本实用新型涉及混凝土柱、管桩、钢柱等各类型柱的抗震性能研究实验技术领域，具体涉及一种新型高轴压比柱抗震试验装置。
背景技术：
目前对混凝土柱、管桩、钢柱体等各类型承重柱体进行抗震性能研究中，通常采用伪静力试验。考虑到柱子在实际使用中不仅受到水平地震力，还会受到梁、板传递来的轴向荷载，因此研究承重柱体的抗震试验一般需对承重柱体施加轴向压力，根据《建筑设计抗震设计规范》柱体轴压比限制规定，以及进行老旧建筑物改造如加层、功能变化时，承重柱体轴压比会出现增大，因此对高轴压比作用下承重柱体的抗震性能研究具有重大意义。
目前一般用于承重柱体的抗震性能研究中，对柱体施加轴向压力的装置，如：竖向伺服作动器加垫块，横梁加载滚轴或小车，竖向千斤顶加钢铰等，在柱受到较大左右往复水平力作用下无法始终保持施加力完全垂直作用于柱顶，施力面与柱截面接触时常会产生相对滑移或一定夹角，导致实验数据不精确，另外，目前承重柱体的抗震性能研究中，实验用柱体带有底座，由地锚穿过底座将柱体固定在地面上，地面向柱体提供的竖向反力会受地锚承载力限制，进而限制了柱顶施加轴力的大小，无法满足日益增高的轴压比(力)的施力要求，并且，在实验中，往复水平力施加时，一般采用的与试件连接夹具，其整个钢板直接与柱侧面相贴，只能将地震水平力与柱的接触面模拟成面接触，加载点不明确，且无法保证完全自由转动，从而影响最终的实验效果。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种新型高轴压比柱抗震试验装置，具备实验精确度高，稳定性好的优点，解决了的目前承重柱体的抗震性能研究中所用到的设备在实验中施加在柱体上的力不稳定而导致实验数据不精准，影响实验研究准确性的问题。
本实用新型的一种新型高轴压比柱抗震试验装置，包括反力墙、混凝土基座和混凝土基座与反力墙之间设置的顶梁柱，所述混凝土基座顶部的中央位置横向开设有一凹槽，凹槽的内部安置有一下反力钢梁，混凝土基座的顶部通过两个反力架机构固定有混凝土柱体基座，混凝土柱体基座顶端的中部位置竖直浇筑有一混凝土实验柱体，所述混凝土基座远离反力墙的一端平放有液压缸，液压缸尾端的缸体两侧均通过长锚杆与反力墙连接固定。
所述混凝土实验柱体的顶端对应下反力钢梁的位置处设置有上反力钢梁，上反力钢梁底部的中央位置处竖直固定有一第一千斤顶，第一千斤顶顶端与混凝土实验柱体的底端相对应，上反力钢梁和下反力钢梁的两端之间均设有一根第一精轧螺纹钢。
所述反力墙的中部位置固定有一连接座，连接座上活动连接有一mts液压伺服作动器，所述mts液压伺服作动器的前端固定有左夹持件，混凝土实验柱体远离左夹持件的一面对应左夹持件的位置处设有一右夹持件，左夹持件和右夹持件之间通过连接螺杆固定。
本实用新型的一种新型高轴压比柱抗震试验装置，其中液压缸的前端以及顶梁柱的前端均抵在混凝土基座和混凝土柱体基座的两端位置，两根所述长锚杆分别位于顶梁柱的两侧位置且呈对称设置。
本实用新型的一种新型高轴压比柱抗震试验装置，其中反力架机构包括支撑钢梁和两个固定件，两个固定件分别位于混凝土基座的两侧，且两个固定件均通过预埋件固定连接在混凝土基座两侧水泥地面上，支撑钢梁的两端均通过第二精轧螺纹钢分别与两个对应的固定件连接，第二精轧螺纹钢的两端与支撑钢梁和固定件之间均为贯穿连接，且第二精轧螺纹钢贯穿支撑钢梁和固定件的位置处均通过螺母锁件进行固定，所述支撑钢梁底部的中央位置处竖直固定有第二千斤顶。
