熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種混凝土柱在高溫與力共同作用下力學(xué)性能、鋼筋或型鋼與混 凝土錨固性能的熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，高溫下混凝土柱粘滑移結(jié)實(shí)驗(yàn)是研宄熱與力共同作用下型鋼混凝土粘結(jié)力 影響因素的試驗(yàn)，目前尚無針對(duì)此實(shí)驗(yàn)的成套實(shí)驗(yàn)儀器，以往的實(shí)驗(yàn)往往采用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn) 設(shè)備，此設(shè)備雖有通用性，但實(shí)驗(yàn)方案會(huì)受到設(shè)備的限制。熱與力加載系統(tǒng)協(xié)調(diào)度不高，使 實(shí)驗(yàn)操作過程，精度難以保證。
[0003] 因此，如何對(duì)高溫下型鋼混凝土粘結(jié)滑移實(shí)驗(yàn)提供一套便于操作且精度高，目前 的實(shí)驗(yàn)裝置尚無法達(dá)到要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體 機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置加載系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)層次清晰每個(gè)系統(tǒng)安裝均獨(dú)立進(jìn)行，這樣便于各裝置 在高溫下采取保護(hù)措施且試件的安裝精度高從而實(shí)驗(yàn)精度得到保障。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：
[0006] 一種熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)，包括一門式反力架，門式反力架由立柱和上、下橫梁固 定連接組成，上橫梁上固定有一個(gè)能向下伸縮的千斤頂，千斤頂?shù)哪┒税惭b有壓力傳感器， 壓力傳感器與電腦相連，下橫梁上部與千斤頂對(duì)正位置設(shè)置有用于放置試件的槽型墊塊； 所述門式反力架中設(shè)置有用于將待測試試件包裹加熱的加熱爐，加熱爐由外接爐溫控制系 統(tǒng)控制。
[0007] 所述加熱爐放置于爐架上，且所述加熱爐為雙層結(jié)構(gòu)。
[0008] 所述加熱爐為上部設(shè)蓋的筒形結(jié)構(gòu)，蓋子上設(shè)置有能將試件上的型鋼露出的空 間，加熱爐的爐體分上下兩節(jié)，上下兩節(jié)均為兩個(gè)半圓筒體連接而成并能橫向打開。
[0009] 所述加熱爐的外層用鐵皮包裹。
[0010] 所述加熱爐的上下爐口處填充有保溫板。
[0011] 所述加熱爐的爐膛的側(cè)面填充有保溫氈。
[0012] 所述待測試試件上下兩端均有型鋼露出。
[0013] 所述型鋼的引出鋼片上連接有位移計(jì)，且待測試試件上下兩端各設(shè)置一個(gè)位移 計(jì)，所述位移計(jì)與所述電腦相連。
[0014] 所述待測試試件中埋設(shè)有電熱偶，電熱偶與外接溫度計(jì)相連。
[0015] 本實(shí)驗(yàn)裝置是將試件安放于反力架下橫梁槽型墊塊上，與千斤頂對(duì)正，根據(jù)試件 高度調(diào)節(jié)爐架的爐體高度。首先對(duì)試件按照規(guī)定的溫度曲線升溫，記錄試件溫度當(dāng)達(dá)到預(yù) 計(jì)溫度后開始加載，加載到規(guī)定數(shù)值停止實(shí)驗(yàn)。加載過程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳 輸?shù)诫娔X。
[0016] 加熱爐可分別運(yùn)到需要位置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，此時(shí)只要將上下兩部分封蓋即可，加載系 統(tǒng)的試驗(yàn)臺(tái)也可開展常溫下的力學(xué)試驗(yàn)工作，對(duì)梁、板、柱進(jìn)行力學(xué)荷載研宄，對(duì)鋼筋混凝 土、鋼結(jié)構(gòu)試件進(jìn)行力學(xué)性能研宄。
