木結構低周反復水平加載試驗系統

木結構剪力墻靜載和低周反復水平加載試驗系統

       木結構低周反復水平加載試驗系統,適用于測定水平作用下木結構剪力墻系統的靜載和低周反復荷載下抗側性能，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。

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地記錄荷載和位移。

當水平側向荷載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生水平分力，當施加豎向荷載時，應在試驗和數據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。

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生剪切破壞。因此設計剪力墻試件時應考慮不使剪力墻產生壓潰和屈曲破壞。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。

   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)和豎向(壓縮和拉伸)荷載情況進行測試。

   方法Ⅱ能夠導致剪力墻試件、錨固、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)測試

水平側向荷載F 應如圖1所示施加，并根據位移計A的讀數穩定持續地施加荷載。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內達到極限位移。施加水平側向荷載的荷載-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據；

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內達到極限位移。低周反復加載的幅度是在靜載(單調)測試中獲得的極限位移1。的平均值的函數(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，根據剪力墻試件剛度和記測系統的精度，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 滯回數據

應繪制并儲存每個測試剪力墻試件的全部滯回數據(荷載-位移)。在處理原始數據時應包含時間、 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境調節；

b)安裝細節的描述(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定方法的偏差說明；

h) 數據采集過程中采樣速度的報告；

i) 滯回數據(荷載-位移數據)和骨架曲線的數據表格、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。