本实用新型的一种新型高轴压比柱抗震试验装置，其中第一精轧螺纹钢的两端与上反力钢梁和下反力钢梁之间均采用贯穿连接，第一精轧螺纹钢贯穿上反力钢梁和下反力钢梁的位置处均通过螺母进行固定，且下反力钢梁上用于贯穿第一精轧螺纹钢的孔洞的直径大于第一精轧螺纹钢直径6-10毫米。
本实用新型的一种新型高轴压比柱抗震试验装置，其中左夹持件和右夹持件呈相对称设置，且左夹持件和右夹持件相对一侧的中部位置均一体成型有一半圆形刀口夹块。
本实用新型的一种新型高轴压比柱抗震试验装置，其中mts液压伺服作动器的中部位置与反力墙顶端位置斜拉有两根用于调节mts液压伺服作动器平衡的支撑钢索。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型通过以下反力钢梁、上反力钢梁、第一精轧螺纹钢和第一千斤顶构成一个自平衡机构，能够使得混凝土试验柱体在被mts液压伺服作动器进行左右施加力时，能够使得柱体顶端产生较大的侧向位移时，仍可以在竖向平面内进行一定范围的自由运动，使得第一千斤顶在整个过程中保持对实验柱体处于垂直施力状态，从而保证mts液压伺服作动器在整个实验过程中采集数据的精确性，为研究承重柱体的抗震性能提供了良好的实验环境，。
2、本实用新型采用下反力钢梁、上反力钢梁、第一精轧螺纹钢和第一千斤顶构成的自平衡机构，以自平衡方法，使得竖向反力由实验柱体自身承担，其施加的轴力大小受第一精轧螺纹钢承载力大小限制，相比传统实验中的地锚承载力来讲具有极大的改善，能够使得该装置对实验柱体施加极高的轴压力(比)，为实验研究提供了便利。
3、本实用新型通过在左夹持件和右夹持件相对一侧的中部位置设置半圆形刀口夹块，使得水平施力时采用弧形刀口夹具与试件连接，可以保证加载点明确和试件的自由转动，能模拟实际地震作用时水平力与柱体接触面的线接触，能够最大限度的模拟出地震时，柱体所受到的力，以确保实验研究数据的真实性和有效性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型立体结构示意图；
图2为本实用新型反力架机构结构示意图；
图3为本实用新型由下反力钢梁、上反力钢梁、第一精轧螺纹钢和第一千斤顶构成的自平衡机构的结构示意图；
图4为本实用新型斜侧仰视立体结构示意图。
图中：1、反力墙；2、混凝土基座；3、混凝土柱体基座；4、凹槽；5、下反力钢梁；6、混凝土实验柱体；7、反力架机构；71、支撑钢梁；72、固定件；73、预埋件；74、第二精轧螺纹钢；75、第二千斤顶；8、顶梁柱；9、液压缸；10、长锚杆；11、上反力钢梁；12、第一精轧螺纹钢；13、第一千斤顶；14、连接座；15、mts液压伺服作动器；16、支撑钢索；17、连接螺杆；18、左夹持件；19、右夹持件。
具体实施方式
以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
请参阅图1-4，本实用新型的一种新型高轴压比柱抗震试验装置，包括反力墙1、混凝土基座2和混凝土基座2与反力墙1之间设置的顶梁柱8，混凝土基座2顶部的中央位置横向开设有一凹槽4，凹槽4的内部安置有一下反力钢梁5，混凝土基座2的顶部通过两个反力架机构7固定有混凝土柱体基座3，混凝土柱体基座3顶端的中部位置竖直浇筑有一混凝土实验柱体6，混凝土基座2远离反力墙1的一端平放有液压缸9，液压缸9尾端的缸体两侧均通过长锚杆10与反力墙1连接固定。
