GB/T 37745-2019 木结构剪力墙静载和低周反复水平加载试验方法

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  • 剪力墙试件抗侧性能测试完成之后,应对剪力墙试件关键部位的木材和木基结构板材的密度、含水 率进行测试。木材参照GB/T1928、GB/T1931、GB/T1933进行测试,木基结构板材参照GB/T17657进 行测试。测试结果计人表C.1的试验记录表中

    剪力墙试件的尺寸(如高度和长度)、配置(如开口情况)和安装细节(如试件安装完成后到开始测试 之间的空置时间、安装公差等)应能代表实际使用情况。 使用覆面板材(木基结构板材或石膏板等)的剪力墙试件,其板材尺寸应具有代表性。由剪力墙单 元连接而成的剪力墙试件,测试试件应考虑这些连接部分的连接方式

    在下述条件下,本标准可以用来确定滞回数据、骨架曲线、剪力墙性能等参数

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    钢丝绳标准b)通长铺固螺杆示例

    d)组合拉伸荷载示例

    测试设备应能够以土1%Fmax和土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 建议考虑摩擦阻力。竖向荷载的施加方法参见D.2

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    竖向荷载不宜产生水平分力,当施加竖向何载时,应在试验和数据处理中考患其水平分力的影响。 在方法I中,剪力墙试件的最大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)或通长锚固螺杆(在低周反复测试中置于剪力墙试件的上下两端)实现。 当使用抗拨紧固件时,应首先能有效抵抗上拨力,同时应能确定抗拨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拨紧固件。 当使用通长锚固螺杆时,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、抗拨紧固件细节)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

    5.2测试框架和加载梁的平台

    测试框架平台应该为测试试件提供一个相对坚固的水平基础,从而可以忽略水平基础的变形。为 则量剪力墙试件变形提供刚性基准(独立于测试框架)。 加载梁应牢固地固定在剪力墙试件的上部以保证水平侧向荷载均匀分布。施加荷载的作动器应固 定在加载梁上,且不应限制剪力墙试件的向上运动。加载梁的断面尺寸和位置应允许覆面板材在测试 中自由转动,除非测试方案中另有规定 根据预期的最终用途,选择使用刚性或柔性加载梁。在方法I中,应使用刚性加载梁。在方法ⅡI 中,应根据实际建造情况选择加载梁的刚度

    5.3剪力墙试件的安装

    剪力墙试件应根据结构的实际使用情况,用地脚螺栓或其他连接件安装在测试框架的底部。 在方法I中,地脚螺栓和竖向约束(抗拔紧固件)的设计应能允许剪力墙试件因剪切而破坏

    6.1静载(单调)测试

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

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    6.2低周反复测试程序

    图4不同破坏情况下的极限位移确定方法

    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~30min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 度或频率为基础)。

    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

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    在满定6,2的前提下,根据势墙试 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

    在满足6.2的前提下, (也可增加)某些 始加载步骤(1.25%1.~10%1.) 低周反复位移程序的情况

    第一,第二和第三骨架曲线应为每个滞回曲线上最大荷载点的连线。最初五个循环往复周期的 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。

    低周反复测试时,三根骨架曲线各自正反两个方向上的最大荷载和极限位移(见图3的定义)应 格形式计入报告。示例见表 E.1 和表 E.2.

    参考附录C编制测试报告,内容包括: 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)7 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):

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    本标准与IS021581:2010的技术性差异及其原因

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    附录C (资料性附录) 木结构剪力墙静载和低周反复水平加载试验记录表

    附录C (资料性附录) 木结构剪力墙静载和低周反复水平加载试验记录表

    室温度: 实验室相对湿度

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    在剪力墙试件高宽比、配置情况、加载梁的连续性及剪力墙试件加载过程中的非连续性等不同条件 下,地脚螺栓的紧固程度和加载梁的刚度等边界条件都会对结果有影响。 在方法I中,应选择能使剪力墙试件达到最大剪切能力的边界条件。 在方法Ⅱ中,边界条件应可以模仿直实的工程条件

