一种火灾高温中混凝土热应力测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及土木工程材料试验测试技术领域，具体涉及一种火灾高温中混凝土热应力测试装置，包括加载架；火灾模拟单元，其设置在所述加载架的内部，用于模拟火灾高温；热应力测试单元，包含用于压紧试件的第一定位部、第二定位部和用于测试试件热应力值的测量部，所述试件放置在第一定位部和第二定位部之间，所述第一定位部固定于所述加载架框体上，所述第二定位部与测量部固定连接，所述测量部固定于与第一定位部相对的所述加载架框体上；以及控制单元，用于接收所述热应力测试单元传递的热应力信号和火灾模拟单元传递的温度信号，并实现对火灾模拟单元的控制。本发明专利技术设计合理、结构简单、环保高效，可准确地测试火灾高温中混凝土热应力。

A Testing Device for Thermal Stress of Concrete in High Temperature of Fire

【技术实现步骤摘要】
一种火灾高温中混凝土热应力测试装置
本专利技术涉及土木工程材料试验测试
，具体涉及一种火灾高温中混凝土热应力测试装置。
技术介绍
随着我国城镇化进程的加速，城市土地资源日益紧缺，城市建筑日趋向高空发展。高强混凝土及其结构技术的进步也使高层建筑数量急剧增多、高度逐年攀升，高层建筑火灾事故也越来越多。而高层建筑火灾一直是世界性难题，一旦发生很难实施有效救援。火灾高温中高强混凝土易于爆裂并可能带来结构的失稳垮塌，由此带来巨大财产损失和严重人员伤亡。一般认为，热应力是造成高强混凝土高温爆裂的原因之一。高温条件下高强混凝土的热惰性导致由受热表面至内部产生很大的温度梯度，由于温度较高的表层混凝土产生大于内部低温区的热膨胀，随着热应力自平衡状态的发展，混凝土表层处于受压状态而内部受拉，当热应力随温度梯度达到高强混凝土的抗拉强度时便导致了爆裂的发生。因此，研究混凝土火灾高温中的应力发展规律对于混凝土结构的抗火设计和火灾防控具有重要意义。但目前尚缺乏可测试火灾高温中混凝土热应力大小的试验装置和方法。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种火灾高温中混凝土热应力测试装置，设计合理、结构简单、环保高效，可准确地测试火灾高温中混凝土热应力。为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：本专利技术提供了一种火灾高温中混凝土热应力测试装置，其特征在于，包括：加载架；火灾模拟单元，其设置在所述加载架的内部，用于模拟火灾高温，所述火灾模拟单元的内部放置有试件；热应力测试单元，包含用于压紧试件的第一定位部、第二定位部和用于测试试件热应力值的测量部，所述试件放置在第一定位部和第二定位部之间，所述第一定位部固定于所述加载架框体上，所述第二定位部与测量部固定连接，所述测量部固定于与第一定位部相对的所述加载架框体上；以及控制单元，用于接收所述热应力测试单元传递的热应力信号和火灾模拟单元传递的温度信号，并实现对火灾模拟单元的控制。进一步地，所述火灾模拟单元包括：高温炉；防爆网，其安装在所述高温炉炉体的内壁；至少一支第一温度传感器，布置在所述高温炉炉体的侧壁，其测量端伸入高温炉的炉膛中；以及炉门。进一步地，所述防爆网由耐火钢板经预留均匀分布的导热孔制成。进一步地，所述热应力测试单元的第一定位部包含：左压头箍板，其左端部固定在所述加载架的左肢框上，右端部嵌箍左压头；左压头，通过高温炉左侧壁预留的洞口伸入炉膛中。进一步地，所述热应力测试单元的第一定位部包含：半球形抵窝，其固定在所述加载架的左肢框上；左传力杆，其左端部设置球头，所述球头抵靠在所述半球形抵窝内，所述左传力杆穿过左导向轴承，所述左导向轴承通过钢梁固定在加载架上；左压头箍板，其左端部与所述左传力杆的右端部固定连接，所述左压头箍板的右端部嵌箍左压头；左压头，通过高温炉左侧壁预留的洞口伸入炉膛中。进一步地，所述热应力测试单元的第二定位部包含：右压头，其与左压头的轴向中心线处于同一直线上；右压头箍板，其左端部嵌箍右压头。进一步地，所述热应力测试单元的测量部包含:右传力杆，其左端部与所述右压头箍板的右端部固定连接，所述右传力杆穿过右导向轴承连接荷载传感器，所述右导向轴承通过钢梁固定在加载架上；荷载传感器，其通过连接件与丝杆连接；丝杆，其穿过螺母，所述螺母固定在所述加载架的右肢框上；转盘，其固定连接于所述丝杆的右端部；其中，所述右传力杆为方柱形，与之匹配的右导向轴承的内滑道为方形孔。进一步地，所述连接件与荷载传感器通过螺纹连接；所述连接件与丝杆插接连接，在丝杆的左端部设置T型件，该T型件插接在与T型件匹配的连接件的T型凹槽内，T型件与T型凹槽间隙接触。进一步地，该测试装置还包括降温单元，所述降温单元向控制单元传递流量和温度信号，控制单元实现对降温单元的控制；所述降温单元包括：内循环管，分布于所述加载架、左压头箍板和右压头箍板中；冷水机，通过出水管和回水管与所述内循环管连接。进一步地，所述控制单元包括控制器和与控制器连接的计算机；所述控制器还与第一温度传感器、荷载传感器、冷水机和高温炉连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术的半球形抵窝和球头的设置，可以保证试件轴向受力均匀，避免端部应力集中；左导向轴承和右导向轴承分别对左压头和右压头起支撑定位作用，并保证温度产生的形变荷载处于同一轴线上，降低热应力测试值的误差，提高测试结果准确性。2、方柱形的右传力杆和丝杆端部的T型件，可避免加载部件和试件受扭，进一步降低热应力测试值的误差，提高测试结果的精度，并便于试件的安装和拆除。3、本专利技术的火灾高温中混凝土热应力测试装置，设计合理、结构简单、环保高效，即可测试升温条件下混凝土试件的热应力和爆裂应力值，也可测试恒温或降温条件下的热应力松弛，适用范围广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一的火灾高温中混凝土热应力测试装置的俯视结构示意图；图2是本专利技术实施例二的火灾高温中混凝土热应力测试装置的俯视结构示意图；图3是图1中A处的局部放大示意图。图中序号所代表的含义为：1.加载架，2.半球形抵窝，3.球头，4.左导向轴承，5.左传力杆，6.左压头箍板，7.左压头，8.高温炉，9.防爆网，10.第一温度传感器，11.试件，12.右压头，13.右压头箍板，14.右导向轴承，15.右传力杆，16.荷载传感器，17.连接件，18.螺母，19.丝杆，20.转盘，21.流体泵，22.电磁阀，23.流量计，24.出水管，25.冷水机，26.第二温度传感器，27.回水管，28.炉门，29.控制器，30.计算机，31.T型件，32.内循环管，33.炉膛。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例一如图1所示，本实施例的一种火灾高温中混凝土热应力测试装置，包括：加载架1，用于支撑其他单元；火灾模拟单元，用于模拟火灾高温，其设置在所述加载架1的内部，火灾模拟单元的内部放置有试件11；热应力测试单元，包含用于压紧试件11的第一定位部、第二定位部和用于测试试件11热应力值的测量部，试件11放置在第一定位部和第二定位部之间，第一定位部固定在加载架1的左肢框上，第二定位部与测量部固定连接，测量部固定在加载架1的右肢框上；试验时，第一定位部和第二定位同时压紧试件11；降温单元，用于降低温度对热应力测试单元的影响，提高测试精度；以及控制单元，用于接收所述热应力测试单元传递的热应力信号、火灾模拟单元传递的温度信号和降温单元传递的流量、温度信号，并实现对火灾模拟单元和降温单元的控制。作为优选地，火灾模拟单元包括高温炉8、防爆网9、至少一支第一温度传感器10和炉门28；高温炉8包括耐火材料制成的内壁、内壁中设置的加热管、隔热材料中壁、保温材料填充层和钢制外壁等。防爆网9安装在高温炉8炉体的内壁内侧，由耐火钢板经预留均匀分布的导热孔制成，用以防止混凝土试件11高温爆裂时碎块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火灾高温中混凝土热应力测试装置，其特征在于，包括：加载架；火灾模拟单元，其设置在所述加载架的内部，用于模拟火灾高温，所述火灾模拟单元的内部放置有试件；热应力测试单元，包含用于压紧试件的第一定位部、第二定位部和用于测试试件热应力值的测量部，所述试件放置在第一定位部和第二定位部之间，所述第一定位部固定于所述加载架框体上，所述第二定位部与测量部固定连接，所述测量部固定于与第一定位部相对的所述加载架框体上；以及控制单元，用于接收所述热应力测试单元传递的热应力信号和火灾模拟单元传递的温度信号，并实现对火灾模拟单元的控制。

