一种钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，包括钢框架体系、电液伺服作动器、试验梁柱和试验炉，所述试验梁柱放置于试验炉内部，所述钢框架体系布置于试验炉外周，所述钢框架体系与试验梁柱之间还依次设有水平疲劳荷载装置、竖直疲劳荷载装置和扭转疲劳荷载装置，所述水平疲劳荷载装置布置在试验梁柱的水平方向，所述竖直疲劳荷载装置安装在试验梁柱的竖直方向，所述扭转疲劳荷载装置设置在试验梁柱的上方。本发明专利技术能够满足钢性梁柱和混凝土梁柱受偏心拉伸疲劳荷载，偏心大小可以由实验要求自行设定，只需改变柱头和试验梁柱的相对位置即可，还可以满足钢性梁柱和混凝土梁柱，╋型、T型、L型等节点疲劳破坏试验装置。

A multi node fatigue failure test device for steel beam column and concrete beam column

The invention discloses a steel beam column and concrete beam column multi node fatigue failure test device, including the steel frame system, the electro-hydraulic servo actuator, the test beam column and the test furnace. The test beam column is placed inside the test furnace, the steel frame system is arranged outside the test furnace, the steel frame system and the test Liang Zhuzhi. The horizontal fatigue load device, the vertical fatigue load device and the torsional fatigue load device are arranged in turn. The horizontal fatigue load device is arranged in the horizontal direction of the test beam column. The vertical fatigue load device is installed in the vertical direction of the test beam column, and the torsional fatigue load device is set above the test beam column. . This invention can satisfy the eccentric tensile fatigue load of the steel beam column and the concrete beam column. The eccentricity can be set by the experiment, only changing the relative position of the column head and the test beam column, and can also meet the fatigue failure test device of the steel Liang Zhuhe concrete beam column, the type T type, the L type and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置
本专利技术涉及建筑结构抗火领域，尤其涉及一种钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置。
技术介绍
近年来，随着我国国民经济快速发展，我国已经建成了规模宏大、数量众多的地铁、桥梁、生产厂房等基础设施，在地铁站由于机车在铁轨上通过，和由于地铁站内结构大多在地下而且结构复杂，还存在上下层铁轨交互的情况，所以产生了很大的的疲劳荷载，同样在桥梁上汽车行驶也对桥体结构施加了多次不规侧循环的疲劳荷载，生产厂房由于大型机械的使用也一样对厂房结构产生了疲劳荷载。而且地铁站大多采用大跨的结构，为了满足需要结构形式也很复杂，地铁站内人流量特别大，一旦发生火灾致使节点失效后果不堪设想，所以对于地铁站的节点疲劳荷载研究非常重要。例如1987年11月18日发生在英国伦敦地铁君王十字车站，发生了一起火灾事故，造成31人死亡大量人员受伤，1995年10月28日傍晚，在阿塞拜疆首府巴库的地铁内发生了一场火灾事故，事故造成289人死亡265人受伤。这些残酷的事故下和我国正在高速发展地铁事业下让我们科研火灾方向的人员感觉到使命重大，在现有的规范规定强节点弱连接就可以看出在工程中节点的重要性，在地铁站建筑结构由于平时受到严重的疲劳荷载，而节点恰恰连接了所有的承重构件，节点在火灾、疲劳荷载和本身的静力荷载作用下发生破坏，那么现有的规范是否满足设计要求，就值得深入研究。基于之前研究梁柱节点受水平疲劳荷载、竖直疲劳荷载、扭转疲劳荷载和火灾相互分割开来的研究，所以研究火灾下的火灾下钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏尤为的重要。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术提供一种钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，该试验装置能够同时进行火灾试验拉伸疲劳和扭转疲劳破坏试验。本专利技术的技术方案如下：一种钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，其中，包括钢框架体系、电液伺服作动器、试验梁柱和试验炉，所述试验梁柱放置于试验炉内部，所述钢框架体系布置于试验炉外周，所述钢框架体系与试验梁柱之间还依次设有水平疲劳荷载装置、竖直疲劳荷载装置和扭转疲劳荷载装置，所述水平疲劳荷载装置布置在试验梁柱的水平方向，所述竖直疲劳荷载装置安装在试验梁柱的竖直方向，所述扭转疲劳荷载装置设置在试验梁柱的上方。所述的钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，其中，所述的钢框架体系包括反力架立柱、钢框架横梁、钢框架、钢框架立柱以及I字斜梁，所述反力架立柱放置于试验炉两边并将钢框架横梁搭接在钢框架立柱上，所述钢框架用高强螺栓锚固到钢框架立柱上，所述I字斜梁熔焊到钢框架立柱上，所述钢框架横梁熔焊到钢框架立柱上。所述的钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，其中，所述的水平疲劳荷载装置和竖直疲劳荷载装置包括电液伺服作动器、约束钢梁、关节轴承块和钢垫板，所述刚垫板焊接于钢框架上，所述电液伺服作动器安装于钢框架横梁上，所述电液伺服作动器末端与约束钢梁连接，所述约束钢梁一端连接关节轴承块，所述关节轴承块用于电液伺服作动器对试验梁柱的水平疲劳荷载。所述的钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，其中，所述的扭转疲劳荷载装置包括拐臂梁、关节轴承块、约束钢梁、电液伺服作动器，所述拐臂梁由钢管和钢框架梁组成，钢管焊接于钢框架梁上末端，其长度不短于试验梁柱净长度，所述钢垫板放置于钢性地面上，所述约束钢梁放置于电液伺服作动器上，所述关节轴承块用于连接电液伺服作动器和钢框架梁。所述的钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，其中，所述的火灾试验炉包括钢筋混凝土侧墙壁、钢筋混凝土顶盖、保温板、温度传感器、热电偶、钢丝网、保温层、加热元件、通风口、支撑钢框架，所述支撑钢框架、温度传感器和钢筋混凝土侧墙壁放置于刚性地面上，所述通风口设置于钢筋混凝土侧墙壁下方，所述保温层贴于钢筋混凝土侧墙壁内壁，所述加热元件设置于保温层上，所述热电偶贴设于试验梁柱表面，所述钢丝网用于防止火灾时混凝土碎片剥落损坏加热元件，所述钢筋混凝土顶盖和保温板设置于钢筋混凝土侧墙壁的顶部。所述的钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，其中，所述的电液伺服作动器包括较支基座、位移传感器、电液伺服阀、活塞杆、荷载传感器、旋转垫圈、指令信号、调整放大系统、伺服闸、油源、加载器、传感器、反馈系统，所述较支基座连接于钢垫板上，实现电液伺服作动器不受钢框架系统扭转作用，所述位移传感器、电液伺服阀、活塞杆、荷载传感器、旋转垫圈依次安装连接，所述指令信号用于调整放大系统、伺服闸、油源、加载器、传感器、反馈系统。有益效果：相比现有技术，本专利技术火灾下钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，是先制定试验方案，确定研究的梁柱的偏心大小、尺寸大小、节点类型、连接方式等，然后把梁柱放置于火灾试验炉中，用液压伺服作动器进行预加载，待全部结构充分接触后，开启试验炉电源控制器，按一定的升温曲线对梁柱节点升温，竟可能模拟出实验研究对象真实的火灾下受力情形，对梁柱进行水平疲劳莪荷载、竖直疲劳荷载和扭转疲劳荷载，同时结合实验材料如钢结构的钢性材料，钢筋混凝土的混凝土材料，钢筋材料在温度变化下的力学性能下降，由于高温各种材料的粘结性能变化情况等导致节点破坏机理相结合。附图说明图1是钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置的正平面图。图2是钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置的不规侧节点正平面图。图3是钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置的火灾试验炉详图。图4是钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置的A-A剖面图。图5是钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置的拐臂梁详图。图6是钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置的电液伺服作动器详图。图7是钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置的电液伺服作动器加载详图。图8是钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置的╋型节点受力详图。图9是钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置的T型节点受力详图。图10是钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置的L型节点受力详图。1-电液伺服作动器；11-较支基座；12-位移传感器；13-电液伺服阀；14-活塞杆；15-荷载传感器；16-旋转垫圈；17-指令信号；18-调整放大系统；19-伺服闸；110-油源；111-加载器；112传感器；113-反馈系统；2-试验炉；22-钢筋混凝土侧墙壁；23-钢筋混凝土顶盖；26-保温板；27-电箱；28-电源控制器；25-温度传感器；24-热电偶；211-钢丝网；210-保温层；29-加热元件；212-通风口；3-钢框架体系；31-反力架立柱；4-水平疲劳荷载装置；41-竖直疲劳荷载装置；43-扭转疲劳荷载装置；42-厚壁方钢管；51-钢框架；54-约束钢梁；61-钢框架梁；62-拐臂梁；63-钢管；7-关节轴承块；8-试验梁柱；85-柱头；91-钢垫板；10-支撑钢框架；111-钢框架立柱；113-钢框架横梁；114-I字斜梁。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，其特征在于，包括钢框架体系、电液伺服作动器、试验梁柱和试验炉，所述试验梁柱放置于试验炉内部，所述钢框架体系布置于试验炉外周，所述钢框架体系与试验梁柱之间还依次设有水平疲劳荷载装置、竖直疲劳荷载装置和扭转疲劳荷载装置，所述水平疲劳荷载装置布置在试验梁柱的水平方向，所述竖直疲劳荷载装置安装在试验梁柱的竖直方向，所述扭转疲劳荷载装置设置在试验梁柱的上方。

