电子伺服阀与水泵10连接；所述的控制及数据采集装置3还包括炉温控制回路，中央处理器与水循环管道9上的电子伺服阀电连接，通过控制水循环管道9上的电子伺服阀的开合大小控制循环水的流速，当炉温高时，循环水的流速加快，当炉温低时，关闭循环水，进而实现快速有效控制炉温。
[0023]作为本发明的进一步改进方案，所述的炉体1.1采用耐火材料保护，炉墙上设置有燃烧器安装孔，柔性耐火材料5粘贴在固定铰支座1.4及其周围，并用柔性耐火材料5填充钢筋混凝土壳4与炉体1.1之间的缝隙；如图4所示，伸入钢筋混凝土壳4内的传力杆
2.5外面包裹刚性耐火材料6。
[0024]作为本发明的进一步改进方案，所述的柔性耐火材料5采用耐火纤维棉，刚性耐火材料6采用耐火陶瓷管。
[0025]为了抵抗局部压力，作为本发明的进一步改进方案，钢筋混凝土壳4的加载点位置的上下表面分别设置垫块2.7，在垫块与钢筋混凝土壳4之间分别设置橡胶垫片2.8。
[0026]为保证加载装置在火灾试验过程中不受损坏，作为本发明的进一步改进方案，所述的垫块2.7采用耐火钢，所述的橡胶垫片2.8采用耐火硅橡胶。
[0027]本钢筋混凝土壳抗火试验系统在使用时，首先根据钢筋混凝土壳4的尺寸建造合适的炉体、并安装一体式燃烧器1.6、炉底板1.8、炉温热电偶3.2和排烟通道7等其他部件；
根据试验炉装置I以及钢筋混凝土壳4的尺寸建造合适高度的支撑柱2.1和反力梁
2.2，将反力梁2.2与支撑柱2.1上部固定连接成框架结构，再按照加载要求将加载梁2.3布置在反力梁2.2上，并在加载梁2.3上布置好传感器3.1和千斤顶2.4，然后将钢筋混凝土壳4整体吊装在试验炉装置I上、调整固定铰支座1.4的方向并卡入槽型支撑1.5内，将传力杆2.5伸入钢筋混凝土壳4的加载点内，调整并拧紧螺帽2.6，最后用合适的柔性耐火材料5和刚性耐火材料6粘贴在支座和伸入炉内的传力杆2.5表面，并填充炉体1.1和钢筋混凝土壳4之间的空隙；
然后连接控制及数据采集装置3，将中央处理器分别与一体式燃烧器1.6上的电子伺服阀及点火器电连接，中央处理器分别与数据采集仪和多顶分流阀电连接，数据采集仪分别与炉温热电偶3.2、设置在钢筋混凝土壳4内部的测量混凝土和钢筋温度的热电偶、设置在钢筋混凝土壳4表面的测量壳面内、外位移的位移传感器、设置在钢筋混凝土壳4内部的测量钢筋应变的应变片和拉压传感器3.1电连接；最后，利用计算机控制点火即可。
[0028]本钢筋混凝土壳抗火试验系统可通过各炉腔火焰控制回路控制炉腔内的一体式燃烧器1.6点火加热模拟火灾，实时采集炉温及炉压，控制炉温按设定曲线进行升温，数据采集仪器实时采集试验中钢筋混凝土壳4的混凝土和钢筋温度、壳的面内、外位移和钢筋高温应变等参数；通过控制多顶分流阀对千斤顶内的液压油进行分流，从而控制竖向约束力施加的大小和速率。
[0029]为了保证每个千斤顶2.4输出压力稳定且同步工作，作为本发明的进一步改进方案，所述的千斤顶2.4采用同步液压千斤顶。
[0030]为便于观察炉体内火焰的燃烧情况以及试件受火等情况，作为本发明的进一步改进方案，所述的炉体1.1上设置观火孔。
[0031]为保证加载点处的应力均匀，作为本发明的进一步改进方案，所述的垫块2.7与钢筋混凝土壳4接触的面加工成与钢筋混凝土壳4适配的凹面状。
【主权项】
1.一种钢筋混凝土壳抗火试验系统，包括试验炉装置、加载装置和控制及数据采集装置，试验炉装置包括炉体(1.1)、槽型支撑(1.5)、一体式燃烧器(1.6)、供油管道(1.7)和炉底板(1.8)，所述的槽型支撑(1.5)截面是槽钢型结构，其槽口宽度尺寸与钢筋混凝土壳(4)的厚度尺寸配合，且钢筋混凝土壳(4)卡入槽口内部，一体式燃烧器(1.6)的喷口朝向炉体(1.1)内部设置，一体式燃烧器(1.6)的进油孔与供油管道(1.7)连通，供油管道(1.7)设置在炉体(1.0外部并环绕炉体(1.1)，供油管道(1.7)与燃油供给机构及燃油箱(11)连通；炉底板(1.8)固定连接在炉体(1.1)底部，上面设置有与排烟通道(7)连通的烟道口(8);控制及数据采集装置包括中央处理器、火焰控制回路、温度采集回路、位移采集回路