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原文传递一种钢筋混凝土框架梁柱边节点高温试验装置及方法

专利名称：	一种钢筋混凝土框架梁柱边节点高温试验装置及方法
摘要：	一种钢筋混凝土框架梁柱边节点高温试验装置及方法，装置：高温试验电炉两个炉盖的左部和右部均设有方形通孔；第一、第二耐火支撑基础相间隔地安装在炉身内腔中；钢筋混凝土框架梁柱边节点立式设置在炉身的内腔中，并通过第一、第二耐火支撑基础进行支撑；两个第二锁紧螺母配合两个第三锁紧螺母将左、右侧钢滚轴压紧在框架柱的外侧，并通过两根螺纹拉杆与反力墙连接；千斤顶设置在框架梁梁端和反力架钢梁之间。方法：将钢筋混凝土框架梁柱边节点立置于炉身的内腔中，并用固定支架进行固定；放置刚性耐高温垫块与千斤顶；盖合炉盖，并用防火棉进行保温覆盖；进行高温试验；该装置及方法适用于钢筋混凝土框架梁柱边节点的耐高温及热力耦合试验研究。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中国矿业大学
发明人：	卢丽敏;赵子贤;刘欣鑫;秦晋钰;袁广林;张营营
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-07T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-07T00:00:00+0800
申请号：	CN202310980657.8
公开号：	CN117007439A
代理机构：	徐州苏越知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	刘振祥
分类号：	G01N3/18;G01N3/02;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/18;G01N3/02
申请人地址：	221116 江苏省徐州市大学路1号
主权项：	1.一种钢筋混凝土框架梁柱边节点高温试验装置，包括反力墙(12)、反力架钢梁(23)和高温试验电炉(1)，所述反力架钢梁(23)位于反力墙(12)的右侧；其特征在于，还包括第一耐火支撑基础(3)、第二耐火支撑基础(17)、钢筋混凝土框架梁柱边节点(13)、固定支架(2)、施力装置(20)、隔热保温结构、热电偶和控制器；所述高温试验电炉(1)设置在反力墙(12)的右侧，高温试验电炉(1)由炉身(4)和两个炉盖(5)组成，所述炉身(4)为上端开口的箱式结构，其炉底和炉侧壁内部安装有加热电阻丝；两个炉盖(5)前后并排配合地盖合在炉身(4)的上开口端，且两个炉盖(5)的左部之间和右部之间分别相对地开设有一对左部凹槽和一对右部凹槽，一对左部凹槽相配合形成左侧方形通孔(18)，一对右部凹槽相配合形成右侧方形通孔(19)；所述右侧方形通孔(19)位于反力架钢梁(23)的下方；所述第一耐火支撑基础(3)和第二耐火支撑基础(17)左右相间隔地安装在炉身(4)内腔中，第一耐火支撑基础(3)位于左侧方形通孔(18)的下方，其上端靠近炉身(4)内腔的底部，第二耐火支撑基础(17)位于右侧方形通孔(19)的下方，其上端靠近炉身(4)内腔的顶部；所述钢筋混凝土框架梁柱边节点(13)为由框架柱(15)和框架梁(16)组成的T型结构，钢筋混凝土框架梁柱边节点(13)设置在炉身(4)的内腔中，且框架梁(16)水平地设置炉身(4)内腔的顶部，框架梁(16)梁端的