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专利号: 201710817352X
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种柱子失效后楼板的性能检测试验系统,其特征在于,包括试验工件(1)、加载试验装置(2)、加载物(3)、传感器(4)、试验炉装置(5)和控制及数据采集装置;

所述的试验工件(1)包括钢筋混凝土浇注成型为一体的试验柱(11)、试验梁(12)和试验楼板(13);竖直方向设置的试验柱(11)的数量设置为多件,水平方向设置的试验梁(12)配合试验柱(11)的数量设置为多件,多件试验梁(12)架设在多件试验柱(11)之间、且试验梁(12)两端与试验柱(11)的柱体中部位置固定连接,多件试验梁(12)与试验柱(11)共同围成框架结构,试验楼板(13)固定架设在试验梁(12)上;

所述的加载试验装置(2)包括支撑立柱(21)、反力梁(22)、加载液压缸(23)和试验柱端部夹持机构(24);竖直方向设置的多件支撑立柱(21)围绕试验工件(1)设置,支撑立柱(21)的底端与地面固定连接;水平方向设置的多件反力梁(22)固定安装在支撑立柱(21)的顶部、且反力梁(22)的底平面对应试验柱(11)的顶端位置设置,支撑立柱(21)和反力梁(22)共同组成支撑框架结构;加载液压缸(23)对应试验柱(11)的两端上下对称设置为多件,位于试验柱(11)顶端的加载液压缸(23)的缸体端固定安装于反力梁(22)、活塞端竖直向下设置,位于试验柱(11)底端的加载液压缸(23)的缸体端固定安装于地面、活塞端竖直向上设置;试验柱端部夹持机构(24)对应试验柱(11)的两端上下对称设置为多件、位于加载液压缸(23)的活塞端与试验柱(11)之间,加载液压缸(23)的上下两端分别与加载液压缸(23)的活塞端和试验柱(11)的端部固定安装连接,试验柱端部夹持机构(24)面对试验柱(11)端部的位置设有夹持定位部件;

所述的加载物(3)设置在试验楼板(13)上;

所述的传感器(4)包括压力传感器(41)、位移传感器(42)和应变片;压力传感器(41)对应加载液压缸(23)的数量设置为多件,且位于加载液压缸(23)的活塞端与试验柱端部夹持机构(24)之间;位移传感器(42)设置为多件、设置在试验楼板(13)上;应变片设置为多件、设置在试验楼板(13)内部的钢筋上;

所述的试验炉装置(5)包括炉体(51)、供油管道、一体式燃烧器和排烟通道;炉体(51)采用耐火材料保护、包括炉墙和炉底板,炉墙封闭围绕设置在试验工件(1)的外部,炉墙距离地面的高度尺寸不小于试验楼板(13)的上表面距离地面的高度尺寸,炉底板水平架设套接在试验柱(11)上、且炉底板的底平面距离地面的高度尺寸不小于试验柱(11)的底端距离地面的高度尺寸,试验柱(11)与炉墙之间的间隙、试验梁(12)与炉墙之间的间隙、试验柱(11)与炉底板之间的间隙、炉墙与炉底板之间的间隙均采用柔性耐火材料进行填充,炉墙、炉底板和试验楼板(13)的下表面共同围成炉体(51)的燃烧室,炉底板上还设有排烟口;供油管道设置在炉体(51)外部并环绕炉体(51)设置,供油管道与燃油供给机构及燃油箱连通;一体式燃烧器的喷口面向炉体(51)内部设置,并穿过炉体(51)上的燃烧器安装孔安装在供油管道上且与供油管道连通,一体式燃烧器与供油管道的连接处安装连接有电子伺服阀及点火器;排烟通道与炉底板的排烟口连通连接;所述的传感器(4)还包括测温热电偶,测温热电偶包括设置在炉体(51)内壁上的炉温热电偶和设置在试验楼板(13)内部的楼板热电偶;

所述的控制及数据采集装置包括中央处理器、液压泵站、数据采集仪、千斤顶控制回路、压力采集回路、位移采集回路、应变采集回路、火焰控制回路和温度采集回路;液压泵站包括控制阀组,控制阀组通过液压管路分别与加载液压缸(23)连接;数据采集仪分别与压力传感器(41)、位移传感器(42)和应变片电连接;中央处理器分别与液压泵站的控制阀组、数据采集仪电连接;中央处理器与一体式燃烧器上的电子伺服阀及点火器电连接,数据采集仪分别与测温热电偶电连接;

柱子失效后楼板的性能检测试验系统通过分别控制不同试验柱(11)顶底两端的加载液压缸(23)输出压力或拉力模拟角柱、边角柱、中柱失效的状况,数据采集仪器实时采集试验中试验楼板(13)的平面内、外位移和钢筋高温应变参数,通过位移传感器(42)和应变片的反馈试验参数对试验楼板(13)的承载性能进行研究,提供试验楼板(13)是否可以继续承载、以及可承载至多大时才坍塌失效的数据。

2.根据权利要求1所述的柱子失效后楼板的性能检测试验系统,其特征在于,所述的支撑立柱(21)上对应试验柱(11)的柱体径向方向的位置设有剪切冲撞加载机构、且剪切冲撞加载机构的剪切冲撞加载位置位于试验楼板(13)的下方,所述的控制及数据采集装置还包括剪切冲撞加载控制回路,剪切冲撞加载机构与所述的中央处理器电连接。

3.根据权利要求1或2所述的柱子失效后楼板的性能检测试验系统,其特征在于,所述的试验柱端部夹持机构(24)是固定支座结构,包括具有平行设置的、固定结构的顶平面和底平面的座体(241)。

4.根据权利要求1或2所述的柱子失效后楼板的性能检测试验系统,其特征在于,所述的试验柱端部夹持机构(24)是转动支座结构,包括座体(241)和铰接安装在座体(241)上的摆动座(242)。

5.根据权利要求4所述的柱子失效后楼板的性能检测试验系统,其特征在于,所述的座体(241)或摆动座(242)上设有摆动驱动,摆动驱动与所述的中央处理器电连接,所述的传感器(4)还包括设置在摆动座(242)的铰接位置的角度传感器,所述的控制及数据采集装置还包括试验柱旋转偏载控制回路,数据采集仪与角度传感器电连接。

6.根据权利要求1或2所述的柱子失效后楼板的性能检测试验系统,其特征在于,所述的试验柱端部夹持机构(24)是平移支座结构,包括座体(241)和水平导向滑移安装在座体(241)上的滑动座(243)。

7.根据权利要求6所述的柱子失效后楼板的性能检测试验系统,其特征在于,所述的座体(241)或滑动座(243)上设有平移驱动,平移驱动与所述的中央处理器电连接,所述的传感器(4)还包括设置在滑动座(243)的滑动配合位置上的平移距离传感器,所述的控制及数据采集装置还包括试验柱平移偏载控制回路,数据采集仪与平移距离传感器电连接。

8.根据权利要求1或2所述的柱子失效后楼板的性能检测试验系统,其特征在于,所述的位移传感器(42)包括垂直位移传感器和水平位移传感器,垂直位移传感器均布设置在试验楼板(13)的上表面上,水平位移传感器设置在试验楼板(13)的侧表面的中心位置上。

9.根据权利要求1所述的柱子失效后楼板的性能检测试验系统,其特征在于,所述的柔性耐火材料选用耐火纤维棉。