千斤頂面內約束鋼筋混凝土板抗火試驗系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種千斤頂面內約束鋼筋混凝土板抗火試驗系統，包括試驗爐裝置（1）、面內約束裝置（2）、加載物（3）和控制及數據采集裝置（4），面內約束裝置包括支撐柱（2.1）、反力梁（2.2）、槽型支撐（2.3）、千斤頂（2.4）、拉壓傳感器（2.5）、鉸支座（2.6）；控制及數據采集裝置包括中央處理器、火焰控制回路、溫度采集回路、位移采集回路、應變采集回路和千斤頂控制回路。本面內約束鋼筋混凝土板抗火試驗系統通過對鋼筋混凝土試驗板邊界通過千斤頂施加約束的方式來近似考慮火災中結構相鄰構件之間的相互作用，便于研究不同的面內約束作用對鋼筋混凝土板抗火性能的影響規律。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術公開了一種千斤頂面內約束鋼筋混凝土板抗火試驗系統，包括試驗爐裝置（1）、面內約束裝置（2）、加載物（3）和控制及數據采集裝置（4），面內約束裝置包括支撐柱（2.1）、反力梁（2.2）、槽型支撐（2.3）、千斤頂（2.4）、拉壓傳感器（2.5）、鉸支座（2.6）；控制及數據采集裝置包括中央處理器、火焰控制回路、溫度采集回路、位移采集回路、應變采集回路和千斤頂控制回路。本面內約束鋼筋混凝土板抗火試驗系統通過對鋼筋混凝土試驗板邊界通過千斤頂施加約束的方式來近似考慮火災中結構相鄰構件之間的相互作用，便于研究不同的面內約束作用對鋼筋混凝土板抗火性能的影響規律。【專利說明】千斤頂面內約束鋼筋混凝土板抗火試驗系統
本技術涉及一種鋼筋混凝土板抗火試驗系統，具體是一種利用千斤頂進行面內約束的鋼筋混凝土板抗火試驗系統，屬于建筑結構防災減災
。
技術介紹
隨著我國經濟的高速發展，人們生活水平和質量得以較大的提高，近年來國內高層建筑大量涌現，建筑物一旦失火，對人們的生命和財產造成巨大損失。 建筑構件的耐火等級主要是根據標準的耐火試驗測得的，即在規定的升溫條件、壓力條件、加載條件、受火條件等要求下，檢測墻、柱、梁、樓板等構件能否滿足穩定性、完整性、絕熱性等要求，研究現有結構的抗火性能以及如何通過合理設計來提高建筑結構、構件的抗火能力是當前建筑火災領域研究的重要課題。 鋼筋混凝土樓板作為建筑結構中的重要水平構件之一，不僅承受結構的豎向荷載，還起著水平分隔的作用，當建筑發生火災時，其受火面積較大，受火相對較為嚴重，所以研究結構中鋼筋混凝土樓板在火災中的抗火性能，進行合理的抗火設計，具有重要的意義。 當前，大多數鋼筋混凝土板的抗火試驗未考慮面內約束，而在實際情況中，混凝土板可以在其板面范圍內自由膨脹變形，而且高溫下混凝土板由于其變形受到相鄰混凝土板的約束會表現出與單獨的混凝土板構件明顯不同的特性。 研究混凝土板的火災行為與抗火性能時，如果不考慮結構中相鄰混凝土板相互約束所產生的力對研究結果的影響，有可能導致某些情況下通過試驗得到的混凝土板內力、變形和耐火極限與實際結構構件差別較大，不能綜合考慮周圍構件的約束作用，不能反映構件間的連接影響，致使其邊界條件與實際結構構件不符，不能完全反應其在整體結構的火災行為，因此研究面內約束下鋼筋混凝土板在火災中的抗火性能和破壞形式具有重要的現實意義。
技術實現思路
