一种足尺水平构件高温加载系统技术方案

本发明专利技术公开了一种足尺水平构件高温加载系统，包括反力架、架梁、加载装置、转换横梁、千斤顶和悬挂装置，所述反力架柱与架梁通过螺栓连接；所述反力架梁与架梁通过悬挂装置连接；所述悬挂装置包括槽钢、角钢和花篮螺栓；所述转换横梁与反力架梁通过螺栓连接；所述加载装置放置于水平构件上，与转换横梁之间用千斤顶作用；所述加载装置为钢梁组合，钢梁之间采用带有限位板的接触铰接以保证加载装置可以随着水平构件的变形而自由转动。本发明专利技术通过足尺水平构件高温加载系统，让水平构件满足高温受火的同时，在不能承受荷载的火炉上通过架梁承载，采用均布加载的方式加载，从而实现火炉与加载装置的配套使用。

A high temperature loading system for full scale horizontal members

【技术实现步骤摘要】
一种足尺水平构件高温加载系统
本专利技术属于土木工程领域，涉及一种加载系统，具体涉及一种足尺水平构件高温加载系统。
技术介绍
一般来说，在火灾高温作用下，结构材料的力学性能会有一定程度的衰减，导致结构及构件在高温下的承载能力下降，最终，致使结构产生一定的损坏甚至倒塌。2001年9月11日，美国世贸大厦因受到飞机的冲撞后发生严重火灾，主体结构在火灾高温下发生倒塌，最终造成约2998人死亡，类似严重的建筑火灾案例屡有发生。因此试件的高温加载试验对于结构设计具有重大意义。当前实验研究中，受限于试验仪器，大多数试验采取先升温再加载直至试件破坏的试验模式，即先使用火炉升温至设计温度，再取出试件置于压力机中测试其极限承载力。这种试验模式的优点是仪器分开使用，操作简单。但是在现实情况中，试件升温的同时必然承受荷载，因此当前试验模式不能很好模拟现实高温情况下试件力学性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有仪器的不足，提供的一种足尺水平构件高温加载系统，该加载系统具有较高的适用性和可操作性，让足尺水平构件满足高温受火的同时，在不能承受荷载的火炉上通过架梁承载，采用均布加载的方式加载，实现高温炉与加载装置的配套使用。同时该试验平台满足快速工业化的需求，可以在工厂预加工，在施工现场直接吊装拼接，为高温加载试验的推广埋下了伏笔。本专利技术采用的技术方案为：一种足尺水平构件高温加载系统，包括反力架、架梁、加载装置、转换横梁、千斤顶和悬挂装置；所述反力架包括反力架柱和反力架梁，反力架柱和反力架梁之间通过螺栓连接，所述反力架柱与架梁通过螺栓连接，所述反力架梁与架梁通过悬挂装置连接；所述悬挂装置包括垂直槽钢、水平槽钢、角钢和花篮螺栓，所述垂直槽钢与水平槽钢通过螺栓连接，所述角钢与垂直槽钢通过焊缝连接，角钢上打孔用于花篮螺栓连接，孔两端布置加劲肋；所述架梁上打孔用于固定试验水平构件和连接花篮螺栓，孔两端布置加劲肋；所述转换横梁与反力架梁通过螺栓连接，转换横梁下端通过千斤顶作用于加载装置，加载装置放置于试验水平构件上，所述加载装置为钢梁组合而成。作为优选，所述反力架柱为H型钢柱，反力架梁为H型钢梁或格构梁，架梁为H型钢梁。作为优选，所述花篮螺栓为M33级，以满足一般的加载要求。作为优选，所述千斤顶采用高温千斤顶，避免高温下千斤顶破坏。作为优选，所述加载装置的钢梁之间采用带有限位板的接触铰接，以保证加载装置可以随着足尺水平构件的变形而自由转动。作为优选，所述加载装置的钢梁与试验水平构件之间采用球面点接触。本专利技术主要通过螺栓连接，保证承载力的情况下满足快速工业化的需求。钢梁、钢柱截面和螺栓数量根据受力计算确定。水平构件通过螺栓连接于架梁上面，布置加载装置，再封闭火炉点火进行试验。本专利技术让试件满足高温受火的同时，采用均布加载的方式加载，实现高温炉与加载装置的配套使用。有益效果：本专利技术通过足尺水平构件高温加载系统，让试件满足高温受火的同时，采用均布加载的方式加载，且承受荷载不局限于火炉的承载力，加载位置不局限于反力架的位置、高度，从而实现高温炉与加载装置的配套使用。