[发明专利]夯土与木梁节点抗弯承载与变形性能的测试装置及其使用方法

说明书

本发明公开了夯土与木梁节点抗弯承载与变形性能的测试装置及其使用方法，该测试装置不仅能快速的安装和拆卸，且可多次重复使用，方便施加夯土与木梁节点的各向荷载作用，同时，夯土块置于容置腔体内，且轴力施力器对顶压板施压而不是直接对夯土块施加压力，使得在反复使用的过程中仍可有效避免夯土块压溃。

技术领域

本发明涉及土木建筑结构实验技术领域，具体涉及夯土与木梁节点抗弯承载与变形性能的测试装置及其使用方法。

背景技术

夯土结构是一种常见的古建筑结构形式，广泛应用于藏式古建筑、福建土楼、西北民居、古代城墙等中国传统建筑结构，具有就地取材、冬暖夏凉、结构独特、景观优美等特点，是我国历史建筑结构的重点保护和研究对象之一。

将木梁嵌入夯土墙，并结合木柱与木楼板等构件，形成协同受力体系，是发挥夯土结构性能与空间效率的有效形式。荷载遵循以下传递路径：首先由木楼板直接承受楼面荷载，然后传递至木梁形成的梁格结构，接着向下传递给木梁两端的木柱和夯土墙，最后木柱和夯土墙将荷载传递至基础和地基。在这个荷载传递路径中，夯土与木梁节点是异种材料的结合部，起到承上启下的作用，是发挥夯土结构性能的关键部位，必须确保其具有足够的抗弯承载力和变形性能。

现有抗弯测试装置多数是反力架与千斤顶的组合，主要适用于钢梁、混凝土梁或钢混组合节点，其特点在于，钢、混凝土或组合构件本身具有很大的刚度，通过螺杆可以较方便地锚固；构件的侧面和顶面容易施加其它荷载，如模拟重力作用而通过千斤顶施加竖向压力，模拟侧向约束作用而通过千斤顶或预应力施加水平压力等。但是，这些装置用于夯土与木梁节点抗弯加载试验时，仍存在一些不足之处：夯土成形前较为松散，即使成形也容易脆性破坏，难以锚固在地面或其它反力装置上，安装拆卸不便；夯土的顶面和侧面难以均匀施加荷载，容易局部受力集中而导致夯土块溃散，不能起到嵌固木梁，从而实现节点抗弯性能加载试验的目的。

发明内容

本发明提供了夯土与木梁节点抗弯承载与变形性能的测试装置及其使用方法，其克服了背景技术所存在的不足。本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

夯土与木梁节点抗弯承载与变形性能的测试装置，夯土与木梁节点包括夯土块和一端插接在夯土块内的木梁，木梁另一端悬空，该测试装置包括：

套箍机构，其包括容置腔体和顶压板，夯土块置于容置腔体内且木梁悬空的一端伸出容置腔体外，所述顶压板盖置在夯土块上且可在容置腔体内上下移动；

弯矩加载机构，其包括第一平衡反力架和可在竖直方向上拉拔或顶压木梁悬空的一端以对夯土和木梁节点施加正弯矩或负弯矩的弯矩施力器，该弯矩施力器安装在第一平衡反力架上；

轴力加载机构，其包括第二平衡反力架和可对顶压板施加轴向力进而传递至夯土块以模拟竖直方向重力作用的轴力施力器，该轴力施力器安装在第二平衡反力架上；及

可对夯土块侧面施加压力的侧压力加载机构，其位于容置腔体内。

一较佳实施例之中：所述侧压力加载机构包括两个侧压板和若干个对拉螺栓，夯土块位于两个侧压板之间，对拉螺栓两端分别与两个侧压板相连，可通过旋紧螺母以使两个侧压板相向移动而对夯土块施加侧向压力。

一较佳实施例之中：所述对拉螺栓设有四个且环形间隔布置在夯土块的四周。

一较佳实施例之中：所述容置腔体侧壁设有若干个分别与对拉螺栓相对应的让位侧孔；所述容置腔体前壁设有让位端孔，木梁悬空的一端从让位端孔伸出，该让位端孔沿着容置腔体高度方向延伸以对木梁的变形进行让位。

一较佳实施例之中：该测试装置还包括地锚机构，该地锚机构包括地锚基座和安装在地锚基座的地锚螺杆，地锚基座固接在容置腔体外。

一较佳实施例之中：所述地锚机构设有两组且分别与容置腔体的前后侧壁相连接。