[发明专利]一种砌体墙平面外抗震性能实验系统及其实验方法

说明书

本发明公开了一种砌体墙平面外抗震性能实验系统，包括：静力台座，设置在静力台座上一侧的侧向限位系统，设置在静力台座上另外一侧的横向荷载系统，在侧向限位系统以及横向荷载系统之间设置待测砌体墙，该系统还包括设置在墙体上方的竖向荷载系统；本发明还公开了一种应用砌体墙平面外抗震性能实验系统的实验方法；该方法基于拟静力试验方法，利用水平往复作作动器模拟面外地震荷载作用；本发明通过多级剪力分配装置实现四分点加载再将力传递至第二螺杆，第二螺杆将平面外均布荷载拟化为四条水平等距的横向集中力传到试件上，具有传力路径明确，应力分布均匀，实验精度高结果精准的特点，使得对构件的平面外抗震性能研究更加准确可靠。

技术领域

本发明涉及建筑结构抗震试验技术领域，特别是涉及一种砌体墙平面外抗震性能实验系统及其实验方法。

背景技术

砌体结构是世界上应用历史最为悠久的建筑结构形式。由于砌体材料来源广泛,施工方便,相对造价低廉,因而在世界各国都得到了普遍应用。由于砖砌体属脆性材料,其具有一定的抗压承载力,而抗拉、抗剪、抗弯能力很低,因此砌体结构特别是无筋砌体结构的整体性较差,承载力较低。由于砌块及砂浆的抗拉强度非常低，砌块墙体在承受平面外荷载时墙体很快就会沿灰缝发生弯曲破坏，而配筋砌体内设置的纵向钢筋主要集中在平面外截面受弯的中和轴附近，对抵抗平面外弯矩的贡献非常小。现行规范中对砌体结构平面内受力分析模式做了十分详细说明，而实际工程中一般也只考虑砌体的平面内受力性能，对其平面外的受力性能一般只在构造上予以考虑。然而砌体结构在承受平面内荷载的同时还可能承受由强风、洪水、爆炸冲击波以及山体滑坡等引起的平面外荷载。实验方法和实验装置的设计对于更好的模拟墙体在实际荷载下的受力情况起着举足轻重的作用，现有拟静力试验装置尤其是抗弯实验装置有着很大的局限性，如不能消除试件自重以及只能进行单调加载等弊端。因此，设计一种新型砖砌体墙平面外抗震性能试验和方法从而完善砖砌体墙的抗震性能的实验研究，为砖砌体墙的设计和加固提供理论参考。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种砌体墙平面外抗震性能实验系统及其实验方法，用以更加真实地模拟墙体在地震荷载下的受力性能及抗震性能，而且试验效果符合预期、数据真实可靠。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种砌体墙平面外抗震性能实验系统，包括：静力台座，设置在所述静力台座上一侧的侧向限位系统，设置在所述静力台座上另外一侧的横向荷载系统，在所述侧向限位系统以及所述横向荷载系统之间设置待测砌体墙，所述待测砌体墙通过基础梁固定在所述静力台座上，所述待测砌体墙的上方浇筑有圈梁，所述实验系统还包括设置在所述圈梁上方的竖向荷载系统；

所述侧向限位系统包括至少一个三脚架，所述三脚架设置在所述待测砌体墙的一侧，所述三脚架的底面固定在所述静力台座上，所述三脚架平面一侧的上端与所述圈梁之间设有多个第一螺杆，所述三脚架平面一侧的下端与所述基础梁进行固定连接，所述三脚架的斜面一侧还设置有垫板，所述垫板固定在静力台座上，在所述垫板与所述三脚架的斜面之间，设置有横向千斤顶；

所述横向荷载系统包括反力墙，所述反力墙固定在所述静力台座上，并且设置在所述待测砌体墙的另外一侧，在所述反力墙与所述待测砌体墙之间设有水平往复作动器，所述水平往复作动器的底座固定在所述反力墙的墙面上，在所述水平往复作动器与所述待测砌体墙之间还设有多级剪力分配装置，所述多级剪力分配装置包括：垂直设置的长工字钢和两个短工字钢，所述长工字钢的一侧与所述水平往复作动器的端头活动连接，所述长工字钢的另外一侧的上端以及下端对称设置短工字钢，所述长工字钢与所述短工字钢之间通过钢管进行固定连接，所述两个短工字钢与固定在所述待测砌体墙上的双面螺杆连接装置进行连接；

所述竖向荷载系统包括至少一个反力架，所述反力架包括横梁，所述横梁通过立柱固定在所述静力平台上，并且置于所述圈梁的上方，所述横梁的下方连接有压梁，所述压梁与所述圈梁平齐，并且置于在所述圈梁的正上方，在所述压梁与所述圈梁之间设有多个竖向千斤顶。