CN220729825U - 一种高温中灌浆套筒连接件加载试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温中灌浆套筒连接件加载试验装置，所述装置包括工作台，工作台上设有四根支撑立柱、第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠，立柱上设有上横梁，第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠通过传送带与伺服电机连接，上横梁上的上夹具与灌浆套筒连接件连接，第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠上设有移动横梁，移动横梁上的下夹具与灌浆套筒连接件连接，灌浆套筒连接件外部设有与电磁感应控制箱连接的电磁线圈。这种装置结构简单、成本低、使用方便。

Description

一种高温中灌浆套筒连接件加载试验装置

技术领域

本实用新型涉及导电金属在高温中力学性能技术，特别涉及装配式结构和灌浆套筒在高温中进行力学性能试验方法，具体是一种高温中灌浆套筒连接件加载试验装置。

背景技术

建筑业作为我国国民经济的基础行业之一，一直都呈现蓬勃发展的趋势。随着社会和科技的进步，建筑行业在技术上取得快速发展，装配式建筑技术在产业升级的大环境下，也逐步推动建筑业朝着高质量、高水准、集成化的运营方向发展。

随着装配式建筑在全国各地的推广，装配式建筑连接件的安全性问题历来是不少学者们讨论的焦点。当装配式建筑发生火灾时，灌浆套筒连接件在火灾持续作用下不断升温，灌浆套筒灌浆料和钢筋的力学性能会随之下降，严重时会使灌浆套筒连接件在火灾作用下丧失其功能，最终导致装配式建筑坍塌，危害人民群众的生命财产安全。为提高装配式建筑防火性能，预防火灾导致的建筑稳定性问题，开展装配式建筑防火安全及其连接件耐火性研究显得极为重要，不少学者试图通过高温试验研究高温后灌浆套筒连接件的力学性能。

为研究灌浆套筒连接件在火灾下力学性能表现，传统实验方法大致分为两种：一是“高温后”试验方案，即将灌浆套筒连接件放至升温设备中进行加热，当温度达到预定值一定时间后停止加热，待灌浆套筒连接件冷却后进行力学试验；二是“高温中”试验方案，即灌浆套筒在升温设备中加热至预设温度后将其取出，立即安装在试验机上加载。由于高温后试验研究方法操作简单，故不少学者通过研究高温后灌浆料连接件力学表现表征其在火灾作用下的力学表现，此种方法可以反应灌浆套筒在火灾后的力学性能，但不能很好反应火灾作用下力学变化的真实情况。尽管“高温中”试验方案能模拟火灾情况下的力学变化，但由于该试验方案操作较为困难，且存在一定的危险性，很少得到运用，有试验结果表明，现有技术中的“高温中”试验方案所得的灌浆套筒在火灾作用下力学性能与实际情况存在较大差异。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种高温中灌浆套筒连接件加载试验装置。这种装置结构简单、成本低、使用方便。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种高温中灌浆套筒连接件加载试验装置，包括通过工作台，工作台上设有四根支撑立柱，立柱的顶端设有与立柱固定连接的上横梁，在工作台上还设有第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠，第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠通过传送带与伺服电机连接，第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠位于四根支撑立柱围成区域的内部，第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠的一个同向端固定在工作台上，另一个同向端固定在上横梁上，上横梁上设有上夹具，第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠上设有可沿第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠上下滑动的移动横梁，移动横梁上设有下夹具，灌浆套筒本体设置在上横梁、第一滚珠丝杠、移动横梁和第二滚珠丝杠形成的区域内部，灌浆套筒本体的内部设有灌浆料，灌浆套筒本体的外部设有呈螺旋状缠绕的电磁线圈，电磁线圈的两端与电磁感应控制箱连接，灌浆套筒本体的两端均设有封口橡胶塞，上部连接钢筋的一端伸入灌浆套筒本体内部、另一端穿过封口橡胶塞与上夹具可拆卸固定连接，下部连接钢筋的一端伸入灌浆套筒本体内部、另一端穿过封口橡胶塞与下夹具可拆卸固定连接，上部连接钢筋与下部连接钢筋的轴线重合但它们不接触，在灌浆套筒本体的外部周边设有对准灌浆套筒本体上部的第一红外温度传感器，在灌浆套筒本体的外部周边还设有对准灌浆套筒本体下部的第二红外温度传感器，第一红外温度传感器和第二红外温度传感器均与电磁感应控制箱内部的控制器CPU连接，高精度负荷传感器设置在移动横梁上与外部的计算机终端连接，上横梁上设有与外部的计算机终端连接的位移传感器，位移传感器记录移动横梁位移情况，高精度负荷传感器记录灌浆套筒连接件即灌浆套筒本体、上部连接钢筋和下部连接钢筋在加载时力学变化情况，并将记录数据上报到外部的计算机终端中。

