木结构剪力墙静载低周加载试验系统

木结构剪力墙静载低周加载试验系统

  木结构剪力墙静载低周加载试验系统,适用于测定水平作用下木结构剪力墙系统的静载和低周反复荷载下抗侧性能，包括破坏模 式、荷载、极限位移、荷载-位移曲线、往复荷载的滞回曲线和骨架曲线。

剪力墙 :面层用木基结构板材或石膏板、墙骨柱用规格材构成的用以承受竖向和水平作用的墙体。 

覆面板材:木基结构板材或石膏板作为木结构剪力墙的覆面板材。

木基结构板材:以木材为原料(旋切材，木片，木屑等)通过胶合压制成的承重板材，包括结构胶合板和定向木片板。

抗拔紧固件:采用钢构件和螺栓连接固定木结构剪力墙端部墙骨柱和地基梁，有效抵抗上拔力，安装于木结构剪 力墙试件两端，提供足够竖向约束的构件。

通长锚固螺杆:贯穿木结构剪力墙试件顶梁和底梁，采用螺栓连接固定于实验设备加载梁和地基梁的通长螺杆，安装于木结构剪力墙试件两端，提供竖向约束。

滞回曲线:在力循环往复作用下，得到的荷载-位移曲线，反映结构在反复受力过程中的变形特征、刚度退化及 能量消耗，是确定恢复力模型和进行非线性地震反应分析的依据。

骨架曲线：滞回曲线上同向(拉向或压向)各次加载的荷载极值点依次相连得到的包络曲线。

 a)端部约束示例     b)通长碟圆螺杆示例   c)组合压缩荷载示例   d)组合拉伸荷载示例

测试设备应能够以±1%F 和士1 %l或更高的精度进行水平加载并连续地记录荷载和位移。

当水平侧向荷载F 与竖向荷载F,  同时施加时，测试设备应能分别控制水平侧向荷载和竖向荷载， 并建议考虑摩擦阻力。竖向荷载的施加方法参见竖向荷载不宜产生水平分力，当施加竖向荷载时，应在试验和数据处理中考虑其水平分力的影响。

   在方法I中，剪力墙试件的剪切能力通过施加足够的竖向荷载和充分的竖向约束(如抗拔紧固件)或通长错固螺杆(在低周反复测试中置于剪力墙试件的上下两端)实现。

当使用抗拔紧固件时，应首先能有效抵抗上拔力，同时应能确定抗拔紧固件施加给剪力墙的附加阻力。

   方法I的目标是使剪力墙试件本身产生剪切破坏。因此设计剪力墙试件时应考虑不使剪力墙产生压溃和屈曲破坏。在不需要单独考虑水平或垂直加载时，建议在剪力墙试件的顶部使用抗拔紧固件。当使用通长错固螺杆时，摩擦阻力应该考虑在内。

   在方法Ⅱ中，剪力墙试件应按实际工程中有代表性的边界条件(如锚固、抗拔紧固件细节)和竖向(压缩和拉伸)荷载情况进行测试。

   方法Ⅱ能够导致剪力墙试件、锚固、或竖向约束(抗拔紧固件》的破坏。

   测量点A应该尽量接近剪力墙试件的顶部。

静载(单调)测试

水平侧向荷载F 应如图1所示施加，并根据位移计A的读数稳定持续地施加荷载。当加载或卸载值小于或等于0.4F… 时，加载速率应是(0.0008H±0.0002H)mm/min。荷载大于0.4F … … 时，加载速率应能使试件在5min~30min内达到极限位移。施加水平侧向荷载的荷载-时间曲线见图2.荷载-变形曲线见图3.

说明：

X——时间，秒(s);

a   稳定加载周期；

b 一刚度加载周期；

一—强度测试。

图 2 荷载-时间曲线

剪力墙试件的位移应在点A,B、C、D(如图1)处观察。变形lm 为点A 的位移减去点B 的位移。点 C 和点D 的位移应单独计人报告。

静载测试的极限位移的平均值应按图4中1。的定义来确定。

说明：

X— 变形，毫米(mm);

图 3 荷载-变形曲线

说明：

X——位移l;Y——荷载F;

2 破坏点位移；

3 —F_( 例c);

4— 1( 例a),破坏点的位移；

b—1,(例b),0.8F.时的位移；

—1(例e),位移=H/15.

极限位移定义：F对应下列三种情况中的任何一个，包括：破坏点的位移(例a),或荷载点后0,8F 时的位移(例b),或H/15的位移(例e),并以上述三种情况中出现的情况为准。

图 4不同破坏情况下的极限位移确定方法

6.2 低周反复测试程序

低周反复位移测试程序应能给出；

a) 能充分说明剪力墙试件弹性和非弹性周期特性的数据；

b) 地震作用于剪力墙试件上的代表性需求。

图5中给出的低周反复位移程序应在1min~30 min内达到极限位移。低周反复加载的幅度是在静载(单调)测试中获得的极限位移1。的平均值的函数(在适用情况下)。表1用极限位移乘以相应百分比后的幅度表示加载幅度，也可采用满足上述原则且能达到测试目标的低周反复位移程序(如以速 度或频率为础)。

说明：

X——时间，秒(s);

Y— 位移，1.乘百分比。

图5低周反复位移程序

  在满足6.2的前提下，根据剪力墙试件刚度和记测系统的精度，可以省略或重复(也可增加)某些初 始加载步骤(1.25%1,～10%1.)。B.4 中明确了可以更改标准低周反复位移程序的情况。

7  测试结果

7.1 滞回数据

应绘制并储存每个测试剪力墙试件的全部滞回数据(荷载-位移)。在处理原始数据时应包含时间、 输人位移、计测荷载和计测位移，

7.2 骨架曲线

第一，第二和第三骨架曲线应为每个滞回曲线上荷载点的连线。最初五个循环往复周期的最 大荷载及其相应位移均应绘制于所有的骨架曲线。示例见图E.1。

7.3 剪力墙试件性能

低周反复测试时，三根骨架曲线各自正反两个方向上的荷载和极限位移(见图3的定义)应以

表格形式计人报告。示例见表E.1和表E.2。

8  测试报告

a) 详述：

1)木构件产地来源、种类、等级、覆面材料及其他材料；

2) 木材和木基结构板材的密度、含水率；

3)钢材和连接件的尺寸和等级；

4)剪力墙试件取样及环境调节；

b)安装细节的描述(例如安装完成到开始测试的耗时);

c)剪力墙试件的描述(例如剪力墙试件的尺寸和配置，覆面板的使用)和加载配置；

d) 说明各测试组及相应试件个数的清单；

e)测试仪器的描述和测试安装示意图，含测量位置和约束条件等；

f)低周反复位移程序的描述，包括位移加载百分率；

g) 实际测试方法与本标准规定方法的偏差说明；

h) 数据采集过程中采样速度的报告；

i) 滞回数据(荷载-位移数据)和骨架曲线的数据表格、荷载、极限位移、试件加工和测试时的 木材含水率、测试和剪力墙试件破坏模式；

j) 剪力墙试件照片、试验设备照片、试件安装完成照片、测试完成后照片、关键部位照片。