熱力耦合實驗一體機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種混凝土柱在高溫與力共同作用下力學性能、鋼筋或型鋼與混 凝土錨固性能的熱力耦合實驗一體機。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，高溫下混凝土柱粘滑移結(jié)實驗是研宄熱與力共同作用下型鋼混凝土粘結(jié)力 影響因素的試驗，目前尚無針對此實驗的成套實驗儀器，以往的實驗往往采用現(xiàn)有的實驗 設(shè)備，此設(shè)備雖有通用性，但實驗方案會受到設(shè)備的限制。熱與力加載系統(tǒng)協(xié)調(diào)度不高，使 實驗操作過程，精度難以保證。
[0003] 因此，如何對高溫下型鋼混凝土粘結(jié)滑移實驗提供一套便于操作且精度高，目前 的實驗裝置尚無法達到要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種熱力耦合實驗一體 機，本實驗裝置加載系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)層次清晰每個系統(tǒng)安裝均獨立進行，這樣便于各裝置 在高溫下采取保護措施且試件的安裝精度高從而實驗精度得到保障。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案：
[0006] 一種熱力耦合實驗一體機，包括一門式反力架，門式反力架由立柱和上、下橫梁固 定連接組成，上橫梁上固定有一個能向下伸縮的千斤頂，千斤頂?shù)哪┒税惭b有壓力傳感器， 壓力傳感器與電腦相連，下橫梁上部與千斤頂對正位置設(shè)置有用于放置試件的槽型墊塊； 所述門式反力架中設(shè)置有用于將待測試試件包裹加熱的加熱爐，加熱爐由外接爐溫控制系 統(tǒng)控制。
[0007] 所述加熱爐放置于爐架上，且所述加熱爐為雙層結(jié)構(gòu)。
[0008] 所述加熱爐為上部設(shè)蓋的筒形結(jié)構(gòu)，蓋子上設(shè)置有能將試件上的型鋼露出的空 間，加熱爐的爐體分上下兩節(jié)，上下兩節(jié)均為兩個半圓筒體連接而成并能橫向打開。
[0009] 所述加熱爐的外層用鐵皮包裹。
[0010] 所述加熱爐的上下爐口處填充有保溫板。
[0011] 所述加熱爐的爐膛的側(cè)面填充有保溫氈。
[0012] 所述待測試試件上下兩端均有型鋼露出。
[0013] 所述型鋼的引出鋼片上連接有位移計，且待測試試件上下兩端各設(shè)置一個位移 計，所述位移計與所述電腦相連。
[0014] 所述待測試試件中埋設(shè)有電熱偶，電熱偶與外接溫度計相連。
[0015] 本實驗裝置是將試件安放于反力架下橫梁槽型墊塊上，與千斤頂對正，根據(jù)試件 高度調(diào)節(jié)爐架的爐體高度。首先對試件按照規(guī)定的溫度曲線升溫，記錄試件溫度當達到預 計溫度后開始加載，加載到規(guī)定數(shù)值停止實驗。加載過程中的實驗數(shù)據(jù)由采集系統(tǒng)實時傳 輸?shù)诫娔X。
[0016] 加熱爐可分別運到需要位置進行實驗，此時只要將上下兩部分封蓋即可，加載系 統(tǒng)的試驗臺也可開展常溫下的力學試驗工作，對梁、板、柱進行力學荷載研宄，對鋼筋混凝 土、鋼結(jié)構(gòu)試件進行力學性能研宄。
[0017] 本實用新型采用了大功率雙層加熱爐，升溫速度快且爐體可根據(jù)試件的長度調(diào) 節(jié)。爐子為筒狀結(jié)構(gòu)且爐門可橫向打開，在減少熱量損失的情況下又減少了操作難度。本 實驗裝置加載系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)層次清晰每個系統(tǒng)安裝均獨立進行，這樣便于各裝置在高溫 下采取保護措施且試件的安裝精度高從而實驗精度得到保障。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2是反力架節(jié)點示意圖；