[0017] 本實(shí)用新型采用了大功率雙層加熱爐，升溫速度快且爐體可根據(jù)試件的長度調(diào) 節(jié)。爐子為筒狀結(jié)構(gòu)且爐門可橫向打開，在減少熱量損失的情況下又減少了操作難度。本 實(shí)驗(yàn)裝置加載系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)層次清晰每個(gè)系統(tǒng)安裝均獨(dú)立進(jìn)行，這樣便于各裝置在高溫 下采取保護(hù)措施且試件的安裝精度高從而實(shí)驗(yàn)精度得到保障。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2是反力架節(jié)點(diǎn)示意圖；
[0020] 圖3是加熱爐剖面圖；
[0021] 圖4是位移米集系統(tǒng)圖；
[0022] 其中1.立柱，2.上橫梁，3.千斤頂，4.壓力傳感器，5.試件，6.耐火棉，7.槽型墊 塊，8.爐架，9.下橫梁，10.加熱爐，11.爐蓋，12.爐箱，13.保溫氈，14.電熱絲，15.保溫板， 16.型鋼，17.引出鋼片，18.位移計(jì)。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0024] 如圖1-圖4所示，熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)，包括一門式反力架，門式反力架由立柱1 和上、下橫梁2、9固定連接組成，上橫梁2上固定有一個(gè)能向下伸縮的千斤頂3,千斤頂3的 末端安裝有壓力傳感器4,壓力傳感器4與電腦相連，下橫梁9上部與千斤頂3對(duì)正位置設(shè) 置有用于放置試件5的槽型墊塊7 ;所述門式反力架中設(shè)置有用于將待測試試件5包裹加 熱的加熱爐10,加熱爐10由外接爐溫控制系統(tǒng)控制。
[0025] 待測試試件5上下兩端均有型鋼16露出。型鋼16的引出鋼片17上連接有位移 計(jì)18,且待測試試件5上下兩端各設(shè)置一個(gè)位移計(jì)18,所述位移計(jì)18與所述電腦相連。待 測試試件5中埋設(shè)有電熱偶，電熱偶與外接溫度計(jì)相連。
[0026] 熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)包括加熱系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，下面對(duì)三部分詳 細(xì)描述。
[0027] 加熱系統(tǒng)：
[0028] 加熱系統(tǒng)市實(shí)驗(yàn)裝置的核心部分，它所要完成的功能是按照預(yù)定的溫度曲線加 熱，對(duì)試件施加熱荷載加熱爐10進(jìn)行升溫，加熱爐的尺寸為9 700X 1000mm，爐膛尺寸為9 500 X 800mm。加熱爐10放置于爐架8上，且所述加熱爐10為雙層結(jié)構(gòu)。加熱爐10為上部 設(shè)蓋的筒形結(jié)構(gòu)，蓋子上設(shè)置有能將試件上的型鋼露出的空間，加熱爐10的爐體分上下兩 節(jié)，上下兩節(jié)均為兩個(gè)半圓筒體連接而成并能橫向打開。加熱爐由爐蓋11、把手、爐箱12、 保溫氈13、電熱絲14和保溫板15組成，外層用薄鐵皮包裹。爐體的上下爐口處用保溫板 15填充，加熱爐10上下開口有利于觀察試驗(yàn)現(xiàn)象和試件的對(duì)中。加熱爐10上下開口與試 件接觸處通過耐火棉6包裹密封。爐膛的側(cè)面用保溫氈13填充，保溫氈13和保溫板15的 材質(zhì)為硅酸鋁，有利于保溫減少熱量損失。爐膛用兩根2. 5kW的電熱絲14纏繞，加熱爐總 功率為5kW，最高工作溫度達(dá)1000°C，最高升溫速率33°C /min，實(shí)際升溫速率可通過與電爐 配套的溫度控制儀根據(jù)需要自行設(shè)定程序進(jìn)行控制。通過XMTD數(shù)顯調(diào)節(jié)儀來控制爐內(nèi)的 溫度場，將XMTD數(shù)顯調(diào)節(jié)儀連接外電源線，高溫加熱爐接XMTD數(shù)顯調(diào)節(jié)儀。
[0029]加載系統(tǒng)：
[0030] 加載系統(tǒng)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)中對(duì)試件施加力荷載的一部分，被用來模擬火高溫下構(gòu)件所 處的力學(xué)環(huán)境與受限條件，共包括反力架、型槽墊塊7以及液壓千斤頂3。反力架設(shè)計(jì)加載 70t，Q235級(jí)鋼材，橫梁的跨度為L = 1500mm，型鋼柱的高度H = 3000mm，經(jīng)過計(jì)算，選取橫 梁（上，下）：HM400X 300X10 X 16，柱：HM350X 350X 12X 19,橫梁與柱的連接選用高強(qiáng)承 壓螺栓M20, 10. 9級(jí)，直徑為20mm，孔徑為21. 5mm，孔中心距為150mm，梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造如圖2 所示。
[0031] 采集系統(tǒng)：
