一种火灾下梁-板子结构抗倒塌性能的测试方法技术

本发明专利技术提供了一种火灾下梁‑板子结构抗倒塌性能的测试装置和方法，以钢筋混凝土框架结构中的梁‑板子结构作为研究对象，并将其安装到火灾试验炉上。在测试该结构抵抗倒塌性能的过程中，设置相应的边界条件用以模拟钢筋混凝土梁‑板子结构在实际结构中与周边结构的约束情况，并在结构上部的楼板表面施加均布荷载，从而来观察和记录钢筋混凝土梁‑板子结构中关键部位的位移、裂缝开展、板内钢筋受力情况和破坏模式等，充分掌握该类结构抵抗连续倒塌的能力。上述的一种火灾下梁‑板子结构抗倒塌性能的测试装置和方法，可以测得该类结构的耐火极限和极限承载力，从而可以掌握框架结构在火灾下的抗连续倒塌性能，为建立相应的抗火设计方法提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种火灾下梁-板子结构抗倒塌性能的测试方法
本专利技术涉及建筑结构防灾减灾

技术介绍
火灾引起的建筑倒塌事故发生的频率不高，但却是后果非常严重的事件，此类事故一旦发生，将给人们的生命财产安全带来巨大损失，社会、政治影响极为恶劣。目前，国内外对建筑结构连续性倒塌的研究主要集中在常温下工作状态，而对火灾或高温下建筑结构的抗倒塌性能研究相对较少，且大都采用数值模拟的手段。为拓展掌握建筑结构抗倒塌性能的研究手段，本专利技术将聚焦在量大面广的钢筋混凝土框架结构遭遇火灾时的抗倒塌性能的试验研究技术，提出相应的试验装置和测试方法。由以往研究可知，钢筋混凝土框架结构中，钢筋混凝土梁-板所形成的子结构体系对维持结构的整体稳定性起到至关重要的作用。在遭遇火灾时，如果钢筋混凝土梁-板子结构体系中的传力路径发生中断或破坏，则钢筋混凝土框架结构发生连续性倒塌的可能性会急剧增长。
技术实现思路
本专利技术所要解决的主要技术问题是提供一种火灾下梁-板子结构抗倒塌性能的测试装置和方法，观察和记录钢筋混凝土梁-板子结构中关键部位的位移、裂缝开展、板内钢筋受力情况和破坏模式等，充分掌握该类结构抵抗连续倒塌的能力。为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种火灾下梁-板子结构抗倒塌性能的测试装置，包括：钢筋混凝土梁-板子结构、火灾试验炉；所述钢筋混凝土梁-板子包括：钢筋混凝土板、多个竖向承重柱；所述竖向承重柱沿着厚度方向贯穿所述钢筋混凝土板，并且所述多个竖向承重柱中，有至少一个为失效的承重柱；所述多个竖向承重柱中，除了失效的承重柱外，其余的承重柱的两端分别外露于钢筋混凝土板的上下表面；所述失效的承重柱一端外露于钢筋混凝土板的上表面，另一端留空；所述竖向承重柱的上部分别放置一个压力传感器，所述压力传感器远离竖向承重柱的一面与千斤顶顶抵设置；所述千斤顶远离压力传感器的一端与水平平衡梁抵接；所述水平平衡梁沿着钢筋混凝土板的长边方向设置；所述钢筋混凝土板的上表面，沿着宽度方向设置有板上压梁，一螺栓穿过板上压梁和钢筋混凝土板后将二者固定连接；所述板上压梁远离钢筋混凝土板的一侧，设置有第一拉压传感器；所述钢筋混凝土板的沿着宽度方向的侧面，也设置有第二拉压传感器；所述第二拉压传感器远离钢筋混凝土板的一侧与水平约束梁顶抵；所述水平约束梁沿着钢筋混凝土板的宽度方向设置；所述水平约束梁远离第二拉压传感器的一侧与水平反力架抵接。本专利技术还提供了一种火灾下梁-板子结构抗倒塌性能的测试方法，包括如下步骤：1)先将支承框架吊装至火灾试验炉炉体内部；2)吊装钢筋混凝土梁-板子至火灾试验炉上；所述钢筋混凝土梁-板子包括：钢筋混凝土板、多个竖向承重柱；所述竖向承重柱沿着厚度方向贯穿所述钢筋混凝土板，并且所述多个竖向承重柱中，有一个为失效的承重柱；所述多个竖向承重柱中，除了失效的承重柱外，其余的承重柱的两端分别外露于钢筋混凝土板的上下表面；所述失效的承重柱一端外露于钢筋混凝土板的上表面，另一端留空；3)安装柱上约束系统；各个竖向承