CN201298038Y - 混凝土多跨连续梁或板的抗火试验装置 - Google Patents

混凝土多跨连续梁或板的抗火试验装置 Download PDF

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CN201298038Y CNU2008202115688U CN200820211568U CN201298038Y CN 201298038 Y CN201298038 Y CN 201298038Y CN U2008202115688 U CNU2008202115688 U CN U2008202115688U CN 200820211568 U CN200820211568 U CN 200820211568U CN 201298038 Y CN201298038 Y CN 201298038Y
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混凝土多跨连续梁或板的抗火试验装置,它涉及一种抗火试验装置。本实用新型为解决现有建筑构件耐火性能的测定只是对建筑构件耐火极限进行测定,不能对建筑构件在火灾下的内力变化、变形规律等抗火性能进行测定的问题。立柱布置在试件支座的外围,锚杆布置在反力架的纵向两外侧地面上,反力横梁的下面设有称重传感器,称重传感器的下面设有千斤顶,喷嘴设置在喷口处,油泵与喷嘴连接,油泵与油箱连接,风机与喷口连通,炉体与其相邻的试件支座的侧壁下部设有烟道,炉体与其相邻的试件支座的侧壁上部设有至少两个热电偶。本实用新型为混凝土多跨连续梁或板的抗火试验提供了试验装置,满足了试验所需的升温、边界约束、反力测量以及加载等试验要求。

