[發明專利]一種裝配式冷彎薄壁型鋼墻體的抗震試驗裝置及其安裝方法

有效

• 申請號: 201710665693.X
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN107314880B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 閆維明;慕婷婷;謝志強;宋林琳
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種裝配式冷彎薄壁型鋼墻體的抗震試驗裝置，其特征在于：該抗震試驗裝置包括裝配式冷彎薄壁型鋼墻體(1)、底梁(2)、加載頂梁(3)、直線導軌(4)、平面外支撐裝置(5)、豎向千斤頂(6)、分配梁(7)、水平千斤頂(8)、底梁墊塊(9)、反力架(10)、高強螺栓(11)和地錨螺栓(12)；

裝配式冷彎薄壁型鋼墻體(1)包括邊立柱(101)、中立柱(102)、上導軌(103)、下導軌(104)，橫撐(105)、抗拔連接件(106)；邊立柱(101)為兩根背靠背的C型鋼或U型鋼，兩根型鋼通過自攻螺釘或鉚釘連接；中立柱(102)為C型鋼或U型鋼，邊立柱(101)和中立柱(102)，以及各個中立柱(102)間距為300mm的模數；上導軌(103)和下導軌(104)為帶有預留孔的兩根背靠背C型鋼通過自攻螺釘或鉚釘連接而成；橫撐(105)為工廠預制帶有預留孔的C型鋼，C型鋼嵌套固定在邊立柱(101)和中立柱(102)間，以及各個中立柱(102)間；預制的邊立柱(101)與中立柱(102)均勻嵌入上導軌(103)和下導軌(104)內，通過自攻螺釘或鉚釘固定連接；上導軌(103)、下導軌(104)通過高強螺栓(11)連接固定在加載頂梁(3)和底梁(2)上；抗拔連接件(106)位于墻體的邊立柱(101)底部，抗拔連接件(106)的上端通過自攻螺釘與邊立柱(101)連接，抗拔連接件(106)的下端通過高強螺栓(11)與底梁(2)連接；

底梁(2)包括矩形方鋼管(201)和槽鋼(202)；矩形方鋼管(201)為空心矩形鋼管，方鋼管(201)與槽鋼(202)壁厚為10-20mm；槽鋼(202)放置于方鋼管(201)上，校正定位后，兩側翼緣與方鋼管(201)通過45°剖口焊接；焊接完成后對底梁(2)沿長度方向上下兩側統一打孔；預留孔的間距為300mm的模數；下導軌(104)嵌套在槽鋼(202)上，采用高強螺栓(11)將下導軌(104)、槽鋼(202)、方鋼管(201)連接，用來固定墻體位置、限制墻體運動及傳遞冷彎薄壁型鋼墻體(1)的作用力；底梁(2)焊接在底梁墊塊(9)上；

加載頂梁(3)包括方鋼管(301)、槽鋼(302)、墊塊(303)和作動器連接件(304)；矩形方鋼管(301)為空心矩形鋼管，方鋼管(301)與槽鋼(302)壁厚為10-20mm；槽鋼(302)放置于方鋼管(301)上，校正定位后，兩側翼緣與方鋼管(201)通過45°剖口焊接；焊接完成后對加載頂梁(3)沿長度方向上下兩側統一打孔；預留孔間距為300mm的模數；上導軌(103)、槽鋼(302)及方鋼管(301)采用高強螺栓(11)連接；墊塊(303)四周焊接在方鋼管(301)一端；作動器連接件(304)用來連接水平千斤頂(8)，并與墊塊(303)通過雙面焊接；

直線導軌(4)包括導軌(401)、滑塊(402)；導軌(401)、滑塊(402)相互嵌套連接，摩擦系數為0.001-0.003；導軌(401)與反力架(10)的頂梁、滑塊(402)與豎向千斤頂(6)均采用螺栓連接；

平面外支撐裝置(5)包括平面外支撐(501)和限位裝置(502)；平面外支撐(501)為U型剛架，端部設有開孔矩形端板，通過螺栓固定連接在反力架(10)的頂梁上；限位裝置(502)通過兩個螺桿及兩塊鋼板將平面外支撐(501)夾緊，用松緊度控制平面外支撐(501)對冷彎薄壁型墻體(1)的平面外限制程度；

所述的分配梁(7)放置于頂梁上部的墊塊上，分配豎向千斤頂(6)傳來的作用力。

2.根據權利要求1所述的一種裝配式冷彎薄壁型鋼墻體的抗震試驗裝置，其特征在于：所述的裝配式冷彎薄壁型鋼墻體(1)為工廠預制結構。

3.根據權利要求1所述的一種裝配式冷彎薄壁型鋼墻體的抗震試驗裝置，其特征在于：底梁(2)和加載頂梁(3)為工廠預制熱軋型鋼組件。

4.根據權利要求1所述的一種裝配式冷彎薄壁型鋼墻體的抗震試驗裝置，其特征在于：所述的直線導軌(4)為滾輪式直線導軌、圓柱式直線導軌或滾珠式直線導軌。

5.根據權利要求1所述的一種裝配式冷彎薄壁型鋼墻體的抗震試驗裝置，其特征在于：所述的平面外支撐裝置(5)為工廠預制的限制冷彎薄壁型墻體(1)的失穩裝置。

6.利用權利要求1所述試驗裝置進行的一種裝配式冷彎薄壁型鋼墻體的抗震試驗裝置的安裝方法，其特征在于：

S1首先通過地錨螺栓(12)將底梁墊塊(9)與地梁連接，底梁(2)雙面焊接在底梁墊塊(9)上；

S2在上述步驟S1中將裝配式冷彎薄壁型鋼墻體(1)吊裝在底梁(2)上，墻體下導軌(104)與底梁(2)的槽鋼(202)嵌套、與底梁(2)通過高強螺栓(11)連接，固定好墻體位置；抗拔連接件(106)安裝于邊立柱(101)底部，抗拔連接件(106)頂部與邊立柱(101)通過自攻螺釘連接，底部用高強螺栓(11)將抗拔連接件(106)、下導軌(104)和底梁(2)一同連接；

S3在上述步驟S2墻體固定好位置的基礎上，將加載頂梁(3)吊裝在冷彎薄壁型鋼墻體(1)頂部，加載頂梁(3)與墻體上導軌(103)通過高強螺栓(11)連接固定；

S4在上述步驟S3加載頂梁(3)吊裝好的基礎上，將水平千斤頂(8)固定在反力架(10)上，同時與加載頂梁(3)保持同一水平高度，通過作動器連接件(304)將水平千斤頂(8)與加載頂梁(3)連接；水平千斤頂(8)的活塞桿推出長度應為全長的1/2，使進行冷彎薄壁型鋼墻體(1)往復循環加載時，在推拉力作用下墻體產生相同水平位移；

S5在上述步驟S4頂梁安裝定位好的基礎上，加載頂梁(3)的頂部放置墊塊，將分配梁(7)放置在墊塊上；

S6將直線導軌(4)用螺栓連接固定在反力架(10)的頂梁上，豎向千斤頂(6)與導軌(402)用螺栓連接；

S7在上述所有步驟的基礎上，將平面外支撐裝置(5)定位、吊裝在反力架(10)的頂梁上，平面外支撐(501)位于加載頂梁(3)和冷彎薄壁型鋼墻體(1)水平向的中間，并用限位裝置(502)控制平面外支撐(501)，使平面外支撐(501)夾住加載頂梁(3)和冷彎薄壁型鋼墻體(1)兩側，限制墻體的平面外扭轉與側移。