在于所述連接件(7)為高強螺栓。
6.根據權利要求4所述的可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置，其特征在于所述鋼筋混凝土柱(1)的截面形狀是圓形、矩形或多邊形。
7.根據權利要求4所述的可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置，其特征在于用型鋼混凝土柱代替鋼筋混凝土柱(1)。
全文摘要
可循環(huán)使用的長期荷載作用下結構柱壓彎滯回試驗配套裝置，它涉及一種結構柱壓彎滯回試驗配套裝置。為了實現(xiàn)模擬建筑結構柱實際受力情況及為了解決結構柱壓彎滯回性能試驗中試驗試件全部材料僅能使用一次造成浪費等問題。所述裝置包括長期荷載加載裝置和試件，柱身的兩端通過焊接在柱身上加勁耳板、連接環(huán)板與剛性梁段的工字型鋼梁段可拆卸連接；或柱身的兩端通過固接在柱身上的鋼管柱頭的加勁耳板、連接環(huán)板與剛性梁段的工字型鋼梁段可拆卸連接，可實現(xiàn)柱身兩端的剛性梁段的可循環(huán)利用。通過長期荷載加載裝置真實模擬建筑結構柱實際受力情況，即先施加長期縱向荷載，持荷至預定時間后直接將所述裝置放置在壓彎滯回性能試驗機上進行往復水平荷載作用試驗。
文檔編號G01M7/02GK102175411SQ20111005298
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權日2011年3月7日
發(fā)明者劉強, 張素梅, 王慶賀, 王玉銀, 耿悅, 郭曉松 申請人:哈爾濱工業(yè)大學