混凝土实验柱体6的顶端对应下反力钢梁5的位置处设置有上反力钢梁11，上反力钢梁11底部的中央位置处竖直固定有一第一千斤顶13，第一千斤顶13顶端与混凝土实验柱体6的底端相对应，上反力钢梁11和下反力钢梁5的两端之间均设有一根第一精轧螺纹钢12。
反力墙1的中部位置固定有一连接座14，连接座14上活动连接有一mts液压伺服作动器15，mts液压伺服作动器15的前端固定有左夹持件18，混凝土实验柱体6远离左夹持件18的一面对应左夹持件18的位置处设有一右夹持件19，左夹持件18和右夹持件19之间通过连接螺杆17固定。
液压缸9的前端以及顶梁柱8的前端均抵在混凝土基座2和混凝土柱体基座3的两端位置，两根长锚杆10分别位于顶梁柱8的两侧位置且呈对称设置；反力架机构7包括支撑钢梁71和两个固定件72，两个固定件72分别位于混凝土基座2的两侧，且两个固定件72均通过预埋件73固定连接在混凝土基座2两侧水泥地面上，支撑钢梁71的两端均通过第二精轧螺纹钢74分别与两个对应的固定件72连接，第二精轧螺纹钢74的两端与支撑钢梁71和固定件72之间均为贯穿连接，且第二精轧螺纹钢74贯穿支撑钢梁71和固定件72的位置处均通过螺母锁件进行固定，支撑钢梁71底部的中央位置处竖直固定有第二千斤顶75，该结构设计能够使得该装置有效的将混凝土柱体基座3固定在混凝土基座2上，确保混凝土柱体基座3的稳定性，为后期实验提供便利。
第一精轧螺纹钢12的两端与上反力钢梁11和下反力钢梁5之间均采用贯穿连接，第一精轧螺纹钢12贯穿上反力钢梁11和下反力钢梁5的位置处均通过螺母进行固定，且下反力钢梁5上用于贯穿第一精轧螺纹钢12的孔洞的直径大于第一精轧螺纹钢12直径6-10毫米，该结构设计能够使得混凝土实验柱体6在产生侧向位移时，使得第一精轧螺纹钢12在试验推拉过程中有一定转角，确保第一千斤顶13施加的轴向力能够始终垂直于实验柱体。
左夹持件18和右夹持件19呈相对称设置，且左夹持件18和右夹持件19相对一侧的中部位置均一体成型有一半圆形刀口夹块，该结构设计能够使得水平施力时采用弧形刀口夹具与试件连接，可以保证加载点明确和试件的自由转动，能模拟实际地震作用时水平力与柱体接触面的线接触，能够最大限度的模拟出地震时，柱体所受到的力，以确保实验研究数据的真实性和有效性。
mts液压伺服作动器15的中部位置与反力墙1顶端位置斜拉有两根用于调节mts液压伺服作动器15平衡的支撑钢索16，该结构设计能够对mts液压伺服作动器15起到固定支撑的作用。
在使用本实用新型时，先将带有混凝土柱体基座3的混凝土实验柱体6通过反力架机构7固定在混凝土基座2上，而后将各个组件对应固定在混凝土实验柱体6的相应位置，实验时，mts液压伺服作动器15对混凝土实验柱体6施加低周反复水平荷载，采用由下反力钢梁5、上反力钢梁11、第一精轧螺纹钢12和第一千斤顶13构成的自平衡机构对混凝土实验柱体6施加竖向荷载，由于下反力钢梁5上用于贯穿第一精轧螺纹钢12的孔洞的直径大于第一精轧螺纹钢12直径6-10毫米，能够使得混凝土实验柱体6在产生侧向位移时，使得第一精轧螺纹钢12在试验推拉过程中有一定转角，确保第一千斤顶13施加的轴向力能够始终垂直于实验柱体，由于采用弧形刀口夹具与试件连接，可以保证加载点明确和试件的自由转动，能模拟实际地震作用时水平力与柱体接触面的线接触，能够最大限度的模拟出地震时，柱体所受到的力，以确保实验研究数据的真实性和有效性。
