本發(fā)明屬于工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種平面框架節(jié)點(diǎn)加載及節(jié)點(diǎn)區(qū)剪切變形測量裝置。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的平面框架節(jié)點(diǎn)加載裝置有三種，一種采用滑動裝置在柱頂施加軸向力，該裝置較為復(fù)雜且無法避免水平摩擦力增加的誤差，當(dāng)軸壓比較大時誤差更為嚴(yán)重。第二種為采用千斤頂在梁端加載，該裝置在采用兩個千斤頂同時加載時，千斤頂之間的協(xié)同控制困難。第三種為將第一種裝置加軸向力的滑動裝置換成MTS或千斤頂，通過MTS或千斤頂?shù)拈L度及鉸來實(shí)現(xiàn)水平變形，這種會導(dǎo)致水平荷載的不確定性，并且無法保證豎向千斤頂?shù)幕赜蛦栴}，即豎向荷載無法保持恒定

節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的剪切變形是衡量節(jié)點(diǎn)性能的一個重要指標(biāo)，對于測量節(jié)點(diǎn)區(qū)剪切變形，尤其是圓形節(jié)點(diǎn)剪切變形，尚未有較好的辦法。目前針對鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)的測量方法會或多或少對構(gòu)件造成損害，是非無傷檢測；同時對于鋼筋混凝土，保護(hù)層脫落會導(dǎo)致預(yù)埋鋼筋的方法有較大誤差。對于鋼-混凝土組合節(jié)點(diǎn)，傳統(tǒng)測量方法無法測量核心區(qū)整體剪切變形，而僅測量鋼管變形，不夠準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)加載裝置復(fù)雜且施加較大軸向力時會產(chǎn)生較大誤差的問題。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種平面框架節(jié)點(diǎn)加載及節(jié)點(diǎn)區(qū)剪切變形測量裝置，包括軸向自平衡反力架、水平加載反力架和二力桿支撐架。

所述軸向自平衡反力架包括加載板、液壓千斤頂Ⅰ、反力梁和柱鉸支座。節(jié)點(diǎn)試件放置在柱鉸支座上。所述節(jié)點(diǎn)試件的上端放置加載板。所述反力梁位于加載板的上方。所述液壓千斤頂Ⅰ豎直布置在加載板與反力梁之間。所述液壓千斤頂Ⅰ固定在反力梁的下表面，其工作端與加載板的表面接觸。

所述節(jié)點(diǎn)試件通過水平加載反力架施加水平加載力。所述水平加載反力架包括反力柱、液壓千斤頂Ⅱ和夾具裝置。所述夾具裝置固定裝夾在節(jié)點(diǎn)試件的上部。所述液壓千斤頂Ⅱ水平布置，并通過鉸鏈固定在反力柱上。所述液壓千斤頂Ⅱ的工作端鉸接于夾具裝置上。

所述節(jié)點(diǎn)試件的橫梁兩端對稱布置有二力桿支撐架。所述二力桿支撐架包括為二力桿、底座、蓋板和上端鉸。所述二力桿豎直布置，它的下端鉸接于底座上。所述蓋板和上端鉸分別位于在橫梁的上、下表面，并通過連接件將橫梁夾緊。

進(jìn)一步，所述柱鉸支座固定在底梁上。所述底梁通過地錨固定于地基平面上。

進(jìn)一步，所述二力桿由上二力桿、下二力桿和連接板組成。所述上二力桿的上端與上端鉸連接，其下端通過連接板與下二力桿的上端連接。所述下二力桿的下端鉸接于底座上。

進(jìn)一步，所述二力桿采用格構(gòu)式鋼柱結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，還包括一組關(guān)于節(jié)點(diǎn)試件對稱布置的上鋼棒、下鋼棒和套筒。所述上鋼棒的上端固定于反力梁上。所述下鋼棒的下端固定于柱鉸支座上。所述上鋼棒和下鋼棒處于同一豎直直線上，并通過套筒連接。

進(jìn)一步，所述上鋼棒/下鋼棒上安裝有應(yīng)變片。

進(jìn)一步，還包括節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅰ和節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅱ。

所述節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅰ和節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅱ固定于X支架上。所述X支架由兩個矩形框架和一個X型支撐桿組成。所述X支架安裝在節(jié)點(diǎn)試件的節(jié)點(diǎn)區(qū)。兩個矩形框分別位于橫梁的上下兩側(cè)，并通過X型支撐桿連接。所述節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅰ和節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅱ分別安裝在X型支撐桿的端部。通過調(diào)節(jié)鉆孔螺栓使其孔與節(jié)點(diǎn)位移計(jì)的測量端對應(yīng)，通過測量對角線的長度變化從而計(jì)算出節(jié)點(diǎn)剪切變形。

進(jìn)一步，兩個所述矩形框架分別置于節(jié)點(diǎn)區(qū)端部。

本發(fā)明的技術(shù)效果是毋庸置疑的。加載裝置通過自平衡的方式施加軸向力消除了傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)加載裝置施加較大軸向力時導(dǎo)致的誤差；通過在柱端加載實(shí)現(xiàn)方便操控；梁端二力桿采用格構(gòu)式二力桿和合理鉸接形式防止構(gòu)件平面外變形及梁的扭轉(zhuǎn)，同時采用高強(qiáng)螺栓和長圓形螺栓孔進(jìn)行連接控制試件的安裝精度；本發(fā)明的測量裝置安裝方便，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的示意圖；