Description

混凝土多跨连续梁或板的抗火试验装置
技术领域
本实用新型涉及一种抗火试验装置。 背景技术
随着社会的进步、人口的不断增加和建筑物的日益密集,火灾也越来越经 常地发生,给国家的财产和人民的生命安全造成巨大损失。特别是近年来,城 市人口密度日趋增大,高层建筑的迅速发展更增加了火灾发生的频率和消防的 难度。为了避免不必要的损失,加强建筑物的防火、抗火性能,首先应了解建 筑结构梁或板在火灾下的受力行为及变形规律,测定梁或板的抗火性能,目前, 国内对建筑构件的耐火试验只是利用燃烧炉来简单地测定建筑构件的耐火极 限,不能对建筑构件在火灾下的内力变化及变形规律等抗火性能进行测定。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决现有建筑构件耐火性能的测定采用燃烧炉来测 定,只是对建筑构件耐火极限进行简单的测定,不能对建筑构件在火灾下的内 力变化、变形规律等抗火性能进行测定的问题,提供一种混凝土多跨连续梁或 板的抗火试验装置。
本实用新型包括反力架,反力架由四根立柱、两根反力纵梁和至少一根反 力横梁组成,每根反力纵梁的两端分别与两根立柱的侧端面固接,反力横梁位 于两根反力纵梁之间,反力横梁的两端分别与两根反力纵梁固接,它还包括至 少一个位移测量装置、至少两跨炉体、试件支座、至少一个称重传感器、至少 一个千斤顶、至少三个滚轴、至少两个喷嘴、油泵、油箱、风机和至少四个热 电偶,试件支座的内腔横向设有至少一个隔离支座, 一个隔离支座将试件支座 的内腔分为两跨支座内腔,每跨支座内腔中设有一跨炉体,每跨支座的横向上 端面上设有一个滚轴,反力架上的四根立柱布置在试件支座的外围地面上,位 移测量装置由两根锚杆、纵杆和至少一个位移计组成,纵杆两端固装在两根锚 杆的上部,至少一个位移计固装在纵杆上,位移测量装置设置在炉体上且两根 锚杆布置在反力架的纵向两外侧地面上,反力横梁的下面设有至少一个称重传面设有千斤顶,每跨炉体与其相邻的试件支座的纵向侧 壁上设有至少一个喷口,喷嘴设置在喷口处,油泵的输出端与喷嘴连接,油泵 的输入端与油箱连接,风机与喷口连通,每跨炉体与其相邻的试件支座的侧壁 下部设有烟道,每跨炉体与其相邻的试件支座的侧壁上部设有至少两个热电偶。 本实用新型具有如下有益效果:本实用新型为混凝土多跨连续梁或板在不 同工作状况下的抗火试验提供了性能良好的试验装置,基本满足了试验所需的 升温、边界约束、反力测量以及加载等试验要求,很好的模拟了建筑构件的火 灾环境,使抗火试验能够顺利成功地完成,从而为研究建筑构件在火灾下的力 学及变形等抗火性能及指导以后的建筑结构的抗火安全设计打下了良好的基 础。
附图说明
图1是本实用新型抗火试验装置的整体结构示意图,图2是图1的A-A剖 视图,图3是图1的B-B视图(去掉位移测量装置2),图4是至少两个炉体 3和试件支座4的俯视图,图5是图4的C-C剖视图,图6是图4的D-D剖 视图,图7是图4的E向视图,图8是反力横梁l-3、试件支座4、称重传感器 5、千斤顶6、滚轴7及混凝土板或梁15的连接结构示意图,图9是炉体3的侧 壁结构组成示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1~图6和图8说明本实施方式,本实施方式包括 反力架1,反力架1由四根立柱1-1、两根反力纵梁1-2和至少一根反力横梁"3 组成,每根反力纵梁1-2的两端分别与两根立柱1-1的侧端面通过高强螺栓固接, 反力横梁1-3位于两根反力纵梁1-2之间,反力横梁1-3的位置根据试验所需施 加荷载或反力约束的位置可沿反力纵梁1-2调节,反力横梁1-3的两端分别与两 根反力纵梁l-2通过高强螺栓固接,它还包括至少一个位移测量装置2、至少两 跨炉体3、试件支座4、至少一个称重传感器5、至少一个千斤顶6、至少三个 滚轴7、至少两个喷嘴8、油泵9、油箱IO、风机11和至少四个热电偶12,试 件支座4的内腔横向设有至少一个隔离支座4-1, 一个隔离支座4-1将试件支座 4的内腔分为两跨支座内腔4-2,每跨支座内腔4-2中设有一跨炉体3,每跨支 座的横向上端面上设有一个滚轴7,反力架1上的四根立柱1-1布置在试件支座 4的外围地面上,位移测量装置2由两根锚杆2-l、纵杆2-2和至少一个位移计
52-3组成,纵杆2-2两端通过卡扣固装在两根锚杆2-l的上部,至少一个位移计 2-3通过卡扣固装在纵杆2-2上,位移计2-3的数量可根据测量需要增加且位置 可根据测点灵活布置,位移测量装置2设置在炉体3上且两根锚杆2-1布置在 反力架1的纵向两外侧地面上,反力横梁1-3的下面设有至少一个称重传感器5, 称重传感器5的下面设有千斤顶6,每跨炉体3与其相邻的试件支座4的纵向侧 壁上设有至少一个喷口3-l,喷嘴8设置在喷口3-l处,油泵9的输出端与喷嘴 8连接,油泵9的输入端与油箱10连接,风机11与喷口3-1连通,每跨炉体3 与其相邻的试件支座4的侧壁下部设有烟道3-2,每跨炉体3与其相邻的试件支 座4的侧壁上部设有至少两个热电偶12。炉体3起到隔热保温的作用;反力纵 梁1-2和反力横梁1-3可以是工字钢、钢板、方钢或角钢;千斤顶6可以调节施 加荷载或约束反力的大小,称重传感器5与自动数据采集设备相连接,通过称 重传感器测量数据的变化,可以得到试验中对构件的施加荷载或其支座处的约 束反力的变化;四个热电偶12用来测量炉体3内的温度,并且能够准确的测量 炉体3内的温度,热电偶12通过导线采集装置连接,并将电信号传递给计算机 处理系统;位移计7通过数据线与数据采集系统及计算机处理系统相连,这 样便可以实时地采集和记录试验数据,得到试验过程中试件相应位置的变 形情况;烟道3-2连接至室外烟囱,以起到排烟的作用;炉体3、油泵9、油箱 10和风机11构成升温系统,升温系统为混凝土梁或板15提供燃烧热量,模拟 火灾环境,炉体3高度不宜过高;试件支座4为混凝土梁或板15提供支撑;位 移计7用来量测试验过程中混凝土梁或板15的变形情况;反力架1对混凝土梁 或板15施加试验所要求的竖向荷载或对试件支座4处进行反力约束,模拟试验 构件所需的支座或边界处的约束条件;称重传感器5能测量约束反力或施加荷 载的大小及变化情况。单元炉体的尺寸和炉体个数可根据混凝土梁或板15的实 际需要进行选择,各个单元炉体既可以独立工作,又可以同时工作,这样既可 以进行单跨,也可以进行多跨的混凝土连续梁或板的抗火试验来模拟不同房间 的失火情况,具有一定的通用性。
具体实施方式二:结合图l、图5和图6说明本实施方式,本实施方式的炉 体3的上平面低于试件支座4的上平面。这样设计可以保证试件有足够的变形 空间。
具体实施方式三:结合图9说明本实施方式,本实施方式的炉体3的四周
6炉体内壁由耐火砖砌筑而成,炉体3的四周炉体外壁由普通红砖砌筑而成,炉 体3的四周炉体内壁与外壁之间填充耐火纤维,炉体3的底部由两层耐火砖砌 筑而成。这样设计使得炉体3保温效果好,且结构简单、成本低。
具体实施方式四:结合图4和图7说明本实施方式,本实施方式的每跨炉 体3与其相邻的试件支座4的上端面沿纵向设有试验槽3-4。在进行混凝土梁 15试验时,可将混凝土梁15放置在试验槽3-4中,使混凝土梁15的三面都能 受火,从而模拟其三面受火情况,使试验所采集的数据更加准确。
具体实施方式五:结合图6和图7说明本实施方式,本实施方式与具体实 施方式五的不同点是:它还增加有闸门板13,闸门板13安装在烟道3-2的出口 处。闸门板13用以调节炉温和炉压。其它组成及连接关系与具体实施方式五相 同。
具体实施方式六:结合图3说明本实施方式,本实施方式的每根反力纵梁 1-2与反力横梁1-3连接的端面上设有若干第一连接孔1-2-1,每根反力横梁1-3 与反力纵梁1-2连接的端面上设有若干第二连接孔1-3-1。这样设计使得反力纵 梁l-2与反力横梁1-3的位置可以根据试验构件所需施加的竖向荷载或试件支座 4处所需约束的位置进行自由调节,具有互换性。
试验时,首先根据需要进行火灾试验的混凝土梁或板15的尺寸建造炉体3 和试件支座4,将喷嘴8、油泵9、油箱10及风机11组装;当试验混凝土板15 时,将混凝土板就位于炉顶上,这样,整个炉顶由混凝土板覆盖,以模拟混凝 土板单面受火的情况;当试验混凝土梁时,将混凝土梁15就位于试验槽3-4中, 试验梁周围暴露的炉顶由耐火纤维板16覆盖,如图7所示,以模拟混凝土梁三 面受火的情况;之后安装位移测量装置2,最后按照混凝土梁或板15所要求施 加的竖向荷载及支座处所需的反力约束安装反力架1、称重传感器5及千斤顶6, 用以施加竖向荷载及对支座处进行反力约束,这样就可以进行各种工作状况下 的混凝土多跨连续梁或板的抗火试验。
工作原理:将轻质柴油作为燃料装入油箱10内,经油泵9送至喷嘴8,燃 油在喷口 3-1处与风机11送入的压力空气混合后雾化,在喷口 3-1前被点燃, 火舌喷入炉体3内,炉体3内的温度利用热电偶12测量,热电偶12通过电信 号将炉体3内的温度传递给计算机处理系统,通过计算机处理后得到试验炉内 温度的变化曲线。

