[發明專利]雙圓鋼管混凝土柱截面溫度場的測量裝置及安裝方法

有效

• 申請號: 201310091641.8
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103207030A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 叢術平;張征;韓金生;王來
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01K7/04
• 分類號: G01K7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及火災試驗中雙圓鋼管混凝土柱截面溫度場的測量技術領域。

背景技術

雙圓鋼管混凝土柱是在外層圓鋼管內部設置內層圓鋼管，并且在兩層鋼管內部都澆筑混凝土而形成的組合柱，具有承載力高、塑性和韌性好、抗火性能好等優點。雙圓鋼管混凝土柱抗火性能的試驗研究中，需要測量柱橫截面的溫度場，由于雙圓鋼管混凝土柱的內部和外圍都有鋼管，測量整個截面的溫度場時，不容易布置測溫設備，所以需要一種截面溫度場的測量裝置及相關的安裝方法，能夠方便而準確地測量截面溫度場。

發明內容

為了克服火災試驗中雙圓鋼管混凝土柱不容易布置測溫設備的問題，本發明公開一種雙圓鋼管混凝土柱截面溫度場的測量裝置及安裝方法，該測量裝置具有構造簡單、定位準確、測量精度高、經濟性好等優點，該安裝方法操作方便，解決了測量裝置的定位及導線穿出鋼管的問題。

對于本發明的雙圓鋼管混凝土柱截面溫度場的測量裝置，其技術方案是：測量裝置由主桿、支桿、穩定桿、鋼筋和熱電偶組成。主桿與支桿垂直相連，主桿1根，支桿有11根。支桿的長度都相同，并且支桿之間相互平行，支桿分為三組，三組支桿的數量分別為3根、5根和3根，每一組支桿的另一端都通過穩定桿連成整體。主桿、支桿和穩定桿由水泥砂漿澆筑而成，其熱傳導系數和比熱容與混凝土相近，因此，測量裝置對被測截面溫度場的影響很小。主桿內部預埋鋼筋，增加主桿的強度和剛度，支桿內部預埋熱電偶，用于測量溫度，熱電偶的導線匯總于主桿中，在主桿的兩端伸出。熱電偶采用鎳鉻-鎳硅熱電偶。通過埋在支桿內的熱電偶可以測量雙圓鋼管混凝土柱的同一橫截面上多點的溫度，反映截面溫度場。

對于本發明的雙圓鋼管混凝土柱截面溫度場的測量裝置的安裝方法，其技術方案如下。

（1）雙圓鋼管混凝土柱的鋼管施工時，在內層圓鋼管的端部開兩個高度為10厘米的槽，兩個槽位于圓截面的同一條直徑上，在外層圓鋼管的端部開設兩個圓孔，圓孔的內邊緣距端部為10厘米，兩個圓孔位于圓截面的同一條直徑上，將內層圓鋼管上槽的中心線與外層圓鋼管上圓孔的中心線對齊，形成一個貫通的孔洞，用于安裝雙圓鋼管混凝土柱截面溫度場的測量裝置，同時，用于釋放火災試驗時混凝土內產生的水蒸氣。

（2）在外層圓鋼管和內層圓鋼管的內部都澆筑混凝土，當混凝土澆筑到測量裝置安裝后的最下端位置處，停止澆筑混凝土。

（3）將測量裝置插入到內層圓鋼管的槽內，測量裝置的主桿擱置在槽的下端，支桿的中間一組位于內層圓鋼管內，支桿的另兩組位于內層圓鋼管與外層圓鋼管之間的空隙內，熱電偶的導線通過外層圓鋼管的圓孔伸到外層圓鋼管的外側。

（4）將內層圓鋼管上的槽通過焊接小鋼板封住，小鋼板與測量裝置間留有1厘米的空隙。

（5）在外層圓鋼管和內層圓鋼管的內部都澆筑混凝土至柱端。

本發明的測量裝置具有構造簡單、定位準確、測量精度高、經濟性好等優點，所述安裝方法操作方便，解決了測量裝置的定位及導線穿出鋼管的問題。本發明能夠很好地測量火災試驗中雙圓鋼管混凝土柱的截面溫度場，解決了雙圓鋼管混凝土柱內部溫度場測量困難的問題。

附圖說明

下面結合附圖對本發明進一步說明。

圖1是本發明的測量裝置的軸測圖。

圖2是本發明的測量裝置的正視圖。

圖3是本發明的測量裝置的安裝過程圖。

圖中：1—主桿，2—支桿，3—穩定桿，4—鋼筋，5—熱電偶，6—外層圓鋼管，7—內層圓鋼管，8—混凝土，9—小鋼板。

具體實施方式

如圖1-2所示，一種雙圓鋼管混凝土柱截面溫度場的測量裝置，由主桿（1）、支桿（2）、穩定桿（3）、鋼筋（4）和熱電偶（5）組成。主桿（1）與支桿（2）垂直相連。主桿（1）1根，支桿（2）有11根，支桿（2）的長度都相同，且互相平行。支桿（2）分為三組，三組支桿（2）的數量分別為3根、5根和3根，每一組支桿（2）的另一端都通過穩定桿（3）連成整體。主桿（1）、支桿（2）和穩定桿（3）通過水泥砂漿澆筑而成，主桿（1）內預埋鋼筋（4），增加主桿（1）的強度和剛度，支桿（2）內預埋熱電偶（5），用于測量溫度，熱電偶（5）的導線匯總于主桿（1）中，在主桿（1）的兩端伸出。通過埋在支桿（2）內的熱電偶（5）可以測量雙圓鋼管混凝土柱的同一橫截面上多點的溫度，反映截面溫度場。

圖3為本發明的測量裝置的安裝過程圖，整個安裝過程分為a、b、c、d、e五個步驟，具體的安裝過程為：安裝步驟a，在內層圓鋼管（7）的端部開兩個高度為10厘米的槽，兩個槽位于圓截面的同一條直徑上，在外層圓鋼管（6）的端部開設兩個圓孔，圓孔的內邊緣距端部為10厘米，兩個圓孔位于圓截面的同一條直徑上，將內層圓鋼管（7）上槽的中心線與外層圓鋼管（6）上圓孔的中心線對齊，形成一個貫通的孔洞，用于安裝雙圓鋼管混凝土柱截面溫度場的測量裝置，同時，用于釋放火災試驗時混凝土內產生的水蒸氣；安裝步驟b，在內層圓鋼管（7）和外層圓鋼管（6）的內部都澆筑混凝土（8），當混凝土（8）澆筑到測量裝置安裝后的最下端位置處，停止澆筑；安裝步驟c，將測量裝置插入到內層圓鋼管（7）的槽內，主桿（1）擱置在槽的下端，支桿（2）的中間一組位于內層圓鋼管（7）內，支桿（2）的另兩組位于內層圓鋼管（7）與外層圓鋼管（6）之間的空隙內，熱電偶（5）的導線通過外層圓鋼管（6）的圓孔伸到外層圓鋼管（6）的外側；安裝步驟d，將內層圓鋼管（7）上的槽通過焊接小鋼板（9）封住，小鋼板（9）與測量裝置間留有1厘米的空隙；安裝步驟e，在內層圓鋼管（7）和外層圓鋼管（6）的內部都澆筑混凝土（8）至柱端。