【技术特征摘要】
1.一种火灾高温中混凝土热应力测试装置，其特征在于，包括：加载架；火灾模拟单元，其设置在所述加载架的内部，用于模拟火灾高温，所述火灾模拟单元的内部放置有试件；热应力测试单元，包含用于压紧试件的第一定位部、第二定位部和用于测试试件热应力值的测量部，所述试件放置在第一定位部和第二定位部之间，所述第一定位部固定于所述加载架框体上，所述第二定位部与测量部固定连接，所述测量部固定于与第一定位部相对的所述加载架框体上；以及控制单元，用于接收所述热应力测试单元传递的热应力信号和火灾模拟单元传递的温度信号，并实现对火灾模拟单元的控制。2.根据权利要求1所述的火灾高温中混凝土热应力测试装置，其特征在于，所述火灾模拟单元包括：高温炉；防爆网，其安装在所述高温炉炉体的内壁；至少一支第一温度传感器，布置在所述高温炉炉体的侧壁，其测量端伸入高温炉的炉膛中；以及炉门。3.根据权利要求2所述的火灾高温中混凝土热应力测试装置，其特征在于，所述防爆网由耐火钢板经预留均匀分布的导热孔制成。4.根据权利要求2所述的火灾高温中混凝土热应力测试装置，其特征在于，所述热应力测试单元的第一定位部包含：左压头箍板，其左端部固定在所述加载架的左肢框上，右端部嵌箍左压头；左压头，通过高温炉左侧壁预留的洞口伸入炉膛中。5.根据权利要求2所述的火灾高温中混凝土热应力测试装置，其特征在于，所述热应力测试单元的第一定位部包含：半球形抵窝，其固定在所述加载架的左肢框上；左传力杆，其左端部设置球头，所述球头抵靠在所述半球形抵窝内，所述左传力杆穿过左导向轴承，所述左导向轴承通过钢梁固定在加载架上；左压头箍板，其左端部与所述左传力杆的右端...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丹盈，汤寄予，杨林，房栋，朱海堂，汤俊霞，孔宜鸣，李大伟，
申请(专利权)人：郑州大学，河南工程学院，
类型：发明
国别省市：河南,41