下端面放置在第二耐火支撑基础(17)上端的上方，并使框架梁(16)梁端的下端面与第二耐火支撑基础(17)的上端之间留有空隙，框架柱(15)的下端固定支设在第一耐火支撑基础(3)的上端，框架柱(15)在框架梁(16)以上的部分由左侧方形通孔(18)穿出并延伸到炉盖(5)的上方；所述固定支架(2)设置在高温试验电炉(1)的上方，其由两根螺纹拉杆(6)、左侧钢滚轴(7)、右侧钢滚轴(8)、两个第一锁紧螺母(9)、两个第二锁紧螺母(10)和两个第三锁紧螺母(11)组成；两根螺纹拉杆(6)并排地设置在框架柱(15)的前后两侧，两根螺纹拉杆(6)的右端位于框架柱(15)的右侧，两根螺纹拉杆(6)的左端由右到左地穿过反力墙(12)，且每根螺纹拉杆(6)在反力墙(12)的左右两端均连接有第一锁紧螺母(9)，并通过左右两端的两个第一锁紧螺母(9)固定连接于反力墙(12)上；左侧钢滚轴(7)的前后两端在对应两根螺纹拉杆(6)的位置开设有一对拉杆通孔一，并通过一对拉杆通孔一套设在两根螺纹拉杆(6)上，右侧钢滚轴(8)的前后两端在对应两根螺纹拉杆(6)的位置开设有一对拉杆通孔二，并通过一对拉杆通孔二套设在两根螺纹拉杆(6)上，且左侧钢滚轴(7)和右侧钢滚轴(8)相对地分布于框架柱(15)的左右两侧；两个第二锁紧螺母(10)通过螺纹配合套装在两根螺纹拉杆(6)上，并前后对称地分布于左侧钢滚轴(7)前后两端的左侧，用于将左侧钢滚轴(7)压紧在框架柱(15)的左端面上；两个第三锁紧螺母(11)通过螺纹配合套装在两根螺纹拉杆(6)上，并前后对称地位于右侧钢滚轴(8)前后两端的右侧，用于将右侧钢滚轴(8)压紧在框架柱(15)的左端面上；所述施力装置(20)由刚性耐高温垫块(22)和千斤顶(21)组成；所述刚性耐高温垫块(22)竖直地设置，其下端穿过右侧方形通孔(19)与框架梁(16)梁端的上端面相抵接，其上端向上延伸到炉盖(5)的上方；所述千斤顶(21)设置在刚性耐高温垫块(22)的上端和反力架钢梁(22)的下端之间；所述隔热保温结构由填充在左侧方形通孔(18)和框架柱(15)之间间隙中的防火棉、填充在右侧方形通孔(19)和刚性耐高温垫块(22)之间间隙中的防火棉组成；所述热电偶安装在炉身(4)内部，用于实时采集高温试验电炉(1)内部的温度信号；所述控制器设置在高温试验电炉(1)的外部，其与热电偶和加热电阻丝连接，用于根据实时温度信号获得高温试验电炉(1)内部的实时温度，并根据实时温度控制加热电阻丝的功率。 2.根据权利要求1所述一种钢筋混凝土框架梁柱边节点高温试验装置，其特征在于，所述第一耐火支撑基础(3)和第二耐火支撑基础(17)均由若干块耐火砖砌筑而成。 3.根据权利要求1或2所述一种钢筋混凝土框架梁柱边节点高温试验装置，其特征在于，所述炉盖(5)内衬有防火棉层。 4.根据权利要求3所述一种钢筋混凝土框架梁柱边节点高温试验装置，其特征在于，两根螺纹拉杆(6)之间的距离大于框架柱(15)在前后方向上的宽度；左侧钢滚轴(7)和右侧钢滚轴(8)的长度相同，且均大于两根螺纹拉杆(6)之间的距离。 5.根据权利要求4所述一种钢筋混凝土框架梁柱边节点高温试验装置，其特征在于，所述千斤顶(21)的顶部与反力架钢梁(22)的下端之间还设置有压力传感器。 6.