    本标准允许水平侧向荷载测试时施加竖向的压力或拉力。竖向压载因抵抗侧向荷载产生倾覆力 矩,同时压缩也可能导致屈曲或垂直于木材纹理的压缩破环,特别是在剪力增试件的端部。 可按下述三种方案施加竖向荷载 a) 先施加竖向压荷载,然后施加恒载和静载或周期水平侧向荷载(地震荷载或风荷载)。 b) 先施加竖向拉荷载,然后施加恒载和水平侧向静载(风荷载)。 同时施加竖向拉荷载和水平侧向静载,竖向拉荷载与水平侧向荷载的比例大小应能模拟风荷 载的实际情况

    D.3周期测试程序的基本原理

    基本原理如下: a)本标准提供一种低周反复测试方法以确定被测剪力墙试件的骨架曲线。该方法采用低周反复 位移程序进行测试,使被测剪力墙试件产生与在地震作用下相似的破坏模式和能耗。 这个方法不依赖于屈服位移。然而,根据给定的定义,我们可以用静态(单调的)和低周反复程 序的测试结果来确定屈服位移 b)这个方法在弹性和非弹性范围内均可产生可靠的数据。在弹性范围内,每个位移水平 (1.25%,2.5%,5%,7.5%和10%的极限位移)只加载一个周期。在非弹性范围内,这个方法 产生三个包络线,均匀分布在位移轴上。这些骨架曲线可用于确定强度的损失以及延性和屈 服位移的损失和降低。 低周反复测试需在几分钟内完成,因为地震时间一般不会超过1min。本标准允许低周反复 测试在1min~30min之内进行。下限的1min是用来避免对被测试件产生动力学上的影 响。上限的30min是一种低速率的测试方法,主要是为了使测试方法可以适用于高速位移加 载受限的仪器设备上。本标准适用于基于速度或频率的测试协议

    D.4本标准位移程序的修正

    在下述情况下应修正本标准位移计划: a)剪力墙试件在两个方向的性能表现出很大的差异时,两个方向都需要进行静载(单调的)测

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    两个方向的低周反复位移测试程序,应分别根据静载(单调的)测试中取得的各自极限位移来 确定。 b)若剪力墙试件在最初的五步加载中表现出了非弹性性质,则: 1)可以增加新的加载步骤,使弹性范围内至少有三步加载的数据,以保证弹性范围内数据的 充分性。 2)第一步加载即超出弹性范围时,加载应重复三次用以产生三个骨架曲线。 因第一步和第二步的加载幅度过小而导致无法进行准确加载时,最初的两步加载可以取消。 d 研究特定地震效应时。如在研究近断层地震、特定场地震效应或多次地震的累积破坏时,某些 其他的周期位移程序可能更适合[如由美国大学地震工程研究协会(CUREE)开发的用于加利 福尼亚洛杉矶近断层周期程序

    E.1剪力墙试件性能计算

    刚度、屈服位移、延性和强度损失等特性,可以根据定义利用骨架曲线进行确定 刚度可按式(E.1))计算

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    住宅楼标准规范范本0.3F ma> L 40%Fmmm L10%F

    对于静载(单调)和低周反复位移测试的第一、第二和第三骨架曲线,L40%Fmx和110%Fmx是各自骨架 曲线上40%F和10%F时的相应位移。 今后可能还需要确定诸如能耗等更多的附加特性,因此建议将数据以数字形式保存,以便完整描述 带回周期,如7.1中描述。 剪力墙试件的水平相对位移Irel,总剪切变形角rel,由于剪力墙上拔和嵌人作用而产生的剪切转角 m实际的剪切位移角Ymm.可按式(E.2)~式(E.5)计算:

    LA,lB,lc和ID 点A、B、C、D的位移(图1); a 和b 分别为A点和B点,C点和D点间的距离

    范例见图E.1、表E.1和表E.2。

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    图E.1由滞回数据得出的骨架曲线

    安全生产标准规范范本表E.1用于绘制骨架曲线的数据表

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    表E.2剪力墙试件性解

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