[發(fā)明專利]一種鋼筋混凝土殼抗火試驗(yàn)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510049793.0
• 申請(qǐng)日: 2015-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104677940A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王勇;袁廣林;安曉莉;李軍;崔勝春;王立磊;李志奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/22
• 分類號(hào): G01N25/22
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務(wù)所 32205
• 代理人: 華德明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及一種鋼筋混凝土殼抗火試驗(yàn)系統(tǒng)，具體是一種利用千斤頂進(jìn)行豎向加載的鋼筋混凝土殼抗火試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于建構(gòu)筑結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們生活水平和質(zhì)量得以較大的提高，近年來(lái)鋼筋混凝土殼結(jié)構(gòu)在建筑、能源、海洋工程及航空航天等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，建構(gòu)筑物一旦失火，對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。

建筑構(gòu)件的耐火等級(jí)主要是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的耐火試驗(yàn)測(cè)得的，即在規(guī)定的升溫條件、壓力條件、加載條件、受火條件等要求下，檢測(cè)墻、柱、梁、板、殼等構(gòu)件能否滿足穩(wěn)定性、完整性、絕熱性等要求，研究現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的抗火性能以及如何通過(guò)合理設(shè)計(jì)來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的抗火能力是當(dāng)前建筑火災(zāi)領(lǐng)域研究的重要課題。

鋼筋混凝土殼具有很好的空間傳力性能，能以較小的構(gòu)件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結(jié)構(gòu)，能兼承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的雙重作用，因而廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中。當(dāng)建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，其受火面積加大，受火相對(duì)嚴(yán)重。如果鋼筋混凝土殼坍塌，會(huì)帶來(lái)較為嚴(yán)重的后果，因此研究結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土殼在火災(zāi)中的抗火性能，進(jìn)行合理的抗火設(shè)計(jì)，具有重要的意義。

目前國(guó)內(nèi)對(duì)于鋼筋混凝土殼的抗火性能研究較少且處于數(shù)值模擬階段，抗火試驗(yàn)研究較少。大多數(shù)的鋼筋混凝土殼的抗火實(shí)驗(yàn)沒(méi)有考慮受力變化對(duì)其抗火性能的影響，致使實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境數(shù)據(jù)不符，結(jié)果失真。因此研究不同受力環(huán)境下鋼筋混凝土殼在火災(zāi)中的抗火性能，進(jìn)行合理的抗火設(shè)計(jì)，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明專利提供一種鋼筋混凝土殼抗火試驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土殼施加不同的約束來(lái)分析其抗火性能的規(guī)律，進(jìn)而根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)指導(dǎo)鋼筋混凝土殼的抗火設(shè)計(jì)，提高其抗火性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，鋼筋混凝土殼抗火試驗(yàn)系統(tǒng)，包括試驗(yàn)爐裝置、加載裝置和控制及數(shù)據(jù)采集裝置，試驗(yàn)爐裝置包括爐體、槽型支撐、一體式燃燒器、供油管道和爐底板，所述的槽型支撐截面是槽鋼型結(jié)構(gòu)，其槽口寬度尺寸與鋼筋混凝土殼的厚度尺寸配合，且鋼筋混凝土殼卡入槽口內(nèi)部，一體式燃燒器的噴口朝向爐體內(nèi)部設(shè)置，一體式燃燒器的進(jìn)油孔與供油管道連通，供油管道設(shè)置在爐體外部并環(huán)繞爐體，供油管道與燃油供給機(jī)構(gòu)及燃油箱連通；爐底板固定連接在爐體底部，上面設(shè)置有與排煙通道連通的煙道口；控制及數(shù)據(jù)采集裝置包括中央處理器、火焰控制回路、溫度采集回路、位移采集回路和應(yīng)變采集回路，中央處理器與數(shù)據(jù)采集儀、一體式燃燒器上的電子伺服閥及點(diǎn)火器電連接，數(shù)據(jù)采集儀與爐溫?zé)犭娕茧娺B接，

還包括鋼筋混凝土梁、墊板和固定鉸支座，鋼筋混凝土梁固定在爐體的上端面，墊板焊接在鋼筋混凝土梁上，墊板和固定鉸支座之間設(shè)置有與控制及數(shù)據(jù)采集裝置的應(yīng)變采集回路電連接的拉壓傳感器；槽型支撐安裝在固定鉸支座上；加載裝置包括支撐柱、反力梁、加載梁、千斤頂和傳力桿,?支撐柱設(shè)置在試驗(yàn)爐裝置的四角，與反力梁連接組合成整體框架，所述的加載梁通過(guò)連接孔與反力梁連接，加載梁梁底布置一個(gè)或多個(gè)與控制及數(shù)據(jù)采集裝置的應(yīng)變采集回路電連接的拉壓傳感器，每個(gè)拉壓傳感器連接有一個(gè)千斤頂，每個(gè)千斤頂固定連接有傳力桿，傳力桿伸入鋼筋混凝土殼內(nèi)，通過(guò)螺帽固定在鋼筋混凝土殼的加載點(diǎn)位置。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的試驗(yàn)爐裝置還包括水循環(huán)管道，水循環(huán)管道包裹于排煙通道外部、并通過(guò)電子伺服閥與水泵連接；所述的控制及數(shù)據(jù)采集裝置還包括爐溫控制回路，中央處理器與水循環(huán)管道上的電子伺服閥電連接。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的爐體采用耐火材料保護(hù)，爐墻上設(shè)置有燃燒器安裝孔，柔性耐火材料粘貼在固定鉸支座及其周圍，并用柔性耐火材料填充鋼筋混凝土殼與爐體之間的縫隙；伸入鋼筋混凝土殼內(nèi)的傳力桿外面包裹剛性耐火材料。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的柔性耐火材料采用耐火纖維棉，剛性耐火材料采用耐火陶瓷管。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的千斤頂采用同步液壓千斤頂。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，鋼筋混凝土殼的加載點(diǎn)位置的上下表面分別設(shè)置墊塊，在墊塊與鋼筋混凝土殼之間分別設(shè)置橡膠墊片。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的墊塊采用耐火鋼，所述的橡膠墊片采用耐火硅橡膠。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的墊塊與鋼筋混凝土殼接觸的面加工成與鋼筋混凝土殼適配的凹面狀。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的爐體上設(shè)置觀火孔。