[发明专利]一种钢筋混凝土悬臂梁构件的抗火试验系统

说明书

本发明公开了一种钢筋混凝土悬臂梁构件的抗火试验系统，包括试验炉装置、反力框架、悬臂梁试验构件、悬臂梁横向夹持装置、悬臂梁竖向夹持装置、悬臂梁加载装置、传感器和控制及数据采集装置。本钢筋混凝土悬臂梁构件的抗火试验系统可对炉内温度进行实时监控，并能随时进行调节，进而更好地模拟钢筋混凝土悬臂梁构件的受火工况，可对钢筋混凝土悬臂梁构件在三向约束情况下的受火情况及应力应变变化规律进行研究，最大可能地模拟实现火灾状况下钢筋混凝土悬臂梁试验构件发生变形失效的状况，进而通过采集的试验参数对悬臂梁试验构件的承载性能进行研究，从而为悬臂梁试验构件是否可以继续承载、以及可承载至多大时才坍塌失效提供数据支持。

技术领域

本发明涉及一种结构件抗火试验系统，具体是一种钢筋混凝土悬臂梁构件的抗火试验系统，属于建筑结构防灾减灾技术领域。

背景技术

火灾和地震目前是非正常原因致使建筑物坍塌的主要灾难，其中尤以火灾为主。建筑构件的耐火等级主要是根据标准的耐火试验测得的，即在规定的升温条件、压力条件、加载条件、受火条件等要求下，检测墙、柱、梁、楼板等构件能否满足稳定性、完整性、绝热性等要求，研究现有结构的抗火性能以及如何通过合理设计来提高建筑结构、构件的抗火能力是当前建筑领域研究的重要课题。

随着我国经济的高速发展，人们生活水平和质量得以较大的提高，近年来国内地铁、桥梁、生产厂房等基础建筑设施大量涌现。在基础建设建筑工程中，悬臂梁因为其空间利用率高、结构简单、经济实用而被广泛应用，悬臂梁可以形成许多稳定的框架悬臂结构，可满足不同建筑结构的使用要求。

悬臂梁通常指梁的一端为不产生轴向、垂直位移和转动的固定支座，另一端为自由端。在实际工程中许多工程受力部件都可以简化为悬臂梁。但是悬臂梁的缺点在于它的受力性能不好，即使只是在悬臂梁末端施加一个较小的载荷引起的作用，通过较长力臂都会被放大，进而会对根部产生一个较大的弯矩。当悬臂梁端部有墙荷载时，因砌体材料的整体性较差，较易出现墙体开裂，为保证墙体的整体抗裂性能，一般要求挠度控制在l/500以内，同时加设水平拉结筋和构造柱等构造措施。另外，针对钢筋混凝土结构的悬臂梁，其内部的钢筋通常采用负弯矩钢筋的做法。因此，钢筋混凝土悬臂梁作为建筑结构中的重要承重构件之一，不仅承受结构的竖向荷载，还起着承担端部弯矩作用。

由于钢筋混凝土楼板在发生火灾时通常受火面积相对较大、受火相对较为严重，因此当前业内多以研究建筑结构中钢筋混凝土楼板在火灾中的抗火性能为研究方向，但针对钢筋混凝土悬臂梁构件的性能的研究尚未见有研究记载。但当建筑发生火灾、且受火面积较大时，钢筋混凝土悬臂梁构件因其内部和外部结构的特点，其内部的内应力变化及变化规律与常规的墙、柱、梁、楼板等构件的内应力变化及变化规律完全不同，研究结构中钢筋混凝土悬臂梁构件在火灾中的变形性能并进行合理抗火设计具有重要的现实意义。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种钢筋混凝土悬臂梁构件的抗火试验系统，可以通过对约束环境下的钢筋混凝土悬臂梁试验构件进行受火试验来研究钢筋混凝土悬臂梁构件在火灾时的变形，便于研究不同钢筋混凝土悬臂梁构件性能的影响规律，同时可以根据试验数据指导钢筋混凝土悬臂梁构件的设计位置以提高建筑物的整体性能。

为了实现上述目的，本钢筋混凝土悬臂梁构件的抗火试验系统包括试验炉装置、反力框架、悬臂梁试验构件、悬臂梁横向夹持装置、悬臂梁竖向夹持装置、悬臂梁加载装置、传感器和控制及数据采集装置；

所述的试验炉装置包括炉体、供油管道、一体式燃烧器、供风管道和排烟通道；炉体采用耐火材料保护、包括炉墙、炉顶板、炉底板，炉墙上设有观察孔，炉墙、炉顶板和炉底板共同围成炉体内部密闭的燃烧室，炉底板上还设有排烟口；供油管道设置在炉体外部并环绕炉体设置，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内部设置，并穿过炉体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；供风管道设置在炉体外部并环绕炉体设置，供风管道与鼓风机连接；