[发明专利]多层框架结构加载及其变形测量装置

说明书

本发明涉及多层框架结构抗震性能加载试验技术领域，具体是一种多层框架结构加载及其变形测量装置。包括混凝土反力墙、台座、水平加载单元、竖向加载单元、变形测量单元，水平加载单元包括MTS作动器、加载头、分配梁、柱头连接机构，竖向加载单元包括门架、纵向加载梁、滚动摩擦支座、千斤顶、柱靴、固定底座，变形测量单元包括水平位移测量机构、梁柱转角测量机构和剪切变形测量机构。本发明可以使试件的框架结构在水平方向发生自由移动和变形，装置同时满足低周期往复加载试验和拟动力加载试验的条件要求，试验数据测量准确，精度高，装置整体结构简单，易于安装。

技术领域

本发明涉及多层框架结构抗震性能加载试验技术领域，具体是一种多层框架结构加载及其变形测量装置。

背景技术

框架结构具有空间分隔灵活，自重轻，施工周期短等优点，广泛应用在多层建筑，但框架结构存在节点应力集中显著，侧向刚度小等缺点，目前由于加载装置及试验条件限制，对框架结构性能的研究往往以节点研究为主，且大部分进行的是低周期往复加载试验，试验结果并不能真实体现结构在地震作用下的反应，试验数据测量不准确，精度低，而且加载试验装置结构复杂，对试验场地条件要求较高，因此需要一种能够同时满足低周期往复加载试验和拟动力加载试验条件要求的、适合多层框架结构加载的试验装置。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，从而提供一种能够同时满足低周期往复加载试验和拟动力加载试验条件要求的多层框架结构加载及其变形测量装置。

本发明解决所述问题，采用的技术方案是：

一种多层框架结构加载及其变形测量装置，包括混凝土反力墙、台座、水平加载单元、竖向加载单元、变形测量单元；

水平加载单元包括MTS作动器、加载头、分配梁、柱头连接机构，MTS作动器的一端与混凝土反力墙连接，MTS作动器的另一端与加载头连接，加载头与分配梁连接，柱头连接机构设置在分配梁上用于连接试件的框架柱柱头；

竖向加载单元包括门架、纵向加载梁、滚动摩擦支座、千斤顶、柱靴、固定底座，门架固定于台座上，纵向加载梁与门架相连，滚动摩擦支座固定在纵向加载梁上，并通过千斤顶与下方的分配梁连接，施加竖向荷载，固定底座固定在台座上，柱靴铰接在固定底座上，用于安装试件的框架柱；

变形测量单元包括水平位移测量机构、梁柱转角测量机构和剪切变形测量机构，水平位移测量机构包括LVDT位移计，LVDT位移计设置在竖向支架上，竖向支架上端与纵向加载梁固定连接，下端固定于台座上，梁柱转角测量机构包括分布在试件边柱和中柱上的柱根部倾角仪和梁根部倾角仪，倾角仪位于试件的梁端或柱脚的中间位置，剪切变形测量机构包括固定于试件的梁柱节点区的拉线位移传感器，拉线位移传感器布置在梁柱节点区对角线位置上。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：

①装置同时满足低周期往复加载试验和拟动力加载试验的条件要求，试验数据测量准确，精度高；

②变形测量单元可同时得到框架结构的抗震性能和节点核芯区的变形性能，对多层框架结构的变形性能进行更加全面测量；

③装置结构简单，易于安装。

作为优选，本发明更进一步的技术方案是：

滚动摩擦支座包括圆柱滚轴、滑动板和固定板；固定板通过螺杆与纵向加载梁相连接，滑动板通过第一轴承悬挂在固定板上，圆柱滚轴通过滚轴定位板进行定位，滚轴定位板通过第一轴承悬挂在固定板上。

MTS作动器型号为244.41S，最大加载速率为100mm/s，可满足拟动力加载试验的速率要求。

分配梁由钢板焊接而成，并在施加竖向荷载位置设置有加劲肋。

柱靴的底板尺寸大于试件的框架柱底面尺寸，柱靴四周的侧板上均布有调节螺栓，以便固定试件的框架柱。