Claims (6)

1、一种混凝土多跨连续梁或板的抗火试验装置,它包括反力架(1),反力架(1)由四根立柱(1-1)、两根反力纵梁(1-2)和至少一根反力横梁(1-3)组成,每根反力纵梁(1-2)的两端分别与两根立柱(1-1)的侧端面固接,反力横梁(1-3)位于两根反力纵梁(1-2)之间,反力横梁(1-3)的两端分别与两根反力纵梁(1-2)固接,其特征在于:它还包括至少一个位移测量装置(2)、至少两跨炉体(3)、试件支座(4)、至少一个称重传感器(5)、至少一个千斤顶(6)、至少三个滚轴(7)、至少两个喷嘴(8)、油泵(9)、油箱(10)、风机(11)和至少四个热电偶(12),试件支座(4)的内腔横向设有至少一个隔离支座(4-1),一个隔离支座(4-1)将试件支座(4)的内腔分为两跨支座内腔(4-2),每跨支座内腔(4-2)中设有一跨炉体(3),每跨支座的横向上端面上设有一个滚轴(7),反力架(1)上的四根立柱(1-1)布置在试件支座(4)的外围地面上,位移测量装置(2)由两根锚杆(2-1)、纵杆(2-2)和至少一个位移计(2-3)组成,纵杆(2-2)两端固装在两根锚杆(2-1)的上部,至少一个位移计(2-3)固装在纵杆(2-2)上,位移测量装置(2)设置在炉体(3)上且两根锚杆(2-1)布置在反力架(1)的纵向两外侧地面上,反力横梁(1-3)的下面设有至少一个称重传感器(5),称重传感器(5)的下面设有千斤顶(6),每跨炉体(3)与其相邻的试件支座(4)的纵向侧壁上设有至少一个喷口(3-1),喷嘴(8)设置在喷口(3-1)处,油泵(9)的输出端与喷嘴(8)连接,油泵(9)的输入端与油箱(10)连接,风机(11)与喷口(3-1)连通,每跨炉体(3)与其相邻的试件支座(4)的侧壁下部设有烟道(3-2),每跨炉体(3)与其相邻的试件支座(4)的侧壁上部设有至少两个热电偶(12)。
2、 根据权利要求1所述的混凝土多跨连续梁或板的抗火试验装置,其特征 在于:炉体(3)的上平面低于试件支座(4)的上平面。
3、 根据权利要求2所述的混凝土多跨连续梁或板的抗火试验装置,其特征 在于:炉体(3)的四周炉体内壁由耐火砖砌筑而成,炉体(3)的四周炉体外 壁由普通红砖砌筑而成,炉体(3)的四周炉体内壁与外壁之间填充耐火纤维, 炉体(3)的底部由两层耐火砖砌筑而成。
4、 根据权利要求3所述的混凝土多跨连续梁或板的抗火试验装置,其特征在于:每跨炉体(3 )与其相邻的试件支座(4)的上端面沿纵向设有试验槽(3-4)。
5、 根据权利要求4所述的混凝土多跨连续梁或板的抗火试验装置,其特征 在于:它还含有闸门板(13),闸门板(13)安装在烟道(3-2)的出口处。
6、 根据权利要求1所述的混凝土多跨连续梁或板的抗火试验装置,其特征 在于:每根反力纵梁(1-2)与反力横梁(1-3)连接的端面上设有若干第一连接 孔(1-2-1),每根反力横梁(1-3)与反力纵梁(1-2)连接的端面上设有若干第 二连接孔(1-3-1)。
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