【技术特征摘要】
1.一种钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，其特征在于，包括钢框架体系、电液伺服作动器、试验梁柱和试验炉，所述试验梁柱放置于试验炉内部，所述钢框架体系布置于试验炉外周，所述钢框架体系与试验梁柱之间还依次设有水平疲劳荷载装置、竖直疲劳荷载装置和扭转疲劳荷载装置，所述水平疲劳荷载装置布置在试验梁柱的水平方向，所述竖直疲劳荷载装置安装在试验梁柱的竖直方向，所述扭转疲劳荷载装置设置在试验梁柱的上方。2.根据权利要求1所述的钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，其特征在于，所述的钢框架体系包括反力架立柱、钢框架横梁、钢框架、钢框架立柱以及I字斜梁，所述反力架立柱放置于试验炉两边并将钢框架横梁搭接在钢框架立柱上，所述钢框架用高强螺栓锚固到钢框架立柱上，所述I字斜梁熔焊到钢框架立柱上，所述钢框架横梁熔焊到钢框架立柱上。3.根据权利要求1所述的钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，其特征在于，所述的水平疲劳荷载装置和竖直疲劳荷载装置包括电液伺服作动器、约束钢梁、关节轴承块和钢垫板，所述刚垫板焊接于钢框架上，所述电液伺服作动器安装于钢框架横梁上，所述电液伺服作动器末端与约束钢梁连接，所述约束钢梁一端连接关节轴承块，所述关节轴承块用于电液伺服作动器对试验梁柱的水平疲劳荷载。4.根据权利要求1所述的钢性梁柱和混凝土梁柱多节点疲劳破坏试验装置，其特征在于，所述的扭转疲劳荷载装置包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，马帅，张亚军，段亚昆，史伟男，吴加超，徐勇，平静雅，张骐烁，袁广林，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32