圖2為本發(fā)明的測量裝置布置示意圖；

圖3為X支架的示意圖；

圖4為節(jié)點(diǎn)位移計(jì)的布置示意圖。

圖中：加載板1、液壓千斤頂Ⅰ2、反力梁3、反力柱4、液壓千斤頂Ⅱ5、二力桿6、上二力桿601、下二力桿602、連接板603、底座7、蓋板8、上端鉸9、柱鉸支座10、節(jié)點(diǎn)試件11、底梁12、上鋼棒13、下鋼棒14、套筒15、節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅰ19、節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅱ20、夾具裝置21、X型支撐桿22、矩形框架23、鉆孔螺栓24。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)該理解為本發(fā)明上述主題范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

參見圖1，本實(shí)施例提供一種平面框架節(jié)點(diǎn)加載及節(jié)點(diǎn)區(qū)剪切變形測量裝置，包括軸向自平衡反力架、水平加載反力架和二力桿支撐架。

所述軸向自平衡反力架包括加載板1、液壓千斤頂Ⅰ2、反力梁3和柱鉸支座10。十字型節(jié)點(diǎn)試件11放置在柱鉸支座10上。所述柱鉸支座10固定在底梁12上。所述底梁12通過地錨固定于地基平面上。所述節(jié)點(diǎn)試件11的上端放置加載板1。所述反力梁3位于加載板1的上方。所述液壓千斤頂Ⅰ2豎直布置在加載板1與反力梁3之間。所述液壓千斤頂Ⅰ2固定在反力梁3的下表面，其工作端與加載板1的表面接觸。

本實(shí)施例中，還包括一組關(guān)于節(jié)點(diǎn)試件11對稱布置的上鋼棒13、下鋼棒14和套筒15。所述上鋼棒13的上端通過螺栓固定于反力梁3上。所述下鋼棒14的下端通過螺栓固定于柱鉸支座10上。所述上鋼棒13和下鋼棒14處于同一豎直直線上，并通過套筒15連接，套筒連接的目的在于使整套系統(tǒng)安裝于拆卸方便。所述上鋼棒13上安裝有應(yīng)變片。當(dāng)液壓千斤頂Ⅰ2施加軸向力至預(yù)定值時，可以通過上鋼棒13上的應(yīng)變片和液壓表讀數(shù)確定是否加載到預(yù)定軸向力。

所述節(jié)點(diǎn)試件11通過水平加載反力架施加水平加載力。所述水平加載反力架包括反力柱4、液壓千斤頂Ⅱ5和夾具裝置21。所述夾具裝置21固定裝夾在節(jié)點(diǎn)試件11的上部。所述液壓千斤頂Ⅱ5水平布置，并通過鉸鏈固定在反力柱4上。所述液壓千斤頂Ⅱ5的工作端鉸接于夾具裝置21上。當(dāng)液壓千斤頂Ⅱ5開始加載時，其工作端施加推力，并通過夾具裝置21傳遞至節(jié)點(diǎn)試件11的上部。

所述節(jié)點(diǎn)試件11的橫梁兩端對稱布置有二力桿支撐架。所述二力桿支撐架包括為二力桿6、底座7、蓋板8和上端鉸9。所述二力桿6豎直布置，它的下端鉸接于底座7上，它的上端與上端鉸9連接。所述蓋板8和上端鉸9分別位于在橫梁的上、下表面，并通過連接件將橫梁夾緊。

本實(shí)施例中，所述二力桿6采用格構(gòu)式鋼柱結(jié)構(gòu)。所述二力桿6由上二力桿601、下二力桿602和連接板603組成，通過將二力桿一分為二，用連接板連接，可以彌補(bǔ)試驗(yàn)系統(tǒng)和試件加工之間不可避免的幾何尺寸誤差，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確。所述上二力桿601的上端與上端鉸9連接，其下端通過連接板603與下二力桿602的上端連接。所述下二力桿602的下端鉸接于底座7上。其中二力桿6的拼裝采用摩擦型高強(qiáng)螺栓。

參見圖2至圖4，進(jìn)行試驗(yàn)時，還安裝有節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅰ19和節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅱ20。

所述節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅰ19和節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅱ20固定于X支架上。所述X支架由兩個矩形框架23和一個X型支撐桿22組成，其中兩個矩形框架23上下布置，X型支撐桿22位于它們的同一側(cè)將它們連接在一起。所述X支架安裝在節(jié)點(diǎn)試件11的節(jié)點(diǎn)區(qū)。其中節(jié)點(diǎn)試件11的柱穿過矩形框架23的中孔。兩個矩形框23分別位于橫梁的上下兩側(cè)。兩個所述矩形框架23分別與橫梁的上、下兩側(cè)的端部。所述節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅰ19和節(jié)點(diǎn)位移計(jì)Ⅱ20分別安裝在X型支撐桿22的下端。通過調(diào)節(jié)鉆孔螺栓24使其孔與節(jié)點(diǎn)位移計(jì)的測量端對應(yīng)，通過測量對角線的長度變化從而計(jì)算出節(jié)點(diǎn)剪切變形。