重柱的上端先布置1个压力传感器，再在压力传感器上安装千斤顶并进行固定；待安装完毕后，沿着钢筋混凝土板的长度方向，将每个千斤顶的上部调整至同一个水平面上；在千斤顶的上部设置一水平平衡梁；待水平平衡梁固定以后，再对千斤顶施加力而使加载头吐出，从而将整个柱上约束系统夹紧；4)安装板边竖向约束系统；首先，将竖向连接件的长螺栓沿着钢筋混凝土板边缘处预留的孔洞穿过，竖向连接件的下部通过端螺栓和端板与试验炉的支撑结构的横梁进行固定；将钢筋混凝土板的2个竖向连接件均预安装完毕；然后，再吊装板上压梁，使预先安装的2个连接件的长螺栓通过其上预留的孔洞；从而将板上压梁固定在钢筋混凝土板的上表面，并在压梁上布设穿心式第一拉压传感器用于监控板边的约束力变化过程；最后，将拉压传感器上部的螺帽安装紧固，并将整个板边竖向约束系统的安装进行整体紧固，保持稳定性。5)安装板边水平约束系统：在所述钢筋混凝土板的沿着宽度方向的侧面，设置有第二拉压传感器；将水平约束梁与水平反力架在适当的高度处安装定固定；然后，将拉压传感器的一端与板边的预埋连接装置进行固定，另一端则通过加工的不限制转动的连接件与水平约束梁相连；最后，通过调整约束系统中的螺栓6使得拉压传感器处于非受力状态；6)火灾试验炉点火，并保证运行正常，按照预定的ISO834国际标准升温曲线或其他预设曲线；7)对钢筋混凝土板施加竖向荷载，模拟钢筋混凝土梁-板子结构中柱子的真实受力情况采集系统采集各个数据测点的变化过程；观察试件上部的变化情况，用以分析试验的受力过程；8)汇总试验数据，结合所得的试验现象，分析火灾下钢筋混凝土梁-板子结构考虑柱子失效时的受力状态，总结周边结构的约束作用，从而得到相关的结构抗倒塌设计方法和建议。相较于现有技术，本专利技术的技术方案具备以下有益效果：本专利技术提供了一种火灾下梁-板子结构抗倒塌性能的测试装置和方法，以钢筋混凝土框架结构中的梁-板子结构作为研究对象，并将其安装到火灾试验炉上。在测试该结构抵抗倒塌性能的过程中，设置相应的边界条件用以模拟钢筋混凝土梁-板子结构在实际结构中与周边结构的约束情况，并在结构上部的楼板表面施加荷载，从而来观察和记录钢筋混凝土梁-板子结构中关键部位的位移、裂缝开展、板内钢筋受力情况和破坏模式等，充分掌握该类结构抵抗连续倒塌的能力。因此，上述的一种火灾下梁-板子结构抗倒塌性能的测试装置和方法，可以测得该类结构的耐火极限和极限承载力，从而可以掌握框架结构在火灾下的抗连续倒塌性能，为建立相应的抗火设计方法提供依据。附图说明图1为本专利技术优选实施例中钢筋混凝土梁-板子的结构示意图；图2为本专利技术优选实施例中钢筋混凝土板上位移测点的分布图。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步说明。参考图1，一种火灾下梁-板子结构抗倒塌性能的测试装置，包括：钢筋混凝土梁-板子、火宅试验炉；所述钢筋混凝土梁-板子包括：钢筋混凝土板1、多个竖向承重柱2；所述竖向承重柱2沿着厚度方向贯穿所述钢筋混凝土板1，并且所述多个竖向承重柱2中，有至少一个为失效的承重柱；所述多个竖向承重柱2中，除了失效的承重柱外，其余的承重柱的两端分别外露于钢筋混凝土板1的上下表面；所述失效的承重柱一端外露于钢筋混凝土板1的上表面，另一端留空；所述竖向承重柱2的上部分别放置一个压力传感器，所述压力传感器远离竖向承重柱2的一面与千斤顶3顶抵设置；所述千斤顶3远离压力传感器的一端与水平平衡梁4抵接；所述水平平衡梁4沿着钢筋混凝土板1的长边方向设置；所述钢筋混凝土板1的上表面，沿着宽度方向设置有板上压梁5，一螺栓6穿过板上压梁5和钢筋混凝土板1后将二者固定连接；所述板上压梁5远离钢筋混凝土板1的一侧，设置有第一拉压传感器7；所述钢筋混凝土板1的沿着宽度方向的侧面，也设置有第二拉压传感器8；所述第二拉压传感器8远离钢筋混凝土板1的一侧与水平约束梁9顶抵；所述水平约束梁9沿着钢筋混凝土板1的宽度方向设置；所述水平约束梁9远离第二拉压传感器8的一侧与水平反力架10抵接。