[发明专利]一种弧形梁柱子结构抗连续倒塌试验装置

说明书

本发明公开了一种弧形梁柱子结构抗连续倒塌试验装置，包括弧形梁柱子结构试件，其特征在于：还包括一柱头约束装置；所述弧形梁柱子结构试件包括一弧形梁和位于弧形梁两端的支承柱，在弧形梁的中间为下端无支撑的柱头；所述柱头约束装置包括底板以及设置在底板上的限位柱，在所述限位柱上设置有沿限位柱高度方向的限位槽；所述弧形梁柱子结构试件的柱头位于所述限位槽内并可沿限位槽上下滑动。本发明优点在于：试件中柱柱头的转动及水平向变形被约束，仅有竖向自由度，可真实模拟弧形梁结构的倒塌过程；约束装置与柱头之间通过聚四氟乙烯板接触，摩擦力较小，减小了装置对试件提供的竖向抗力，避免了对试验结果的干扰。

技术领域

本发明属于建筑结构防灾减灾领域，涉及一种弧形梁柱子结构抗连续倒塌试验装置。

背景技术

自然灾害导致的结构连续性倒塌事件，往往会造成巨大的人员伤亡和财产损失，所以针对结构抗连续倒塌性能的设计至关重要。结构经过合理的抗连续倒塌设计，当偶然荷载造成结构局部破坏时，结构能够通过备用荷载路径进行内力重分布，阻止破坏的进一步扩展，则能尽可能减少人员的伤亡、减轻结构的破坏程度。但这种抵御结构连续倒塌的能力，往往需要通过试验才能明确。

现有技术中，有研究人员提出了各种抗连续性倒塌试验方法，如一种混凝土板柱结构连续倒塌性能测试装置及试验方法，其发明的目的在于实现板柱结构的连续倒塌试验，研究板柱结构在遭受偶然荷载造成结构局部破坏失效时的内力重分布情况；一种钢框架连续倒塌动力试验装置，其目的是为实现钢框架连续倒塌动力试验，通过该试验装置可在户外进行试验，并实现瞬间加载。

现今各种建筑形式层出不穷，新颖、独特的建筑造型也是风格迥异，弧形窗、弧形阳台、弧形转角等形式的造型决定了结构中弧形梁构件的出现。但目前还未有针对弧形梁柱结构的连续倒塌试验装置。弧形梁与直线梁倒塌机制有所不同，直线梁在非偏心的竖向荷载作用下，平面外的变形和内力均为零；在扭矩的作用下，弯曲方向的变形和内力也为零，即直线梁的弯曲内力与扭矩是相互独立、互不影响的。而弧形梁却不同，在竖向荷载作用下存在弯剪扭耦合现象。因此，在无约束的情况下，弧形梁柱子结构倒塌过程中，弧形梁将出现面外位移及旋转，使失效柱柱头产生翻转，不能竖直向下运动。在实际工程中，考虑到一般框架结构柱失效可能位于不同楼层与平面位置，上层及周边结构将对失效柱柱头产生约束效应，使之只能竖直向下运动。

综上所述，现有技术存在的问题是：必须对柱头进行约束，限制面外位移及旋转，以符合弧形框架结构真实的倒塌状态。同时，必须消除试件与约束装置间的摩擦力对试件提供的竖向抗力，否则得不到准确的试验结果。再者，对于不同圆弧角的弧形梁，柱头的相对位置有所不同，约束装置必须具有较强的适用性。最后，试件及装置的制作工程中还可能存在误差，将对试验系统内各部分的安装造成一定影响。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提出一种弧形梁柱子结构抗连续倒塌试验装置，以实现弧形框架结构真实的倒塌状态，并获取准确的试验结果。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种弧形梁柱子结构抗连续倒塌试验装置，包括弧形梁柱子结构试件，其特征在于：还包括一柱头约束装置；所述弧形梁柱子结构试件包括一弧形梁和位于弧形梁两端的支承柱，在弧形梁的中间为下端无支撑的柱头；所述柱头约束装置包括底板以及设置在底板上的限位柱，在所述限位柱上设置有沿限位柱高度方向的限位槽；所述弧形梁柱子结构试件的柱头位于所述限位槽内并可沿限位槽上下滑动。

在所述柱头上与限位槽接触的表面设置有用于降低摩擦阻力的矩形四氟滑板式橡胶垫。

在所述限位槽上与柱头接触的表面也设置有用于降低摩擦阻力的聚四氟乙烯板。

所述限位柱包括相对设置的固接钢柱和可调节钢柱，在固接钢柱和可调节钢柱上相对的一侧分别设置有半开口的槽，两个半开口槽构成所述限位槽。