所述灌浆套筒本体呈桶状，灌浆套筒本体的桶状外径不大于60mm。

所述电磁线圈的直径在80mm至120mm之间。

所述灌浆套筒本体为非金属时，需在灌浆套筒本体与电磁线圈接触部位处套上厚度不低于3mm的圆柱状金属筒。

采用上述装置的加载试验过程为：

1）试件安装：灌浆套筒本体外壁设置电磁线圈，上夹具与下夹具分别夹住上部连接钢筋和下部连接钢筋，将第一红外温度传感器和第二红外温度传感器对准灌浆套筒本体并固定；

2）加热升温：依据现行国家标准《金属材料 拉伸试验 第2部分：高温试验方法》（GB/T 228.2-2015）规定设定升温曲线数据，启动电磁感应控制箱，电流通过电磁线圈发生产生交变磁场，灌浆套筒连接件金属部件产生交变涡流，涡流使金属部件原子做高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，使得灌浆套筒连接件持续升温发热，第一红外温度传感器和第二红外温度传感器记录灌浆套筒本体发热温度，并将信号传送到电磁感应控制箱，电磁感应控制箱内部CPU控制电磁感应控制箱电流输出大小；

3）加载试验：灌浆套筒连接件即灌浆套筒本体、上部连接钢筋和下部连接钢筋部件温度升温至设定温度并保持动态平衡时，启动伺服电机通过传送带将动力传到第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠，第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠带动移动横梁向上移动或向下移动，下夹具随移动横梁向上移动或向下移动，上部连接钢筋与下部连接钢筋被压缩或拉伸，位移传感器记录移动横梁随时间移动的距离，高精度负荷传感器记录压力和拉力大小，其中，加载试验包括单向拉伸试验、高应力反复拉压试验和大变形试验；

4）加载试验完成后，待灌浆套筒连接件即灌浆套筒本体、上部连接钢筋和下部连接钢筋冷却后取出，安装下一组灌浆套筒连接件，重复步骤1）-步骤3），完成测试。

本技术方案具有以下有益效果：

（1）相比于现有技术，本技术方案解决了灌浆套筒连接件在高温条件下进行力学性能试验时工艺复杂问题，本技术方案旨在拉伸试验设备上原位加热，即通过采用电磁感应加热方式对灌浆套筒连接件进行加热，实现灌浆套筒连接件在高温条件下的力学性能研究；

（2）相比于现有技术，本技术方案减少了灌浆套筒连接件在加热过程中的能源损耗问题，本技术方案使用电磁感应加热方式，通过电流产生磁场，使得灌浆套筒连接件自身发热，该技术方案电能转化率高，比现有加热炉加热方案更节能、更环保。

这种装置结构简单、成本低、使用方便，这种方法操作性好、节能可靠、试验安全、数据准确。

附图说明

图1为实施例的结构示意图。

图中，1.工作台 2.支撑立柱 3.上横梁 4.第一滚珠丝杠 5.第二滚珠丝杠 6.上夹具 7.移动横梁 8.下夹具 9.灌浆套筒本体 10.电磁线圈 11.电磁感应控制箱 12.上部连接钢筋 13.下部连接钢筋 14.第一红外温度传感器 15.第二红外温度传感器 16.高精度负荷传感器 17.位移传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的内容作进一步的阐述，但不是对本实用新型的限定。

实施例：

参照图1，一种高温中灌浆套筒连接件加载试验装置，包括通过工作台1，工作台1上设有四根支撑立柱2，立柱2的顶端设有与立柱2固定连接的上横梁3，在工作台1上还设有第一滚珠丝杠4和第二滚珠丝杠5，第一滚珠丝杠4和第二滚珠丝杠5通过传送带与伺服电机连接，第一滚珠丝杠4和第二滚珠丝杠5位于四根支撑立柱2围成区域的内部，第一滚珠丝杠4和第二滚珠丝杠5的一个同向端固定在工作台1上，另一个同向端固定在上横梁3上，上横梁3上设有上夹具6，第一滚珠丝杠4和第二滚珠丝杠5上设有可沿第一滚珠丝杠4和第二滚珠丝杠5上下滑动的移动横梁7，移动横梁7上设有下夹具8，灌浆套筒本体9设置在上横梁3、第一滚珠丝杠4、移动横梁7和第二滚珠丝杠5形成的区域内部，灌浆套筒本体9的内部设有灌浆料，灌浆套筒本体9的外部设有呈螺旋状缠绕的电磁线圈10，电磁线圈10的两端与电磁感应控制箱11连接，灌浆套筒本体9的两端均设有封口橡胶塞，上部连接钢筋12的一端伸入灌浆套筒本体9内部、另一端穿过封口橡胶塞与上夹具6可拆卸固定连接，下部连接钢筋13的一端伸入灌浆套筒本体9内部、另一端穿过封口橡胶塞与下夹具8可拆卸固定连接，上部连接钢筋12与下部连接钢筋13的轴线重合但它们不接触，在灌浆套筒本体9的外部周边设有对准灌浆套筒本体9上部的第一红外温度传感器14，在灌浆套筒本体9的外部周边还设有对准灌浆套筒本体9下部的第二红外温度传感器15，第一红外温度传感器14和第二红外温度传感器15均与电磁感应控制箱11内部的控制器CPU连接，高精度负荷传感器16设置在移动横梁7上与外部的计算机终端连接，上横梁3上设有与外部的计算机终端连接的位移传感器17，位移传感器17记录移动横梁7位移情况，高精度负荷传感器16记录灌浆套筒连接件即灌浆套筒本体9、上部连接钢筋12和下部连接钢筋13在加载时力学变化情况，并将记录数据上报到外部的计算机终端中。

