[发明专利]一种结构墙体构件平面内外耦合加载试验装置

说明书

本发明涉及一种结构墙体构件平面内外耦合加载试验装置，包括移动式底座、反力框架、气囊、面内竖向加载梁及面内水平加载梁。所述反力框架布置在待测试墙体两侧，反力框架邻近待测试墙体一侧顶部布置若干水平支撑杆，外侧通过斜向支撑杆与移动式底座连接，底部通过螺栓与移动式底座连接。在待测墙体与反力框架之间各布置一个气囊，墙体顶部布置平面内竖向加载梁及水平加载梁，并在地梁两侧与移动式底座之间各布置两个可伸缩水平支撑杆。该装置实现对结构墙体构件平面内外同时加载，真实地模拟了墙体承受的双向往复地震作用。用于结构墙体构件的平面内外耦合作用试验，对研究工程结构墙体的破坏模式及墙体构件平面内外相互作用机理具有重要意义。

技术领域

本发明属于土木工程领域，具体涉及一种结构墙体构件平面内外耦合加载试验装置。

背景技术

发生地震时，工程结构往往遭受双向地震作用，研究结构墙体在双向地震作用下的受力性能、破坏模式及失效机理对工程结构的设计优化和性能提升具有重要意义。现有测试结构墙体力学性能的试验主要包括拟静力试验、拟动力试验及振动台试验，上述试验的试验装置主要包括面内水平加载梁装置、千斤顶加载装置、气囊加载装置和振动台试验装置。拟静力试验加载梁装置和千斤顶加载装置能够对结构墙体进行点加载，但不能进行结构墙体的全平面均匀加载。气囊加载装置能够实现结构墙体的面外全平面均匀加载，但无法进行墙体的平面内加载，上述试验装置无法真实地模拟双向地震的往复作用。振动台试验装置能够真实模拟地震作用下结构墙体的平面内外的力学性能，但无法绘制荷载-位移曲线，试验费用高昂。同时，现有试验装置不能随意移动，被测试的结构构件尺寸受限，使用不方便。因此，有必要设计一种能够实现墙体面内面外同时加载的试验装置，解决上述试验装置存在的问题。

专利CN105258890A公开了一种剪力墙在拉弯剪复合作用下的抗震性能试验装置，用于对已经固定好的剪力墙试件加载，包括竖向拉压千斤顶、反力梁、竖向拉压千斤顶固定装置、竖向拉压千斤顶加载装置、水平拉压千斤顶、反力墙、水平拉压千斤顶固定装置、水平拉压千斤顶加载装置，其中，竖向拉压千斤顶加载装置包括竖向拉压千斤顶的第二上加载板、第二锚杆和第二锚栓；第二锚杆穿过第二上加载板预留孔和剪力墙试件加载梁预留孔，上端通过第二上加载板与剪力墙试件加载梁固定连接，该装置适用于钢筋混凝土剪力墙、砌体墙和钢板混凝土剪力墙在轴拉力和低周反复荷载作用下的抗震性能试验，然而其仍无法较好的真实模拟双向地震的往复作用，无法方便的绘制荷载-位移曲线。

发明内容

本发明的目的是提供一种适应性强、成本低且能够实现结构墙体面内面外同时加载的试验装置，以解决现有试验装置无法准确模拟双向往复地震作用及试验场地受限等问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种结构墙体构件平面内外耦合加载试验装置，包括可临时固定在地面上的移动式底座、间隔设置在所述移动式底座上的一对反力框架、设于所述反力框架之间的气囊、面内水平加载梁及面内竖向加载梁；

所述反力框架的底部铰接在所述移动式底座上，所述反力框架外部的上端与所述移动式底座之间设有斜向支撑杆，所述斜向支撑杆的两端分别与所述反力框架和所述移动式底座铰接，形成移动式反力框架；

待测试墙体安装在一对反力框架之间，且所述气囊夹在所述反力框架与待测试墙体中间，通过气泵对所述气囊进行充气加压；

所述面内水平加载梁水平安装在所述待测试墙体上，所述面内水平加载梁端部连接水平作动器，施加水平荷载；

所述面内竖向加载梁竖直安装在所述待测试墙体上端，并连接竖向千斤顶施加竖向荷载。

试验时，装置通过反力框架将气囊的平面外压力均匀传递至待测试墙体上，通过面内水平加载梁将水平作动器施加的平面内水平荷载传递至待测试墙体上，通过面内竖向加载梁将竖向千斤顶施加的平面内竖向荷载传递至待测试墙体上，为了获取往复荷载作用下框架填充墙的平面外荷载—位移曲线，墙体一侧气囊充气加压时，另一侧气囊放气卸压并移除，两侧气囊交替加载。