針對上述現有技術存在的問題，本技術提供一種面內約束鋼筋混凝土板抗火試驗系統，通過從原結構中取出一個子結構或者對構件邊界施加約束的方式來近似考慮火災中結構相鄰構件之間的相互作用，便于研究不同的面內約束作用對鋼筋混凝土板抗火性能的影響規律，同時可以根據試驗數據指導鋼筋混凝土樓板的抗火設計，提高其抗火性能。 為了實現上述目的，本面內約束鋼筋混凝土板抗火試驗系統包括試驗爐裝置、面內約束裝置、加載物和控制及數據采集裝置。 所述的試驗爐裝置包括爐體、爐底板、供油管道、一體式燃燒器、爐溫熱電偶和排煙通道； 爐體采用耐火材料保護，包括拼裝爐墻和連接件，拼裝爐墻之間通過連接件連接，爐體上設置有燃燒器安裝孔，爐體頂面和鋼筋混凝土試驗板之間設置鋼球和鋼滾軸，用柔性耐火材料填充鋼球和鋼滾軸之間的空隙； 爐底板固定連接在爐體底部，上面設有排煙口 ； 供油管道環繞地設置在爐體外部，供油管道與燃油供給機構及燃油箱連通； 一體式燃燒器的噴口面向爐體內部設置，并穿過爐體上的燃燒器安裝孔安裝在供油管道上且與供油管道連通，一體式燃燒器與供油管道的連接處安裝連接有電子伺服閥及點火器； 爐溫熱電偶設置在爐體內壁上； 排煙通道與爐底板的排煙口連通； 所述的面內約束裝置包括支撐柱、反力梁、槽型支撐、千斤頂、拉壓傳感器、鉸支座； 支撐柱設置為四件、分別豎直設置在試驗爐的四角，其底端固定連接于地面，其上部分別與水平設置的反力梁固定連接； 槽型支撐設置在鋼筋混凝土試驗板相對位置的板邊上，至少對稱設置兩件，槽型支撐截面是槽鋼型機構，其槽口寬度尺寸與鋼筋混凝土試驗板的厚度尺寸配合，且鋼筋混凝土試驗板卡入槽口內部、槽口相對設置； 在鋼筋混凝土試驗板一端的槽型支撐背面上沿槽型支撐長度方向上均勻水平布置一個或多個千斤頂，且千斤頂一端固定連接于反力梁，另一端通過鉸支座與槽型支撐背面連接，拉壓傳感器設置于鉸支座內；對應千斤頂位置的鋼筋混凝土試驗板另一端的槽型支撐背面通過鉸支座與反力梁連接，各個千斤頂并聯后與多頂分流閥連接，多頂分流閥與泵站連接； 所述的加載物放置在鋼筋混凝土試驗板上； 所述的控制及數據采集裝置包括中央處理器、火焰控制回路、溫度采集回路、位移采集回路、應變采集回路和千斤頂控制回路，中央處理器與一體式燃燒器上的電子伺服閥及點火器電連接；中央處理器分別與數據采集儀和多頂分流閥電連接，數據采集儀分別與爐溫熱電偶、設置在鋼筋混凝土試驗板內部的測量混凝土和鋼筋溫度的熱電偶、設置在鋼筋混凝土試驗板平面上的測量板平面內、外位移的位移傳感器、設置在鋼筋混凝土試驗板內部的測量鋼筋應變的應變片和拉壓傳感器電連接。 作為本技術的進一步改進方案，所述的試驗爐裝置還包括水循環管道，水循環管道包裹于排煙通道外部、并通過電子伺服閥與水泵連接；所述的控制及數據采集裝置還包括爐溫控制回路，中央處理器與水循環管道上的電子伺服閥電連接。 作為本技術的進一步改進方案，所述的反力梁設置為四件，分別與支撐柱的上部固定連接成整體框架結構。 作為本技術的進一步改進方案，所述的拉壓傳感器采用連接萬向鉸的拉壓荷載傳感器，所述的鉸支座采用萬向鉸支座。 作為本技術的進一步改進方案，千斤頂采用同步液壓千斤頂。 作為本技術的進一步改進方案，所述的鋼球和鋼滾軸直徑尺寸設置為80?90 mm，鋼球之間的間距取鋼筋混凝土試驗板板厚的3?5倍。 作為本技術的進一步改進方案，所述的柔性耐火材料采用耐火纖維棉。 作為本技術的進一步改進方案，所述的爐體上設置觀火孔。 與現有技術相比，本面內約束鋼筋混凝土板抗火試驗系統由于設有千斤頂提供面內約束力，改進了現有鋼筋混凝土板火災試驗技術與實際建筑結構構件約束不相符合的缺點，進而可深入研究鋼筋混凝土板的火災行為以及不同的面內約束作用對鋼筋混凝土板抗火性能的影響規律；由于爐體采用可移動拼裝爐墻，因此大小尺寸可靈活確定；試驗爐裝置和面內約束裝置安裝、拆卸方便，試驗效率高；爐內溫度采用熱電偶測量，可對爐內溫度進行實時監控，并能隨時進行調節，使得爐內溫度能很好的符合IS0834國際標準升溫曲線或其他設定的升溫曲線；由于設有溫度采集回路、位移采集回路和應變采集回路，因此可以同時測量試驗板內混凝土和鋼筋的溫度、板平面內、外位移和鋼筋應變等參數。