和应变采集回路，中央处理器与数据采集仪、一体式燃烧器(1.6)上的电子伺服阀及点火器电连接，数据采集仪与炉温热电偶(3.2)电连接，其特征在于，还包括钢筋混凝土梁(1.2)、垫板(1.3)和固定铰支座(1.4)，钢筋混凝土梁(1.2)固定在炉体(1.1)的上端面，垫板(1.3)焊接在钢筋混凝土梁(1.2)上，垫板(1.3)和固定铰支座(1.4)之间设置有与控制及数据采集装置(3)的应变采集回路电连接的拉压传感器(3.1.1);槽型支撑(1.5)安装在固定铰支座(1.4)上；加载装置包括支撑柱(2.1)、反力梁(2.2)、加载梁(2.3)、千斤顶(2.4)和传力杆(2.5)，支撑柱(2.1)设置在试验炉装置的四角，与反力梁(2.2)连接组合成整体框架，所述的加载梁(2.3)通过连接孔与反力梁(2.2)连接，加载梁(2.3)梁底布置一个或多个与控制及数据采集装置(3)的应变采集回路电连接的拉压传感器(3.1.2)，每个拉压传感器(3.1.2)连接有一个千斤顶(2.4)，每个千斤顶固定连接有传力杆(2.5)，传力杆(2.5)伸入钢筋混凝土壳(4)内，通过螺帽(2.6)固定在钢筋混凝土壳(4)的加载点位置。
2.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土壳抗火试验系统，其特征在于，所述的试验炉装置还包括水循环管道(9)，水循环管道(9)包裹于排烟通道(7)外部、并通过电子伺服阀与水泵(10)连接；所述的控制及数据采集装置还包括炉温控制回路，中央处理器与水循环管道(9)上的电子伺服阀电连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种钢筋混凝土壳抗火试验系统，其特征在于，所述的炉体(1.1)采用耐火材料保护，炉墙上设置有燃烧器安装孔，柔性耐火材料(5)粘贴在固定铰支座(1.4)及其周围，并用柔性耐火材料(5)填充钢筋混凝土壳(4)与炉体(1.1)之间的缝隙；伸入钢筋混凝土壳(4)内的传力杆(2.5)外面包裹刚性耐火材料(6)。
4.根据权利要求3所述的一种钢筋混凝土壳抗火试验系统，其特征在于，所述的柔性耐火材料(5)采用耐火纤维棉，刚性耐火材料(6)采用耐火陶瓷管。
5.根据权利要求1或2所述的一种钢筋混凝土壳抗火试验系统，其特征在于，所述的千斤顶(2.4)采用同步液压千斤顶。
6.根据权利要求1或2所述的一种钢筋混凝土壳抗火试验系统，其特征在于，钢筋混凝土壳(4)的加载点位置的上下表面分别设置垫块(2.7)，在垫块(2.7)与钢筋混凝土壳(4)之间分别设置橡胶垫片(2.8)。
7.根据权利要求6所述的一种钢筋混凝土壳抗火试验系统，其特征在于，所述的垫块(2.7)采用耐火钢，所述的橡胶垫片(2.8)采用耐火硅橡胶。
8.根据权利要求7所述的一种钢筋混凝土壳抗火试验系统，其特征在于，所述的垫块(2.7)与钢筋混凝土壳(4)接触的面加工成与钢筋混凝土壳(4)适配的凹面状。
9.根据权利要求1或2所述的一种钢筋混凝土壳抗火试验系统，其特征在于，其特征在于，所述的炉体(1.1)上设置观火孔。
【专利摘要】本发明公开了一种钢筋混凝土壳抗火试验系统，包括试验炉装置、加载装置和控制及数据采集装置，加载梁（2.3）梁底布置一个或多个与控制及数据采集装置的应变采集回路电连接的拉压传感器（3.1.2），每个拉压传感器（3.1.2）连接有一个千斤顶（2.4），每个千斤顶固定连接有传力杆（2.5），传力杆（2.5）伸入钢筋混凝土壳（4）内。本钢筋混凝土壳抗火试验系统利用千斤顶进行竖向加载，以模拟现实中的结构应力，能够深入研究钢筋混凝土壳的火灾行为以及竖向均布或集中拉压荷载作用对钢筋混凝土壳抗火性能的影响规律，进而根据试验数据指导钢筋混凝土壳的抗火设计，提高其抗火性能。
【IPC分类】G01N25-22
【公开号】CN104677940
【申请号】CN201510049793
【发明人】王勇, 袁广林, 安晓莉, 李军, 崔胜春, 王立磊, 李志奇
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月30日