一种钢筋混凝土框架梁柱边节点高温试验方法，采用如权利要求1至5任一项所述的一种钢筋混凝土框架梁柱边节点高温试验装置进行试验，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在炉身(4)的内腔中利用耐火砖分别砌筑第一耐火支撑基础(3)和第二耐火支撑基础(17)，其中，第一耐火支撑基础(3)对应于两个炉盖(5)上左侧方形通孔(18)的下方，第二耐火支撑基础(17)对应于两个炉盖(5)上右侧方形通孔(19)，且高度高于第一耐火支撑基础(3)；步骤二：将待试验的钢筋混凝土框架梁柱边节点(13)立置于炉身(4)的内腔中，并使框架柱(15)的下端固定支设在第一耐火支撑基础(3)的上端，使框架梁(16)梁端的下端面放置在第二耐火支撑基础(17)上端的上方，并使框架梁(16)梁端的下端面与第二耐火支撑基础(17)上端之间留有一定空隙；该过程中，确保框架柱(15)为竖直状态，框架梁(16)为水平状态，且框架梁(16)的上端面略低于炉身(4)内腔的顶部，且框架柱(15)在框架梁(16)梁上的部分超出炉身(4)；步骤三：在框架柱(15)超出炉身(4)部分的前后两侧并排地布置两根螺纹拉杆(6)，并使两根螺纹拉杆(6)的左端穿过反力墙(12)上预留的一对孔洞，然后在每根螺纹拉杆(6)的左部套装一对第一锁紧螺母(9)，该一对第一锁紧螺母(9)分布于反力墙(12)的两侧，并相互配合将对应的螺纹拉杆(6)固定连接在反力墙(12)上；步骤四：先将两个第二锁紧螺母(10)通过螺纹配合分别套装在两根螺纹拉杆(6)上，接着利用一对拉杆通孔一将左侧钢滚轴(7)套设在两根螺纹拉杆(6)上，再利用一对拉杆通孔二将右侧钢滚轴(8)套设在两根螺纹拉杆(6)上，然后将两个第三锁紧螺母(11)通过螺纹配合分别套装在两根螺纹拉杆(6)上，最后，拧动每一根螺纹拉杆(6)上的第二锁紧螺母(10)和第三锁紧螺母(11)，并通过第二锁紧螺母(10)和第三锁紧螺母(11)的配合将左侧钢滚轴(7)和右侧钢滚轴(8)分别压紧在框架柱(15)的左端面和右端面上，实现对框架柱(15)超出炉身(4)部分的固定；步骤五：先将刚性耐高温垫块(22)竖直地放置在框架梁(16)梁端的上端面上，再将两个炉盖(5)前后并排地盖合在炉身(4)的上开口端，并保证左侧方形通孔(18)套设在框架柱(15)的外部，右侧方形通孔(19)套设在刚性耐高温垫块(22)的外部；然后利用防火棉(14)将两个炉盖(5)的外部进行覆盖，同时，利用防火棉(14)对左侧方形通孔(18)与框架柱(15)之间的间隙、右侧方形通孔(19)和刚性耐高温垫块(22)之间的间隙进行密封，利用防火棉(14)对框架柱(15)和刚性耐高温垫块(22)超出高温试验电炉(1)的部分进行覆盖；步骤六：将千斤顶(21)放置在刚性耐高温垫块(22)的上端，并使千斤顶(21)的上端顶在反力架钢梁(23)的下端，控制千斤顶(21)的加载压力，利用反力架钢梁(23)对框架梁(16)施加竖向荷载；步骤七：通过控制器对对加热电阻丝的功率进行控制，使高温试验电炉(1)的炉温升高，实现对钢筋混凝土框架梁柱边节点(13)的高温试验过程；该过程上，利用热电偶实时采集高温试验电炉(1)内部的温度信号，并实时反馈给控制器，控制器根据反馈的温度信号闭环控制加热电阻丝的功率，以使高温试验电炉(1)内部温度与所需要的试验温度相符；步骤八：高温试验结束后，利用控制器控制加热电阻丝停止工作，待炉温下降到设定温度以下时取下防火棉(14)，并打开炉盖(5)，使钢筋混凝土框架梁柱边节点(13)自然冷却至室温。 7.根据权利要求6所述的一种钢筋混凝土框架梁柱边节点高温试验方法，其特征在于，在步骤七中，设定温度为300℃。
所属类别：	发明专利