[0020] 圖3是加熱爐剖面圖；
[0021] 圖4是位移米集系統(tǒng)圖；
[0022] 其中1.立柱，2.上橫梁，3.千斤頂，4.壓力傳感器，5.試件，6.耐火棉，7.槽型墊 塊，8.爐架，9.下橫梁，10.加熱爐，11.爐蓋，12.爐箱，13.保溫氈，14.電熱絲，15.保溫板， 16.型鋼，17.引出鋼片，18.位移計。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0024] 如圖1-圖4所示，熱力耦合實驗一體機，包括一門式反力架，門式反力架由立柱1 和上、下橫梁2、9固定連接組成，上橫梁2上固定有一個能向下伸縮的千斤頂3,千斤頂3的 末端安裝有壓力傳感器4,壓力傳感器4與電腦相連，下橫梁9上部與千斤頂3對正位置設(shè) 置有用于放置試件5的槽型墊塊7 ;所述門式反力架中設(shè)置有用于將待測試試件5包裹加 熱的加熱爐10,加熱爐10由外接爐溫控制系統(tǒng)控制。
[0025] 待測試試件5上下兩端均有型鋼16露出。型鋼16的引出鋼片17上連接有位移 計18,且待測試試件5上下兩端各設(shè)置一個位移計18,所述位移計18與所述電腦相連。待 測試試件5中埋設(shè)有電熱偶，電熱偶與外接溫度計相連。
[0026] 熱力耦合實驗一體機包括加熱系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，下面對三部分詳 細描述。
[0027] 加熱系統(tǒng)：
[0028] 加熱系統(tǒng)市實驗裝置的核心部分，它所要完成的功能是按照預定的溫度曲線加 熱，對試件施加熱荷載加熱爐10進行升溫，加熱爐的尺寸為9 700X 1000mm，爐膛尺寸為9 500 X 800mm。加熱爐10放置于爐架8上，且所述加熱爐10為雙層結(jié)構(gòu)。加熱爐10為上部 設(shè)蓋的筒形結(jié)構(gòu)，蓋子上設(shè)置有能將試件上的型鋼露出的空間，加熱爐10的爐體分上下兩 節(jié)，上下兩節(jié)均為兩個半圓筒體連接而成并能橫向打開。加熱爐由爐蓋11、把手、爐箱12、 保溫氈13、電熱絲14和保溫板15組成，外層用薄鐵皮包裹。爐體的上下爐口處用保溫板 15填充，加熱爐10上下開口有利于觀察試驗現(xiàn)象和試件的對中。加熱爐10上下開口與試 件接觸處通過耐火棉6包裹密封。爐膛的側(cè)面用保溫氈13填充，保溫氈13和保溫板15的 材質(zhì)為硅酸鋁，有利于保溫減少熱量損失。爐膛用兩根2. 5kW的電熱絲14纏繞，加熱爐總 功率為5kW，最高工作溫度達1000°C，最高升溫速率33°C /min，實際升溫速率可通過與電爐 配套的溫度控制儀根據(jù)需要自行設(shè)定程序進行控制。通過XMTD數(shù)顯調(diào)節(jié)儀來控制爐內(nèi)的 溫度場，將XMTD數(shù)顯調(diào)節(jié)儀連接外電源線，高溫加熱爐接XMTD數(shù)顯調(diào)節(jié)儀。
[0029]加載系統(tǒng)：
[0030] 加載系統(tǒng)是整個實驗中對試件施加力荷載的一部分，被用來模擬火高溫下構(gòu)件所 處的力學環(huán)境與受限條件，共包括反力架、型槽墊塊7以及液壓千斤頂3。反力架設(shè)計加載 70t，Q235級鋼材，橫梁的跨度為L = 1500mm，型鋼柱的高度H = 3000mm，經(jīng)過計算，選取橫 梁（上，下）：HM400X 300X10 X 16，柱：HM350X 350X 12X 19,橫梁與柱的連接選用高強承 壓螺栓M20, 10. 9級，直徑為20mm，孔徑為21. 5mm，孔中心距為150mm，梁柱節(jié)點構(gòu)造如圖2 所示。
