[發明專利]鋼殼混凝土組合結構構件熱力耦合加載試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201911184435.5
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110823940A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 吳夢軍;曹鵬;陳建忠;丁浩;胡學兵;郭鴻雁;陳偉樂;張琦;劉帥;金文良;陳俊濤;鄧欣
• 申請（專利權）人: 招商局重慶交通科研設計院有限公司
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01N25/20;G01N25/16;G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種鋼殼混凝土組合結構構件熱力耦合加載試驗裝置，其特征在于，該試驗裝置包括承力架(1)、力傳感器(2)、千斤頂(3)、位移計(4)、隔熱墊塊(5)和試驗構件(6)；

所述試驗構件(6)安裝座實驗臺支座(7)上，用于支撐試驗構件；

所述位移計(4)安裝在實驗臺支座位置對應的試驗構件表面，以及試驗構件底部跨中和2個四分點處，用于檢測試驗構件在壓力加載試驗過程中的位移數據；

所述力傳感器(2)安裝在承力架(1)和千斤頂(3)之間，用于檢測試驗構件在試驗工程中承受的壓力；

所述隔熱墊塊(5)放置在千斤頂(3)和試驗構件(6)之間，用于隔絕試驗構件(6)的熱量，并對試驗構件起保護作用。

2.根據權利要求1所述的鋼殼混凝土組合結構構件熱力耦合加載試驗裝置，其特征在于，所述試驗構件(6)內部安裝有多個熱電偶溫度傳感器；在試驗構件平面上，熱電偶溫度傳感器均勻布置，且關于橫、縱隔板對稱；在試驗構件厚度方向，熱電偶溫度傳感器按一定梯度布置。

3.根據權利要求1所述的鋼殼混凝土組合結構構件熱力耦合加載試驗裝置，其特征在于，數據采集器分別與各位移計和熱電偶溫度傳感器連接，記錄位移-時間曲線和溫度-時間曲線。

4.根據權利要求1所述的鋼殼混凝土組合結構構件熱力耦合加載試驗裝置，其特征在于，所述試驗構件(6)由內部鋼板、鋼殼和混凝土組成，所述內部鋼板由橫、縱隔板和短鋼板，所述短鋼板分為橫、縱向短鋼板；所述橫、縱隔板相互垂直，且其兩端與鋼殼連接；所述橫、縱向短鋼板僅一端與鋼殼連接，另一端懸空在試驗構件內部。

5.根據權利要求4所述的鋼殼混凝土組合結構構件熱力耦合加載試驗裝置，其特征在于，所述縱向短鋼板是T型鋼板；所述橫向短鋼板上等距分布有焊釘。

6.根據權利要求4所述的鋼殼混凝土組合結構構件熱力耦合加載試驗裝置，其特征在于，所述橫、縱隔板將試驗構件(6)內部分為等大的大區間，所述短鋼板均勻的分布在大區間內。

7.一種鋼殼混凝土組合結構構件熱力耦合加載試驗方法，其特征在于，該試驗方法具體包括以下步驟：

1)用行車將試驗構件(6)吊入耐火試驗爐上方，并置于實驗臺支座(7)上；

2)連接各位移計(4)，熱電偶溫度傳感器并與數據采集器進行連通，安置力傳感器(2)和隔熱墊塊(5)位于千斤頂(3)的端部；

3)試驗開始前，先對鋼殼混凝土構件進行預加載，然后卸載，對構件施加設計荷載，使荷載處于穩定狀態，并記錄此時構件變形數據；

4)打開數據采集器，記錄溫度-時間曲線和位移-時間曲線；點燃耐火試驗爐，對構件進行升溫；

5)數據采集器從點火時刻開始，記錄各測點溫度和構件結構位移值，且觀察構件展示出的宏觀損傷現象及變形特征，直至耐火試驗結束或結構構件發生破壞，停止試驗；

6)耐火試驗結束后，對各個構件開展靜載試驗，變形通過設置于支座、跨中和2個四分點共5個位移計進行測量，逐級加載，試驗過程中記錄各測點的結構位移及結構損傷特征、變形特征，直至結構構件破壞停止試驗，記錄破壞時所施加的最大荷載；

7)整理分析獲取的試驗數據，對比不同試驗階段和不同火災工況下結構構件的變形情況和承載力降低效應，對比不同構件的破壞形式及溫度、變形分布規律。

8.根據權利要求7所述的鋼殼混凝土組合結構構件熱力耦合加載試驗方法，其特征在于，所述步驟3)中，對鋼殼混凝土構件進行預加載時，預加載值為10kN。

9.根據權利要求7所述的鋼殼混凝土組合結構構件熱力耦合加載試驗方法，其特征在于，所述步驟4)中，對構件進行升溫過程中，保持集中荷載恒定；升溫過程按確定的火災工況進行設定。

10.根據權利要求7所述的鋼殼混凝土組合結構構件熱力耦合加載試驗方法，其特征在于，所述步驟5)中，溫度記錄儀記錄各測點溫度和構件結構位移值，具體為：每10s記錄一次各測點的溫度，每隔30s記錄一次構件結構位移值。