木結構低周反復水平加載試驗系統(tǒng)

木結構剪力墻靜載和低周反復水平加載試驗系統(tǒng)

       木結構低周反復水平加載試驗系統(tǒng),適用于測定水平作用下木結構剪力墻系統(tǒng)的靜載和低周反復荷載下抗側(cè)性能，包括破壞模 式、荷載、極限位移、荷載-位移曲線、往復荷載的滯回曲線和骨架曲線。

剪力墻 :面層用木基結構板材或石膏板、墻骨柱用規(guī)格材構成的用以承受豎向和水平作用的墻體。 

覆面板材:木基結構板材或石膏板作為木結構剪力墻的覆面板材。

木基結構板材:以木材為原料(旋切材，木片，木屑等)通過膠合壓制成的承重板材，包括結構膠合板和定向木片板。

抗拔緊固件:采用鋼構件和螺栓連接固定木結構剪力墻端部墻骨柱和地基梁，有效抵抗上拔力，安裝于木結構剪 力墻試件兩端，提供足夠豎向約束的構件。

通長錨固螺桿:貫穿木結構剪力墻試件頂梁和底梁，采用螺栓連接固定于實驗設備加載梁和地基梁的通長螺桿，安裝于木結構剪力墻試件兩端，提供豎向約束。

滯回曲線:在力循環(huán)往復作用下，得到的荷載-位移曲線，反映結構在反復受力過程中的變形特征、剛度退化及 能量消耗，是確定恢復力模型和進行非線性地震反應分析的依據(jù)。

骨架曲線：滯回曲線上同向(拉向或壓向)各次加載的荷載極值點依次相連得到的包絡曲線。

 a)端部約束示例     b)通長碟圓螺桿示例   c)組合壓縮荷載示例   d)組合拉伸荷載示例

測試設備應能夠以±1%F 和士1 %l或更高的精度進行水平加載并連續(xù)地記錄荷載和位移。

當水平側(cè)向荷載F 與豎向荷載F,  同時施加時，測試設備應能分別控制水平側(cè)向荷載和豎向荷載， 并建議考慮摩擦阻力。豎向荷載的施加方法參見豎向荷載不宜產(chǎn)生水平分力，當施加豎向荷載時，應在試驗和數(shù)據(jù)處理中考慮其水平分力的影響。

   在方法I中，剪力墻試件的剪切能力通過施加足夠的豎向荷載和充分的豎向約束(如抗拔緊固件)或通長錯固螺桿(在低周反復測試中置于剪力墻試件的上下兩端)實現(xiàn)。

當使用抗拔緊固件時，應首先能有效抵抗上拔力，同時應能確定抗拔緊固件施加給剪力墻的附加阻力。

   方法I的目標是使剪力墻試件本身產(chǎn)生剪切破壞。因此設計剪力墻試件時應考慮不使剪力墻產(chǎn)生壓潰和屈曲破壞。在不需要單獨考慮水平或垂直加載時，建議在剪力墻試件的頂部使用抗拔緊固件。當使用通長錯固螺桿時，摩擦阻力應該考慮在內(nèi)。

   在方法Ⅱ中，剪力墻試件應按實際工程中有代表性的邊界條件(如錨固、抗拔緊固件細節(jié))和豎向(壓縮和拉伸)荷載情況進行測試。

   方法Ⅱ能夠?qū)е录袅υ嚰㈠^固、或豎向約束(抗拔緊固件》的破壞。

   測量點A應該盡量接近剪力墻試件的頂部。

靜載(單調(diào))測試

水平側(cè)向荷載F 應如圖1所示施加，并根據(jù)位移計A的讀數(shù)穩(wěn)定持續(xù)地施加荷載。當加載或卸載值小于或等于0.4F… 時，加載速率應是(0.0008H±0.0002H)mm/min。荷載大于0.4F … … 時，加載速率應能使試件在5min~30min內(nèi)達到極限位移。施加水平側(cè)向荷載的荷載-時間曲線見圖2.荷載-變形曲線見圖3.