[0031] 采集系統(tǒng)：
[0032] 采集系統(tǒng)包括位移計、壓力傳感器和溫度傳感器的數(shù)據(jù)采集。位移數(shù)據(jù)與溫度數(shù) 據(jù)先經(jīng)過數(shù)據(jù)采集箱再接入電腦，溫度數(shù)據(jù)的采集是由試件內(nèi)部電熱偶直接接入溫度表進 行米集。
[0033] 上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新 型保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng) 域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范 圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1?一種熱力耦合實驗一體機，其特征是，包括一門式反力架，門式反力架由立柱和上、 下橫梁固定連接組成，上橫梁上固定有一個能向下伸縮的千斤頂，千斤頂?shù)哪┒税惭b有壓 力傳感器，壓力傳感器與電腦相連，下橫梁上部與千斤頂對正位置設(shè)置有用于放置試件的 槽型墊塊；所述門式反力架中設(shè)置有用于將待測試試件包裹加熱的加熱爐，加熱爐由外接 爐溫控制系統(tǒng)控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的熱力耦合實驗一體機，其特征是，所述加熱爐放置于爐架上，且 所述加熱爐為雙層結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的熱力耦合實驗一體機，其特征是，所述加熱爐為上部設(shè)蓋的 筒形結(jié)構(gòu)，蓋子上設(shè)置有能將試件上的型鋼露出的空間，加熱爐的爐體分上下兩節(jié)，上下兩 節(jié)均為兩個半圓筒體連接而成并能橫向打開。
4. 如權(quán)利要求3所述的熱力耦合實驗一體機，其特征是，所述加熱爐的外層用鐵皮包 裹。
5. 如權(quán)利要求4所述的熱力耦合實驗一體機，其特征是，所述加熱爐的上下爐口處填 充有保溫板。
6. 如權(quán)利要求5所述的熱力耦合實驗一體機，其特征是，所述加熱爐的爐膛的側(cè)面填 充有保溫氈。
7. 如權(quán)利要求1所述的熱力耦合實驗一體機，其特征是，所述待測試試件上下兩端均 有型鋼露出。
8. 如權(quán)利要求7所述的熱力耦合實驗一體機，其特征是，所述型鋼的引出鋼片上連接 有位移計，且待測試試件上下兩端各設(shè)置一個位移計，所述位移計與所述電腦相連。
9. 如權(quán)利要求1所述的熱力耦合實驗一體機，其特征是，所述待測試試件中埋設(shè)有電 熱偶，電熱偶與外接溫度計相連。
【專利摘要】本實用新型公開了一種熱力耦合實驗一體機，包括一門式反力架，門式反力架由立柱和上、下橫梁固定連接組成，上橫梁上固定有一個能向下伸縮的千斤頂，千斤頂?shù)哪┒税惭b有壓力傳感器，壓力傳感器與電腦相連，下橫梁上部與千斤頂對正位置設(shè)置有用于放置試件的槽型墊塊；所述門式反力架中設(shè)置有用于將待測試試件包裹加熱的加熱爐，加熱爐由外接爐溫控制系統(tǒng)控制。本實驗裝置加載系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)層次清晰每個系統(tǒng)安裝均獨立進行，這樣便于各裝置在高溫下采取保護措施且試件的安裝精度高從而實驗精度得到保障。
【IPC分類】G01N3-00, G01N19-04
【公開號】CN204536179
【申請?zhí)枴緾N201520290999
【發(fā)明人】王玉鐲, 祝德彪, 王慧敏, 傅傳國
【申請人】濟南臻固土木工程有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月7日