本实施例还提供了一种火灾下梁-板子结构抗倒塌性能的测试方法，包括如下步骤：1)设计并制作钢筋混凝土梁-板子结构试件。根据钢筋混凝土框架结构的柱网布置等，选定在遭遇火灾时某一层可能会失效的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火灾下梁‑板子结构抗倒塌性能的测试装置，其特征在于包括：钢筋混凝土梁‑板子结构、火灾试验炉；所述钢筋混凝土梁‑板子结构包括：钢筋混凝土板、多个竖向承重柱；所述竖向承重柱沿着厚度方向贯穿所述钢筋混凝土板，并且所述多个竖向承重柱中，有至少一个为失效的承重柱；所述多个竖向承重柱中，除了失效的承重柱外，其余的承重柱的两端分别外露于钢筋混凝土板的上下表面；所述失效的承重柱一端外露于钢筋混凝土板的上表面，另一端留空；所述竖向承重柱的上部分别放置一个压力传感器，所述压力传感器远离竖向承重柱的一面与千斤顶顶底设置；所述千斤顶远离压力传感器的一端与水平平衡梁连接；所述水平平衡梁沿着钢筋混凝土板的长边方向设置；所述钢筋混凝土板的上表面，沿着宽度方向设置有连接件，一螺杆穿过板上连接件和钢筋混凝土板后将二者固定连接；所述板上连接件远离钢筋混凝土板的一侧，设置有第一拉压传感器；所述钢筋混凝土板的沿着宽度方向的侧面，也设置有第二拉压传感器；所述第二拉压传感器远离钢筋混凝土板的一侧与水平约束梁连接；所述水平约束梁沿着钢筋混凝土板的宽度方向设置；所述水平约束梁远离第二拉压传感器的一侧与水平反力架抵接。

【技术特征摘要】
1.一种火灾下梁-板子结构抗倒塌性能的测试装置，其特征在于包括：钢筋混凝土梁-板子结构、火灾试验炉；所述钢筋混凝土梁-板子结构包括：钢筋混凝土板、多个竖向承重柱；所述竖向承重柱沿着厚度方向贯穿所述钢筋混凝土板，并且所述多个竖向承重柱中，有至少一个为失效的承重柱；所述多个竖向承重柱中，除了失效的承重柱外，其余的承重柱的两端分别外露于钢筋混凝土板的上下表面；所述失效的承重柱一端外露于钢筋混凝土板的上表面，另一端留空；所述竖向承重柱的上部分别放置一个压力传感器，所述压力传感器远离竖向承重柱的一面与千斤顶顶底设置；所述千斤顶远离压力传感器的一端与水平平衡梁连接；所述水平平衡梁沿着钢筋混凝土板的长边方向设置；所述钢筋混凝土板的上表面，沿着宽度方向设置有连接件，一螺杆穿过板上连接件和钢筋混凝土板后将二者固定连接；所述板上连接件远离钢筋混凝土板的一侧，设置有第一拉压传感器；所述钢筋混凝土板的沿着宽度方向的侧面，也设置有第二拉压传感器；所述第二拉压传感器远离钢筋混凝土板的一侧与水平约束梁连接；所述水平约束梁沿着钢筋混凝土板的宽度方向设置；所述水平约束梁远离第二拉压传感器的一侧与水平反力架抵接。2.一种火灾下梁-板子结构抗倒塌性能的测试方法，其特征在于包括如下步骤：1)先将支承框架吊装至火灾试验炉炉体内部；2)吊装钢筋混凝土梁-板子结构至火灾试验炉内支承框架上；所述钢筋混凝土梁-板子结构包括：钢筋混凝土板、多个竖向承重柱；所述竖向承重柱沿着厚度方向贯穿所述钢筋混凝土板，并且所述多个竖向承重柱中，有一个为失效的承重柱；所述多个竖向承重柱中，除了失效的承重柱外，其余的承重柱的两端分别外露于钢筋混凝土板的上下表面；所述失效的承重柱一端外露于钢筋混凝土板的上表面，另一端留空；3)安装柱上约束系统；各个竖向承重柱的上端先布置1个千斤顶，再在千斤顶上安装压力传感器并进行固定；待安装完毕后，沿着钢筋混凝土板的长度方向，将每个千斤顶的上部调整至同一个水平面上；在千斤顶的上部设置一水平平衡梁；待水平平衡...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大山，张建春，林国进，董毓利，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35