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是本技術的俯視剖視圖； 圖2是圖1的A-A剖視圖； 圖3是本技術的面內約束裝置的局部截面視圖； 圖4是本技術的鋼球和剛滾軸的布置圖； 圖5是鋼筋混凝土試驗板的長邊有面內約束時的面內約束裝置布置俯視圖； 圖6是鋼筋混凝土試驗板的短邊有面內約束時的面內約束裝置布置俯視圖； 圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種千斤頂面內約束鋼筋混凝土板抗火試驗系統，包括試驗爐裝置（1）、加載物（3）和控制及數據采集裝置（4），試驗爐裝置（1）包括爐體（1.1）、爐底板（1.4）、供油管道（1.5）、一體式燃燒器（1.6）、爐溫熱電偶（1.7）和排煙通道（1.8）；爐體（1.1）采用耐火材料保護，包括拼裝爐墻和連接件，拼裝爐墻之間通過連接件連接，爐體（1.1）上設置有燃燒器安裝孔，爐體（1.1）頂面和鋼筋混凝土試驗板（5）之間設置鋼球（1.2）和鋼滾軸（1.3），用柔性耐火材料（6）填充鋼球（1.2）和鋼滾軸（1.3）之間的空隙；爐底板（1.4）固定連接在爐體（1.1）底部，上面設有排煙口；供油管道（1.5）環繞地設置在爐體（1.1）外部，供油管道（1.5）與燃油供給機構及燃油箱（7）連通；一體式燃燒器（1.6）的噴口面向爐體（1.1）內部設置，并穿過爐體（1.1）上的燃燒器安裝孔安裝在供油管道（1.5）上且與供油管道（1.5）連通，一體式燃燒器（1.6）與供油管道（1.5）的連接處安裝連接有電子伺服閥及點火器；爐溫熱電偶（1.7）設置在爐體（1.1）內壁上；排煙通道（1.8）與爐底板（1.4）的排煙口連通；加載物（3）放置在鋼筋混凝土試驗板（5）上；控制及數據采集裝置（4）包括中央處理器、火焰控制回路、溫度采集回路、位移采集回路和應變采集回路，中央處理器與一體式燃燒器（1.6）上的電子伺服閥及點火器電連接；中央處理器分別與數據采集儀和多頂分流閥（9）電連接，數據采集儀分別與爐溫熱電偶（1.7）、設置在鋼筋混凝土試驗板（5）內部的測量混凝土和鋼筋溫度的熱電偶、設置在鋼筋混凝土試驗板（5）平面上的測量板平面內、外位移的位移傳感器、設置在鋼筋混凝土試驗板（5）內部的測量鋼筋應變的應變片電連接；其特征在于，還包括面內約束裝置（2），面內約束裝置（2）包括支撐柱（2.1）、反力梁（2.2）、槽型支撐（2.3）、千斤頂（2.4）、拉壓傳感器（2.5）和鉸支座（2.6）；支撐柱（2.1）設置為四件、分別豎直設置在試驗爐的四角，其底端固定連接于地面，其上部分別與水平設置的反力梁（2.2）固定連接；槽型支撐（2.3）設置在鋼筋混凝土試驗板（5）相對位置的板邊上，至少對稱設置兩件，槽型支撐（2.3）截面是槽鋼型機構，其槽口寬度尺寸與鋼筋混凝土試驗板（5）的厚度尺寸配合，且鋼筋混凝土試驗板（5）卡入槽口內部、槽口相對設置；在鋼筋混凝土試驗板（5）一端的槽型支撐（2.3）背面上沿槽型支撐（2.3）長度方向上均勻水平布置一個或多個千斤頂（2.4），且千斤頂（2.4）一端固定連接于反力梁（2.2），另一端通過鉸支座（2.6）與槽型支撐（2.3）背面連接，拉壓傳感器（2.5）設置于鉸支座（2.6）內；對應千斤頂（2.4）位置的鋼筋混凝土試驗板（5）另一端的槽型支撐（2.3）背面通過鉸支座（2.6）與反力梁（2.2）連接，各個千斤頂（2.4）并聯后與多頂分流閥（9）連接，多頂分流閥（9）與泵站連接；所述的控制及數據采集裝置（4）還包括千斤頂控制回路，中央處理器與多頂分流閥（9）電連接，數據采集儀與拉壓傳感器（2.5）電連接。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王勇，李志奇，袁廣林，李慶濤，舒前進，李軍，
申請(專利權)人：中國礦業大學，
類型：新型
國別省市：江蘇;32