[发明专利]适用于空间框架梁柱节点的新型试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及进行空间框架梁柱节点受力性能试验的装置，尤其是适用于在双向水平地震作用下的节点抗震性能试验装置。

背景技术

传统的梁柱节点受力性能试验采用平面加载体系实施，主要适用于平面框架节点。试验装置可分为梁端加载和柱端加载两类，在柱端与梁端一般均采用单向铰的形式，因此柱子无法产生平面外的弯曲，梁也无法产生绕其自身轴线的扭转。

为了研究空间框架梁柱节点的受力性能，如地震对梁柱节点的空间组合效应，克服采用平面框架节点在试件单方向(平面内)加载时不考虑另一方向(平面外)荷载同时作用对节点性能影响的局限性，需要研制一种可在两个主轴方向同时施加荷载的梁柱节点性能试验装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种适用于进行空间框架梁柱节点在双向荷载作用下受力性能的试验装置，它能使试件的受力状况接近实际结构中节点的受力状况，不产生附加的变形约束，适用性强。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种适用于进行空间框架梁柱节点受力性能试验的装置，包含试验节点的梁柱子结构位于由L型反力墙、地槽和竖向钢反力架共同组成的反力系统中，在柱顶和柱底分别设置万向铰支座，柱底万向铰支座与基座连接，柱顶万向铰支座上部放置液压千斤顶，用于对柱身施加轴向力。通过在柱顶和柱底设置与反力墙相连的正交刚性水平支撑限制柱端的侧向位移。在各梁端加载点处设置万向铰装置并与相邻双作用液压千斤顶连接。

进一步：柱顶与柱底万向铰支座采用球铰压力支座方式，即将支座下部突出的凸形实心半球嵌合在上部的臼式半凹球槽内，为防止因水平力的影响使凹球与凸球脱离，支座四周用锚栓连接固定，并在锚栓位于柱端(柱顶和柱底端部)一侧增设压力弹簧，以便支座在球面上的自由转动而不受锚栓拉力的影响。

梁端万向铰装置采用套箍式球铰方式，即在梁端加载点处截面的上部与下部各设置一可拆卸的带底板的凸形实心半球，为阻止其水平变位，在底板两侧 焊接或预埋挡板。然后用已预开臼式半凹球槽的顶座板和底座板将梁端部套箍即将梁上的凸形实心半球分别嵌入顶座板与底座板的臼式半凹球内，用螺杆将顶座与底座联系并拧紧。

无论是柱端球铰压力支座还是梁端套箍式球铰，其凸形实心半球与臼式半凹球槽之间可设置弧形聚四氟乙烯板或涂抹润滑油，以减小接触面的摩擦系数。

由于采用上述方案，本发明与传统梁柱节点试验装置相比具有如下优点：

1、可实施对空间框架任意位置处梁柱节点的加载要求，如中柱节点、边柱节点、角柱节点等；

2、可实现柱端和梁端加载点处的双向转动，从而真实模拟实际结构中与框架节点相邻的柱和梁反弯点处的约束条件；

3、与传统双层销轴式支座相比，本发明的梁端与柱端转动更灵活，且占用的高度更小，有利于增加试件的柱身长度和梁底净空。

附图说明

图1是本发明实施例的试验装置的西-东立面的示意图。

图2是本发明实施例的试验装置的南-北立面的示意图。

图3是本发明实施例的试验装置的底座平面的示意图。

图4是本发明实施例的柱顶的压力球铰构造示意图。

图5是本发明实施例的柱底的压力球铰构造示意图。

图6是本发明实施例的梁端的套箍式球铰构造示意图。

图中：1、L型反力墙；2、地槽；3、柱顶双向水平支撑；4、柱底双向水平支撑；5、基座；6、柱顶压力球铰；7、柱底压力球铰；8、梁端套箍式球铰；9、钢反力架；10、荷载传感器；11、梁端双作用液压千斤顶；12、柱顶液压千斤顶；13、节点试件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。