（1）加载方案

为模拟结构或构件在水平地震作用下的受力、变形和破坏机理，并为结构或构件的抗震设防及抗震设计理念提供相关依据，常常需要以结构或构件的抗震试验为依据。结构抗震试验包括拟静力试验（低周反复荷载试验）和拟动力试验（计算机-电液伺服联机试验）。拟静力试验又称低周反复荷载试验，是指对结构或构件施加多次往复循环作用的静力试验，是使结构或构件在正、反2个方向重复加载和卸载的过程，用以模拟地震时结构在往复振动中的受力特点和变形特点。拟静力试验（低周反复荷载试验）的试验设备简单、耗资少、便于观察试验现象，并且加载历程可以人为控制，可以按需加以修正，故该试验方法是目前研究结构或构件的抗震性能时应用最广泛的试验方法［63-65］之一。本次试验选择拟静力试验（低周反复荷载试验）的方法进行试验研究。

试验在西安建筑科技大学的结构与抗震实验室进行，采用拟静力试验（低周反复荷载试验）方法进行。在试验过程中，用一定的荷载或位移值控制对试件进行了低周反复循环加载，从试件开始受力到试件破坏的循环加载过程中，可以确定试件在弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段的荷载-位移特性，以获得试件的恢复力的计算模型。通过试验所得的滞回曲线和曲线包围的面积求得结构的等效黏性阻尼系数，衡量结构的耗能能力，同时还可以得到试件的骨架曲线、初始刚度、承载力、延性系数及刚度退化等参数。由此还可进一步从强度、变形及能量3个方面判断和鉴定结构的抗震性能。最后可以通过试验研究试件的破坏机制，为改进现行结构抗震设计方法及改进结构设计的构造措施提供依据。

（2）加载装置

在实验过程中，液压千斤顶固定在反力大梁上，试件底梁通过螺栓与实验室台座锚固为一个整体，竖向荷载由支撑在顶梁上的液压千斤顶施加，荷载大小在试验加载过程中保持不变。液压千斤顶与反力大梁之间采用双层平面滚轴系统，以减小反力大梁与油压千斤顶之间的摩擦力对试验造成的影响，同时为保证试件在侧向力或位移作用下的弯曲变形不受影响，液压千斤顶的底部采用球铰装置。在试件两侧端柱的中部放置侧向支撑（侧向支撑与试件端柱之间通过滚轮接触），以防止试件在平面外产生变形失稳。水平往复力由支撑在反力墙上1000 kN的MTS电液伺服加载作动器提供，该作动器另一端与剪力墙顶梁侧端相连。试验加载装置示意图见图2.7。

（3）加载制度

根据《建筑抗震试验规程》（JGJ/T 101-2015）［66］中的相关规定制定加载程序，本实验采用拟静力试验方法，采用力-位移混合控制加载制度。试件屈服前采用荷载控制，屈服后采用位移控制。具体加载程序为：

图2.7　加载装置

1）确定竖向荷载：钢结构试件通常采用应力比（强度比、稳定应力比及剪应力比）表征试件截面的受力状态。因试件尺寸薄弱，为防止试件在加载中过早失稳，强度比取0.1，轴压力分项系数为1.2。不考虑内嵌钢板对轴压力的贡献，轴压强度应力比计算公式为：

式中：Nt——试验千斤顶施加的轴压力值，N；(www.daowen.com)

fa——钢材抗拉强度设计值，MPa；

A——试件两侧H型钢柱的截面面积，mm2。

试验轴压比取0.15，由此计算竖向荷载为150kN。

2）试验前：通过液压千斤顶施加竖向荷载50 kN，以消除试件内的不均匀性，之后通过MTS电液伺服加载作动器施加±25 kN、±50 kN两级循环往复水平荷载，每级加载结束后，检查试验装置和测量仪表是否正常，随后将竖向荷载加满并保持到试验结束不变。

3）试验正式开始后：试验采用力-位移混合控制加载制度，试件屈服前采用荷载控制，初始荷载为屈服荷载预估值的25%，每级荷载往复循环1次；当荷载-位移曲线出现拐点，表示试件开始屈服，之后采用位移控制加载，初始位移值取试件屈服时的最大位移，并以该位移值的倍数为极差控制加载，每级荷载往复循环3次。当荷载下降至最大荷载的85%左右或试件失稳破坏时，停止加载。试验加载制度示意图如图2.8所示。

图2.8　加载制度