[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

说明书

本发明公开了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，包括反力架、滑动支座、千斤顶、伺服作动器、底部钢支座和钢拉杆等。所述反力架横梁上吊装滑动支座、千斤顶和球铰支座，所述反力架立柱上固定伺服作动器，设计了一个两层的底部钢支座，所述钢管可以通过下端板螺栓连接在钢支座上层的螺栓孔中，钢支座上层的U型孔还可以便于钢拉杆的装拆，通过与钢拉杆、压力传感器和振弦式应变计的组合以施加初应力；钢支座下层可用通过螺栓孔与地锚螺栓连接。该装置可以考虑施工过程引起的初应力以及快速施加初应力，本发明钢支座具有加载精准快速、吊装便捷、成本低及环保等特点。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种钢管混凝土抗震性能试验装置，具体涉及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。

背景技术

钢管混凝土由于在承受荷载时能够充分发挥两种材料的优势，具有整体承载力大、延性好的特点，因而广泛被应用在高层、超高层建筑以及大跨度桥梁等工程中。同时我国是一个地震多发的国家，研究地震作用下钢管混凝土的各种性能试验成为近年来高校和研究机构的一个热门。目前，钢管混凝土抗震试验通常采用的是将已养护完成的钢管混凝土构件直接浇筑在混凝土支座内，再将混凝土支座固定在试验所用的地锚上，然后，采用大型反力架、滑动支座、千斤顶、伺服作动器等加载装置来模拟地震作用，这样就存在三个突出的问题，其一，没有考虑施工过程中的影响，钢管混凝土构件施工中必然存在钢管初应力现象；其二，构件直接浇筑在混凝土支座内，混凝土支座为了提供可靠的承载力，往往浇筑体积会比较大，但其属于一次性消耗品，造价高、不环保；其三，构件和混凝土支座需一起吊装并固定到地锚上，对吊装机械、反力架设备和试验场地等要求较高，大型钢管混凝土构件不易达到相应条件。鉴于此，设计了可考虑施工过程影响的钢管混凝土抗震性能试验装置，以使试验构件更加接近建筑结构的实际受力情况，降低试验难度和造价，更加环保。

发明内容

本发明的目的是提供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，解决现有技术中钢管混凝土构件抗震试验没有考虑初应力的问题。

为了解决上述问题，针对现有技术存在的不足本发明提供的技术方案是：

一种考虑施工过程影响的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。

作为改进，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。

作为改进，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。

作为改进，所述上端板和下端板与钢管外壁之间均设有加劲肋。

作为改进，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。

作为改进，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。