說明：

X——時間，秒(s);

a   穩(wěn)定加載周期；

b 一剛度加載周期；

一—強度測試。

圖 2 荷載-時間曲線

剪力墻試件的位移應在點A,B、C、D(如圖1)處觀察。變形lm 為點A 的位移減去點B 的位移。點 C 和點D 的位移應單獨計人報告。

靜載測試的極限位移的平均值應按圖4中1。的定義來確定。

說明：

X— 變形，毫米(mm);

圖 3 荷載-變形曲線

說明：

X——位移l;Y——荷載F;

2 破壞點位移；

3 —F_( 例c);

4— 1( 例a),破壞點的位移；

b—1,(例b),0.8F.時的位移；

—1(例e),位移=H/15.

極限位移定義：F對應下列三種情況中的任何一個，包括：破壞點的位移(例a),或荷載點后0,8F 時的位移(例b),或H/15的位移(例e),并以上述三種情況中出現(xiàn)的情況為準。

圖 4不同破壞情況下的極限位移確定方法

6.2 低周反復測試程序

低周反復位移測試程序應能給出；

a) 能充分說明剪力墻試件彈性和非彈性周期特性的數(shù)據(jù)；

b) 地震作用于剪力墻試件上的代表性需求。

圖5中給出的低周反復位移程序應在1min~30 min內(nèi)達到極限位移。低周反復加載的幅度是在靜載(單調(diào))測試中獲得的極限位移1。的平均值的函數(shù)(在適用情況下)。表1用極限位移乘以相應百分比后的幅度表示加載幅度，也可采用滿足上述原則且能達到測試目標的低周反復位移程序(如以速 度或頻率為礎)。

說明：

X——時間，秒(s);

Y— 位移，1.乘百分比。

圖5低周反復位移程序

  在滿足6.2的前提下，根據(jù)剪力墻試件剛度和記測系統(tǒng)的精度，可以省略或重復(也可增加)某些初 始加載步驟(1.25%1,～10%1.)。B.4 中明確了可以更改標準低周反復位移程序的情況。

7  測試結果

7.1 滯回數(shù)據(jù)

應繪制并儲存每個測試剪力墻試件的全部滯回數(shù)據(jù)(荷載-位移)。在處理原始數(shù)據(jù)時應包含時間、 輸人位移、計測荷載和計測位移，

7.2 骨架曲線

第一，第二和第三骨架曲線應為每個滯回曲線上荷載點的連線。最初五個循環(huán)往復周期的最 大荷載及其相應位移均應繪制于所有的骨架曲線。示例見圖E.1。

7.3 剪力墻試件性能

低周反復測試時，三根骨架曲線各自正反兩個方向上的荷載和極限位移(見圖3的定義)應以

表格形式計人報告。示例見表E.1和表E.2。

8  測試報告

a) 詳述：

1)木構件產(chǎn)地來源、種類、等級、覆面材料及其他材料；

2) 木材和木基結構板材的密度、含水率；

3)鋼材和連接件的尺寸和等級；

4)剪力墻試件取樣及環(huán)境調(diào)節(jié)；

b)安裝細節(jié)的描述(例如安裝完成到開始測試的耗時);

c)剪力墻試件的描述(例如剪力墻試件的尺寸和配置，覆面板的使用)和加載配置；

d) 說明各測試組及相應試件個數(shù)的清單；

e)測試儀器的描述和測試安裝示意圖，含測量位置和約束條件等；

f)低周反復位移程序的描述，包括位移加載百分率；

g) 實際測試方法與本標準規(guī)定方法的偏差說明；

h) 數(shù)據(jù)采集過程中采樣速度的報告；

i) 滯回數(shù)據(jù)(荷載-位移數(shù)據(jù))和骨架曲線的數(shù)據(jù)表格、荷載、極限位移、試件加工和測試時的 木材含水率、測試和剪力墻試件破壞模式；

j) 剪力墻試件照片、試驗設備照片、試件安裝完成照片、測試完成后照片、關鍵部位照片。