以上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。
1.一种新型高轴压比柱抗震试验装置，包括反力墙(1)、混凝土基座(2)和混凝土基座(2)与反力墙(1)之间设置的顶梁柱(8)，其特征在于：所述混凝土基座(2)顶部的中央位置横向开设有一凹槽(4)，凹槽(4)的内部安置有一下反力钢梁(5)，混凝土基座(2)的顶部通过两个反力架机构(7)固定有混凝土柱体基座(3)，混凝土柱体基座(3)顶端的中部位置竖直浇筑有一混凝土实验柱体(6)，所述混凝土基座(2)远离反力墙(1)的一端平放有液压缸(9)，液压缸(9)尾端的缸体两侧均通过长锚杆(10)与反力墙(1)连接固定；
所述混凝土实验柱体(6)的顶端对应下反力钢梁(5)的位置处设置有上反力钢梁(11)，上反力钢梁(11)底部的中央位置处竖直固定有一第一千斤顶(13)，第一千斤顶(13)顶端与混凝土实验柱体(6)的底端相对应，上反力钢梁(11)和下反力钢梁(5)的两端之间均设有一根第一精轧螺纹钢(12)；
所述反力墙(1)的中部位置固定有一连接座(14)，连接座(14)上活动连接有一mts液压伺服作动器(15)，所述mts液压伺服作动器(15)的前端固定有左夹持件(18)，混凝土实验柱体(6)远离左夹持件(18)的一面对应左夹持件(18)的位置处设有一右夹持件(19)，左夹持件(18)和右夹持件(19)之间通过连接螺杆(17)固定。
2.根据权利要求1所述的一种新型高轴压比柱抗震试验装置，其特征在于：所述液压缸(9)的前端以及顶梁柱(8)的前端均抵在混凝土基座(2)和混凝土柱体基座(3)的两端位置，两根所述长锚杆(10)分别位于顶梁柱(8)的两侧位置且呈对称设置。
3.根据权利要求1所述的一种新型高轴压比柱抗震试验装置，其特征在于：所述反力架机构(7)包括支撑钢梁(71)和两个固定件(72)，两个固定件(72)分别位于混凝土基座(2)的两侧，且两个固定件(72)均通过预埋件(73)固定连接在混凝土基座(2)两侧水泥地面上，支撑钢梁(71)的两端均通过第二精轧螺纹钢(74)分别与两个对应的固定件(72)连接，第二精轧螺纹钢(74)的两端与支撑钢梁(71)和固定件(72)之间均为贯穿连接，且第二精轧螺纹钢(74)贯穿支撑钢梁(71)和固定件(72)的位置处均通过螺母锁件进行固定，所述支撑钢梁(71)底部的中央位置处竖直固定有第二千斤顶(75)。
4.根据权利要求1所述的一种新型高轴压比柱抗震试验装置，其特征在于：所述第一精轧螺纹钢(12)的两端与上反力钢梁(11)和下反力钢梁(5)之间均采用贯穿连接，第一精轧螺纹钢(12)贯穿上反力钢梁(11)和下反力钢梁(5)的位置处均通过螺母进行固定，且下反力钢梁(5)上用于贯穿第一精轧螺纹钢(12)的孔洞直径大于第一精轧螺纹钢(12)直径6-10毫米。
5.根据权利要求1所述的一种新型高轴压比柱抗震试验装置，其特征在于：所述左夹持件(18)和右夹持件(19)呈相对称设置，且左夹持件(18)和右夹持件(19)相对一侧的中部位置均一体成型有一半圆形刀口夹块。
6.根据权利要求1所述的一种新型高轴压比柱抗震试验装置，其特征在于：所述mts液压伺服作动器(15)的中部位置与反力墙(1)顶端位置斜拉有两根用于调节mts液压伺服作动器(15)平衡的支撑钢索(16)。
技术总结