[发明专利]梁柱空间节点抗震试验方法及抗震试验用梁端约束装置

说明书

本申请是专利申请号：201410082245.3、申请日：2014-03-07、名称：一种抗震试验用梁端约束装置的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种梁柱空间节点抗震试验方法，本发明还涉及一种抗震试验用梁端约束装置。

背景技术

现有的梁柱平面节点试验时，通常将柱的上下两端施加约束，在梁端施加低周反复荷载来研究其抗震性能。此种加载模式下力从梁的工作传递到柱。

我国是多地震国家，80%以上的城市位于地震区，地震造成的震害越来越严重。对工程结构而言，要建立抗震设计理论和验证一些单个构件的计算方法，都离不开具体的抗震性能试验。从实际结构中以构件反弯点为边界，选取相应的梁柱节点并进行抗震性能试验是研究结构在地震作用下梁柱构件的强度关系，并建立防止柱端破坏形成结构整体屈服的有效设计方法的可靠依据。从地震作用在实际结构中的传递关系可知，地震作用总是先在柱间分配并引起柱的弯曲变形，进而由梁、柱构件在节点处的变形协调条件传递到梁上。此外，由于地震时地面运动具有多维性、随机性以及方向的不确定性，开展梁柱空间节点梁端约束柱端斜向加载条件下的抗震性能试验可比平面节点更为有效的反映结构的实际工作状态。但是由于空间节点在柱端施加反复作用力时，两正交方向的构件变形与受力相互影响，如果仍采用传统的平面节点试验时模拟梁端反弯点的约束条件将会影响试验结果的准确性。因此，梁端约束条件的准确设计是影响空间节点试验过程中的受力模式和理论分析及设计时所用受力模式是否一致的重要一环。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种使梁端具有多自由度的梁柱空间节点抗震试验方法，本发明还提供一种使梁端具有多自由度的抗震试验用梁端约束装置。

为了解决上述技术问题，本发明梁柱空间节点抗震试验方法，梁柱包括柱和一端与柱的同一高度位置固定连接的四个梁，相邻的梁相垂直，相对的梁在一条直线上，其特征在于：所述试验方法包括如下步骤：（1）先在每个梁的远离柱的一端设置一个抗震试验用梁端约束装置，抗震试验用梁端约束装置包括从外到内依次排列且同轴设置的第一环板、第二环板和第三环板，第一环板和第二环板轴向滑动连接，第二环板和第三环板圆周滑动连接，第三环板的内侧的顶部和底部均设置有移动方向与第三环板轴向垂直的第二水平位移机构，第一环板的外侧固定有转轴，转轴连接有反力机构，反力机构包括反力机架，反力机架上设置有锚固结构，转轴绕其轴线转动设置在反力机架上，转轴的轴向与第二水平位移机构的移动方向相同；使梁夹在两个第二水平位移机构之间，将反力机构锚固在地面或其它固定装置上；（2）对柱上端加载斜向水平力；（3）测量柱和梁的变形量；（4）当柱的倾斜角度达到设定值时停止加载。

为了使第一环板和第二环板之间轴向滑移更灵敏，第一水平位移机构，所述的第一环板和第二环板之间设有多个沿圆周方向排列的第一水平位移机构，第一水平位移机构包括导轨、滑轮和滑轮架，导轨固定在第一环板的内侧，滑轮架固定在第二环板外侧，滑轮转动设置在滑轮架上，滑轮滑动设置在导轨上，导轨的导向方向在第一环板的轴向方向上。

为了使第二环板在第三环板的圆周上滑动更灵敏，所述的第二环板和第三环板之间设置有多圈滚珠槽，每圈滚珠槽内设置有多个滚珠。

为了使第一环板绕转轴的转动更稳定，所述的第一环板的外部的两侧各设有一个转轴，两个转轴在一条轴线上，每个转轴各连接有一个所述的反力机构。

为了使转轴在反力机架上转动更灵活，所述的转轴和反力机架之间设置有多圈滚珠槽，每圈滚珠槽内设置有多个滚珠。

为了便于制作，所述的第一环板包括多个沿圆周排列的弧形板，每个弧形板的两侧均固定有连接板，相邻弧形板的连接板通过螺栓固定连接。

为了便于安装第二水平位移机构，所述的第二水平位移机构通过翼板和肋板设置在第三环板上，翼板固定在第三环板的内侧面上，肋板固定在翼板上，肋板面对第三环板中心的一面水平，第二水平位移机构设置在肋板面对第三环板中心的面上。

为了便于制作第二水平位移机构，所述的第二水平位移机构包括支撑板、滚珠和滚珠盒，滚珠处在滚珠盒中，滚珠的外侧与支撑板接触。

为了使第二水平位移机构的运动的稳定性好，所述的第二水平位移机构包括导轨、滑轮和滑轮架，滑轮转动设置在滑轮架上，滑轮滑动设置在导轨上，导轨的导向方向在与第三环板的轴向方向垂直的水平方向上。