附图说明图1为本专利技术一种足尺水平构件高温加载系统与火炉组装后示意图；图2为图1的左视图；图3为本专利技术一种足尺水平构件高温加载系统架梁示意图；图4为本专利技术一种足尺水平构件高温加载系统加载装置示意图；图5为本专利技术一种足尺水平构件高温加载系统悬挂装置示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。如图1和图2所示：一种足尺水平构件高温加载系统，火炉1外围至少布置两榀反力架2，架梁3与反力架柱通过连接板螺栓连接，与反力架梁通过悬挂装置6连接。架梁3可打孔用于固定试验水平构件4和连接花篮螺栓。加载装置5放置于试验水平构件4上，上端由千斤顶7施加荷载。千斤顶7上端作用于转换横梁8上，转换横梁8与反力架梁通过螺栓连接。如图3所示：一种足尺水平构件高温加载系统中的架梁，由H型钢拼接，上翼缘打孔用于固定试验水平构件。架梁均需布置加劲肋，花篮螺栓孔两端需额外布置加劲肋。所有构件尺寸根据实验设计的力确定。如图4所示：一种足尺水平构件高温加载系统中的加载装置，加载装置用于模拟对水平构件的均布加载，即将整块水平构件分割成12小块，对每块中间施加荷载。使用时一级分配梁9上端保持水平，受千斤顶作用。一级分配梁9与二级分配梁10之间、二级分配梁10与三级分配梁11之间均采用带有限位板的接触铰接，三级分配梁11与四级分配梁12之间、四级分配梁12与试验水平构件之间均采用球面点接触。三级分配梁11采用三根H型钢焊接而成，焊接点为以3个加载点为三角形的重心。当试验水平构件很大时，可使用多个加载装置进行加载。加载装置尺寸根据水平构件尺寸确定。如图5所示：一种足尺水平构件高温加载系统中的悬挂装置，包括垂直槽钢14、水平槽钢13、角钢15和花篮螺栓16。水平槽钢13两端焊接连接板，与垂直槽钢14通过螺栓连接，方便反力架梁移动时配套使用。两根角钢15与垂直槽钢14之间通过焊缝连接，角钢15两端打孔用于连接花篮螺栓16。孔两端需布置加劲肋。所有构件尺寸根据实验设计的力确定。以上结合附图对本专利技术的实施方式做出详细说明，但本专利技术不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本专利技术的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种足尺水平构件高温加载系统，包括反力架、架梁、加载装置、转换横梁、千斤顶和悬挂装置；/n所述反力架包括反力架柱和反力架梁，反力架柱和反力架梁之间通过螺栓连接，所述反力架柱与架梁通过螺栓连接，所述反力架梁与架梁通过悬挂装置连接；所述悬挂装置包括垂直槽钢、水平槽钢、角钢和花篮螺栓，所述垂直槽钢与水平槽钢通过螺栓连接，所述角钢与垂直槽钢通过焊缝连接，角钢上打孔用于花篮螺栓连接，孔两端布置加劲肋；所述架梁上打孔用于固定试验水平构件和连接花篮螺栓，孔两端布置加劲肋；/n所述转换横梁与反力架梁通过螺栓连接，转换横梁下端通过千斤顶作用于加载装置，加载装置放置于试验水平构件上，所述加载装置为钢梁组合而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种足尺水平构件高温加载系统，包括反力架、架梁、加载装置、转换横梁、千斤顶和悬挂装置；
所述反力架包括反力架柱和反力架梁，反力架柱和反力架梁之间通过螺栓连接，所述反力架柱与架梁通过螺栓连接，所述反力架梁与架梁通过悬挂装置连接；所述悬挂装置包括垂直槽钢、水平槽钢、角钢和花篮螺栓，所述垂直槽钢与水平槽钢通过螺栓连接，所述角钢与垂直槽钢通过焊缝连接，角钢上打孔用于花篮螺栓连接，孔两端布置加劲肋；所述架梁上打孔用于固定试验水平构件和连接花篮螺栓，孔两端布置加劲肋；
所述转换横梁与反力架梁通过螺栓连接，转换横梁下端通过千斤顶作用于加载装置，加载装置放置于试验水平构件上，所述加载装置为钢梁组合而成。


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【专利技术属性】
技术研发人员：杜咏，戚洪辉，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32