[发明专利]一种土木工程框架结构的试验装置

说明书

本发明属于土木工程试验技术领域，公开了一种土木工程框架结构的试验装置，设置有试件的平面设计特征体系、试件的竖向设计特征体系以及试验的安装系统；通过所述安装系统呈现施加建筑结构恒载特性的载荷实施系统以及呈现施加往荷载和复荷载的载荷实施系统。本发明的结构模型平面刚度、承载能力以及试验成本都呈现显著下降的特点，平面刚度下降大于10倍，承载能力下降大于5倍，试验成本下降近2倍。就承载力而言，原来需要800吨水平力才能完成的试验，现在仅需要不到200吨的水平力就能完成，且试验质量等效；本发明平面布置的试验效果保留了“田”形的优势、补充了“口”形的缺点，降低了试验难度，是研究框架结构理想的试件模式。

技术领域

本发明属于土木工程试验技术领域，尤其涉及一种土木工程框架结构的试验装置，其内容含试件系统和荷载系统。

背景技术

结构试验室中，结构试验的基本试验是单一的构件试验，比如梁、板、柱、节点、支座、基础等受力件，其试验技术难度小、容易实现，但只能站在构件的侧面对结构进行认识，对结构整体、特别是考虑结构空间作用以后，仅构件的研究就存在只观察和验证本构件自身的结构特性，不能观察和考证本构件对结构整体协调变形后结构特性的局限性。所以，对结构整体性能的认识，是离不开结构整体试验这一环节的。在框架结构的整体性试验中，符合框架结构受力特性试件的平面布置呈“田”形，即双跨双开间，竖向三层，这样的试件能够把框架结构的常规概念全部覆盖了。

与构件试验相比，“田”形试件的试验显著的不足就是试验荷载大而导致的试验成本高。而“口”形平面布置的单跨单开间竖向三层的试件，能包含框架结构常规结构概念的比例偏低，比如“口”形平面布置的试验中，中柱、中柱节点、连续梁、连续板等的概念都被删除了，即“口”形平面布置的试验不具备框架的代表性。故，把“田”某横边及其相应的某竖边去掉(即“田”形布置中间的“十”保留)，成为“开”两横的左或右仅单侧出头的形状(简称偏出头)，即图1的8种布置形状。图1中方形黑块表示柱子的位置，实线表示梁的位置。

综上所述，现有技术存在的问题是：对于单一构件的试验，虽然试验难度小，容易组织，但难以达到对结构整体性能的考察、认识以及验证的目的；“田”形平面布置的试件试验的试验荷载大，试验成本高，试验难度大；而试验难度较小的“口”形平面布置试件的试验又不具备框架结构性能的代表性。

解决上述技术问题的意义：本发明装置有效地克服了“口”形平面布置的试件试验不具备框架结构性能的代表性问题，有效地克服了“田”形平面布置的试件试验的试验荷载大，试验成本高，试验难度大的问题。

本试验装置能够使得框架结构试验在技术上与“口”形平面布置的试件试验等价，而在效果上与“田”形平面布置的试件试验等质，不论从人财物的消费上，还是从时间空间的占用上，都是框架结构试验最佳的试验装置。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种土木工程框架结构的试验装置。

本发明是这样实现的，一种土木工程框架结构的试验装置，所述土木工程框架结构的试验装置设置有试件的平面设计特征体系、试件的竖向设计特征体系以及试验的安装系统；通过所述安装系统呈现建筑结构恒载特性的载荷实施系统以及呈现施加往荷载和复荷载的载荷实施系统。

本发明土木工程框架结构的试验装置设置有试件的平面设计特征系统(原试验装置的平面设计要么是“田”形，要么是“口”形，而改进后的平面设计是在“口”基础上、将纵横相邻两侧的梁向外悬挑，形成了“开”字偏出头形。)、试件的竖向设计特征系统(与平面形状变化相对应，竖向出现了4根悬挑梁、2块三面支撑的板和1块相邻边支撑的板等构件，使得试件上每层的梁板柱等构件中每类构件至少有1根(块)能够呈现框架结构的受力特性)以及试验的安装系统(内容包括试件的锚固系统、荷载的实施系统两部分，其中的荷载实施系统又分为竖向恒荷载实施系统、水平往复荷载实施系统以及与之相适应的竖向往复荷载实施系统等三项内容)；通过所述试验安装系统呈现建筑结构恒载特性的载荷实施系统以及呈现施加往荷载和复荷载的载荷实施系统。