[发明专利]一种考虑施工过程影响的钢管混凝土抗震性能试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种考虑施工过程影响的钢管混凝土抗震性能试验装置的试验方法，钢管混凝土抗震性能试验装置包括反力架、滑动支座、千斤顶、伺服作动器、底部钢支座、钢拉杆和用于浇注混凝土的钢管组件，其特征在于：所述滑动支座吊装固定在反力架的横梁上，所述底部钢支座锚固在反力架下方的地锚上，所述钢管组件固定安装在底部钢支座上，所述千斤顶为竖直千斤顶，竖直千斤顶固定于滑动支座底部，可以沿着反力架水平方向滑动，竖直千斤顶底部加载端设有能对钢管组件施加轴向压力的球铰支座；所述伺服作动器水平的安装在反力架的立柱和钢管组件之间，用于对钢管组件施加侧向的振动；所述钢管组件包括钢管和固定在钢管上下两端的上端板和下端板，所述钢管下端满焊封死，钢管上端轴心处预留浇注孔，所述下端板通过螺栓可拆卸的固定安装在底部钢支座上，所述下端板和上端板之间设有成对的U型孔，所述钢拉杆可通过成对的U型孔对钢管施加轴向的预压力；

试验方法包括以下步骤：

步骤1、准备阶段：制作带上下端板的钢管组件；

步骤2、考虑施工过程影响阶段：将钢管组件安装在底部钢支座上，利用钢拉杆对钢管施加轴向载荷至设定的初应力值，并锁定该初应力值；之后在钢管内浇筑混凝土并养护至龄期，形成钢混构件；

步骤3、预加载阶段：将钢混构件和底部钢支座吊装至反力架下方，利用地锚固定好底部钢支座，安装好竖直千斤顶、伺服作动器和水平千斤顶，并在钢混构件上下两端侧方分别设有一个测量其侧向位移的位移计，利用竖直千斤顶和伺服作动器对钢混构件加载轴向压力并水平推拉各一次，以完成预加载；

步骤4、正式加载：利用竖直千斤顶均匀加载至初应力值后撤掉钢拉杆，利用伺服作动器进行低周往复加载，以进行钢管混凝土抗震性能试验；

步骤5、试验结束：关闭加载设备，拆下底部钢支座以备下次使用。

2.如权利要求1所述的钢管混凝土抗震性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述上端板上设有可拆卸相连的钢盖板，所述竖直千斤顶通过球铰支座直接对钢盖板施压，所述伺服作动器与钢盖板刚性相连。

3.如权利要求2所述的钢管混凝土抗震性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述钢管上下两端侧方分别设有一个测量其侧向位移的位移计，所述钢管中部设有测量其轴向应变的振弦式应变计。

4.如权利要求2所述的钢管混凝土抗震性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述上端板和下端板与钢管外壁之间均设有加劲肋。

5.如权利要求2所述的钢管混凝土抗震性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述底部钢支座侧方设有一个水平千斤顶，所述水平千斤顶用于提高底部钢支座的稳定性。

6.如权利要求1至5任意一项所述的钢管混凝土抗震性能试验装置的试验方法，其特征在于：所述底部钢支座包括上钢板和下钢板，上下钢板之间通过支撑钢板焊接相连形成一体钢支座，上钢板上设有两排与钢管组件的下端板相连的螺栓孔，上钢板上还设有用于安装钢拉杆的U型避让孔，所述U型避让孔与上端板上的U型孔位置对应；所述下钢板上设有与地锚相连的螺栓孔。

7.如权利要求1所述的钢管混凝土抗震性能试验装置的试验方法，其特征在于：步骤2中，利用钢拉杆对钢管施加轴向载荷至设定的初应力值的具体方法如下：

步骤2.1、在已经安装好的钢管组件的上端板顶部中心位置放置压力传感器；

步骤2.2、将多根钢拉杆从上下端板的U型孔中穿过，在下端板底部和上端板顶部分别拧上紧固螺栓；

步骤2.3、准备一个带螺栓孔的钢压板，将钢压板穿过钢拉杆顶部并压在压力传感器上，然后在钢压板顶部的钢拉杆套上顶部螺栓，在钢管侧壁装上振弦式应变计；

步骤2.4、拧紧顶部螺栓直至压力传感器的读数达到初应力值，并记录此时振弦式应变计读数；

步骤2.5、松掉顶部螺栓，拆掉钢压板和压力传感器，同时拧紧上端板顶部的紧固螺栓，直至振弦式应变计达到步骤2.4记录的读数，即完成钢管的初应力值加载和锁定。