所述灌浆套筒本体9呈桶状，灌浆套筒本体9的桶状外径不大于60mm。

所述电磁线圈10的直径在80mm至120mm之间。

所述灌浆套筒本体9为非金属时，需在灌浆套筒本体9与电磁线圈10接触部位处套上厚度不低于3mm的圆柱状金属筒，本列灌浆套筒本体9为金属材质。

采用本列装置的加载试验过程为：

1）试件安装：灌浆套筒本体9外壁设置电磁线圈10，上夹具6与下夹具8分别夹住上部连接钢筋12和下部连接钢筋13，将第一红外温度传感器14和第二红外温度传感器15对准灌浆套筒本体9并固定；

2）加热升温：依据现行国家标准《金属材料 拉伸试验 第2部分：高温试验方法》（GB/T 228.2-2015）规定设定升温曲线数据，启动电磁感应控制箱11，电流通过电磁线圈9发生产生交变磁场，灌浆套筒连接件金属部件产生交变涡流，涡流使金属部件原子做高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，使得灌浆套筒连接件持续升温发热，第一红外温度传感器14和第二红外温度传感器15记录灌浆套筒本体9发热温度，并将信号传送到电磁感应控制箱11，电磁感应控制箱11内部CPU控制电磁感应控制箱11电流输出大小；

3）加载试验：灌浆套筒连接件即灌浆套筒本体9、上部连接钢筋12和下部连接钢筋13部件温度升温至设定温度并保持动态平衡时，启动伺服电机通过传送带将动力传到第一滚珠丝杠4和第二滚珠丝杠5，第一滚珠丝杠4和第二滚珠丝杠5带动移动横梁7向上移动或向下移动，下夹具8随移动横梁7向上移动或向下移动，上部连接钢筋12与下部连接钢筋13被压缩或拉伸，位移传感器17记录移动横梁随时间移动的距离，高精度负荷传感器16记录压力和拉力大小，其中，加载试验包括单向拉伸试验、高应力反复拉压试验和大变形试验；

4）加载试验完成后，待灌浆套筒连接件即灌浆套筒本体9、上部连接钢筋12和下部连接钢筋13冷却后取出，安装下一组灌浆套筒连接件，重复步骤1）-步骤3），完成测试。

Claims (4)

1.一种高温中灌浆套筒连接件加载试验装置，其特征在于，包括工作台，工作台上设有四根支撑立柱，立柱的顶端设有与立柱固定连接的上横梁，在工作台上还设有第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠，第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠通过传送带与伺服电机连接，第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠位于四根支撑立柱围成区域的内部，第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠的一个同向端固定在工作台上，另一个同向端固定在上横梁上，上横梁上设有上夹具，第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠上设有可沿第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠上下滑动的移动横梁，移动横梁上设有下夹具，灌浆套筒本体设置在上横梁、第一滚珠丝杠、移动横梁和第二滚珠丝杠形成的区域内部，灌浆套筒本体的内部设有灌浆料，灌浆套筒本体的外部设有呈螺旋状缠绕的电磁线圈，电磁线圈的两端与电磁感应控制箱连接，灌浆套筒本体的两端均设有封口橡胶塞，上部连接钢筋的一端伸入灌浆套筒本体内部、另一端穿过封口橡胶塞与上夹具可拆卸固定连接，下部连接钢筋的一端伸入灌浆套筒本体内部、另一端穿过封口橡胶塞与下夹具可拆卸固定连接，上部连接钢筋与下部连接钢筋的轴线重合但它们不接触，在灌浆套筒本体的外部周边设有对准灌浆套筒本体上部的第一红外温度传感器，在灌浆套筒本体的外部周边还设有对准灌浆套筒本体下部的第二红外温度传感器，第一红外温度传感器和第二红外温度传感器均与电磁感应控制箱内部的CPU连接，高精度负荷传感器设置在移动横梁上与外部的计算机终端连接，上横梁上设有与外部的计算机终端连接的位移传感器。

2.根据权利要求1所述的高温中灌浆套筒连接件加载试验装置，其特征在于，所述灌浆套筒本体呈桶状，灌浆套筒本体的桶状外径不大于60mm。

3.根据权利要求1所述的高温中灌浆套筒连接件加载试验装置，其特征在于，所述电磁线圈的直径在80mm至120mm之间。

4.根据权利要求1所述的高温中灌浆套筒连接件加载试验装置，其特征在于，所述灌浆套筒本体为非金属时，需在灌浆套筒本体与电磁线圈接触部位处套上厚度不低于3mm的圆柱状金属筒。