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原文传递一种适合于型钢混凝土异形柱的复合受力试验装置及方法

专利名称：	一种适合于型钢混凝土异形柱的复合受力试验装置及方法
摘要：	本发明公开了一种适合于型钢混凝土异形柱的复合受力试验装置及方法，包括固定于试验台上的试件，试件顶部与十字箱型钢梁连接，试验台与十字箱型钢梁之间架设有竖向电液伺服作动器；试件的侧部设有一对连接到L形反力墙上的水平电液伺服作动器；竖向电液伺服作动器通过十字箱型钢梁对试件施加竖向荷载；水平电液伺服作动器通过设在十字箱型钢梁侧部的竖直钢梁对试件施加剪力、弯矩和扭矩。通过试验台、十字箱型钢梁分别与试件连接，模拟框架柱两端固结的边界条件；调整水平作动器的位移，实现试件纯扭状态下的性能研究；同时调整竖向作动器和水平作动器的位移，实现试件复合受力(压弯剪、拉弯剪、压弯剪扭、拉弯剪扭)状态下的性能研究。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安建筑科技大学
发明人：	刘祖强;周超锋;韩有伟;薛建阳
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-31T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910704169.8
公开号：	CN110296901A
代理机构：	西安通大专利代理有限责任公司
代理人：	姚咏华
分类号：	G01N3/20(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	710055 陕西省西安市碑林区雁塔路13号
主权项：	1.一种适合于型钢混凝土异形柱的复合受力试验装置，其特征在于，包括L形反力墙(1)、试验台(2)、竖向电液伺服作动器(6)、水平电液伺服作动器(7)、十字箱型钢梁(5)和竖直钢梁(4)；所述试验台(2)设在L形反力墙(1)下方，试件(3)底部固定于试验台(2)上，顶部与十字箱型钢梁(5)连接，在试验台(2)与箱型十字钢梁(5)之间架设有竖向电液伺服作动器(6)；在试件(3)的侧部设有一对连接到L形反力墙(1)上的水平电液伺服作动器(7)；竖向电液伺服作动器(6)通过十字箱型钢梁(5)对试件施加竖向荷载；水平电液伺服作动器(7)通过设在十字箱型钢梁(5)的侧部的竖直钢梁(4)对试件施加剪力、弯矩和扭矩。 2.根据权利要求1所述的一种适合于型钢混凝土异形柱的复合受力试验装置，其特征在于，所述试件(3)底部通过地脚螺栓(8)固定于试验台(2)上，顶部通过高强螺栓(9)与十字箱型钢梁(5)连接；十字箱型钢梁(5)上垫有刚性垫板(10)。 3.根据权利要求1所述的一种适合于型钢混凝土异形柱的复合受力试验装置，其特征在于，所述试件(3)为一根异形柱，即截面为L形、T形或十字形的结构柱；异形柱顶部为悬臂梁，十字箱型钢梁(5)通过高强螺栓(9)与悬臂梁连接；异形柱底部为十字形基座，十字形基座通过地脚螺栓(8)与试验台(2)固定连接。 4.根据权利要求1所述的一种适合于型钢混凝土异形柱的复合受力试验装置，其特征在于，四个竖向电液伺服作动器(6)分别设于十字箱型钢梁(5)的四个臂与试验台(2)之间。 5.根据权利要求1所述的一种适合于型钢混凝土异形柱的复合受力试验装置，其特征在于，所述十字箱型钢梁(5)侧部的竖直钢梁(4)为两个，上部侧壁与十字箱型钢梁(5)相接，水平电液伺服作动器(7)为两个，其分别一端顶在L形反力墙(1)上，一端顶在竖直钢梁(4)上。 6.根据权利要求5所述的一种适合于型钢混凝土异形柱的复合受力试验装置，其特征在于，通过调节两个水平电液伺服作动器(7)的长度对试件施加剪力、弯矩和扭矩。 7.根据权利要求5所述的一种适合于型钢混凝土异形柱的复合受力试验装置，其特征在于，所述十字箱型钢梁(5)的侧部的竖直钢梁(4)为多层平行布置的钢板通过连接两侧板构成，侧板与水平电液伺服作动器(7)对接。 8.一种权利要求1-7任一项所述装置进行适合于型钢混凝土异形柱的复合受力试验方法，其特征在于，包括如下步骤： 1)试验加载前，调整所有竖直向电液伺服作动器(6)，使其顶部在同一个平面内； 2)试件(3)分别与十字箱型钢梁(5)及试验台(2)固定；将竖直钢梁(4)与十字箱型钢梁(5)固定；调整水平向电液伺服作动器(7)的作用面高度，使其与位于试件(3)高度中点的反弯点等高，并与侧部竖直钢梁(4)连接固定； 3)试验加载时，可通过调节两个水平向电液伺服作动器(7)的位移大小对试件施加剪力、弯矩及扭矩，以研究构件在不同受力状态下的性能； 4)纯扭状态下加载时，水平向电液伺服作动器(7)的一个作动器伸长使其产生推力，另一个作动器缩短使其产生拉力，使推力与拉力相等，而试件(3)由于与十字箱型钢梁(5)固结，受力时试件沿其形心轴发生转动，试件(3)自身受到十字箱型钢梁(5)传来的扭矩效应； 5)压弯剪状态下加载时，将四个竖向电液伺服作动器(6)的拉力调整至试件的设计轴压力；然后根据试验加载制度调整两个水平向电液伺服作动器(7)，使其同时产生推力或拉力，且产生的推力或拉力时刻相等，即可完成压弯剪状态下的加载； 6)拉弯剪状态下加载时，将四个竖向电液伺服作动器(6)的推力调整至试件的设计轴拉力；然后根据试验加载制度调整两个水平向电液伺服作动器(7)，使其同时产生推力或拉力，且产生的推力或拉力时刻相等，即可完成拉弯剪状态下的加载； 7)压弯剪扭复合受力时，根据设计轴压力，调整四个竖向电液伺服作动器(6)使其拉力达到设计值；调整两个水平向电液伺服作动器(7)的长度，使其产生推力或拉力，两个作动器的推力或拉力不相等，即两个水平作动器的水平位移不相等，即可完成压弯剪扭状态下的加载； 8)拉弯剪扭复合受力时，根据设计轴拉力，调整四个竖向电液伺服作动器(6)使其推力达到设计值；调整两个水平向电液伺服作动器的长度，使其产生推力或拉力，两个作动器的推力或拉力不相等，即两个水平向电液伺服作动器的水平位移不相等，即可完成拉弯剪扭状态下的加载。 9.根据权利要求8所述的适合于型钢混凝土异形柱的复合受力试验方法，其特征在于，四个竖向电液伺服作动器(6)均可产生推力或拉力，两个水平向电液伺服作动器(7)均可产生推力或拉力，且大小可以相等或不相等。
所属类别：	发明专利