[0032] 采集系統(tǒng)包括位移計(jì)、壓力傳感器和溫度傳感器的數(shù)據(jù)采集。位移數(shù)據(jù)與溫度數(shù) 據(jù)先經(jīng)過數(shù)據(jù)采集箱再接入電腦，溫度數(shù)據(jù)的采集是由試件內(nèi)部電熱偶直接接入溫度表進(jìn) 行米集。
[0033] 上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新 型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng) 域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1?一種熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)，其特征是，包括一門式反力架，門式反力架由立柱和上、 下橫梁固定連接組成，上橫梁上固定有一個(gè)能向下伸縮的千斤頂，千斤頂?shù)哪┒税惭b有壓 力傳感器，壓力傳感器與電腦相連，下橫梁上部與千斤頂對(duì)正位置設(shè)置有用于放置試件的 槽型墊塊；所述門式反力架中設(shè)置有用于將待測試試件包裹加熱的加熱爐，加熱爐由外接 爐溫控制系統(tǒng)控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)，其特征是，所述加熱爐放置于爐架上，且 所述加熱爐為雙層結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)，其特征是，所述加熱爐為上部設(shè)蓋的 筒形結(jié)構(gòu)，蓋子上設(shè)置有能將試件上的型鋼露出的空間，加熱爐的爐體分上下兩節(jié)，上下兩 節(jié)均為兩個(gè)半圓筒體連接而成并能橫向打開。
4. 如權(quán)利要求3所述的熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)，其特征是，所述加熱爐的外層用鐵皮包 裹。
5. 如權(quán)利要求4所述的熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)，其特征是，所述加熱爐的上下爐口處填 充有保溫板。
6. 如權(quán)利要求5所述的熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)，其特征是，所述加熱爐的爐膛的側(cè)面填 充有保溫氈。
7. 如權(quán)利要求1所述的熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)，其特征是，所述待測試試件上下兩端均 有型鋼露出。
8. 如權(quán)利要求7所述的熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)，其特征是，所述型鋼的引出鋼片上連接 有位移計(jì)，且待測試試件上下兩端各設(shè)置一個(gè)位移計(jì)，所述位移計(jì)與所述電腦相連。
9. 如權(quán)利要求1所述的熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)，其特征是，所述待測試試件中埋設(shè)有電 熱偶，電熱偶與外接溫度計(jì)相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種熱力耦合實(shí)驗(yàn)一體機(jī)，包括一門式反力架，門式反力架由立柱和上、下橫梁固定連接組成，上橫梁上固定有一個(gè)能向下伸縮的千斤頂，千斤頂?shù)哪┒税惭b有壓力傳感器，壓力傳感器與電腦相連，下橫梁上部與千斤頂對(duì)正位置設(shè)置有用于放置試件的槽型墊塊；所述門式反力架中設(shè)置有用于將待測試試件包裹加熱的加熱爐，加熱爐由外接爐溫控制系統(tǒng)控制。本實(shí)驗(yàn)裝置加載系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)層次清晰每個(gè)系統(tǒng)安裝均獨(dú)立進(jìn)行，這樣便于各裝置在高溫下采取保護(hù)措施且試件的安裝精度高從而實(shí)驗(yàn)精度得到保障。
【IPC分類】G01N3-00, G01N19-04
【公開號(hào)】CN204536179
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520290999
【發(fā)明人】王玉鐲, 祝德彪, 王慧敏, 傅傳國
【申請(qǐng)人】濟(jì)南臻固土木工程有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年5月7日