[发明专利]一种双钢板-混凝土组合剪力墙单面受火试验装置及方法

说明书

本发明涉及一种双钢板‑混凝土组合剪力墙单面受火试验装置及方法，试验装置包括水平试验炉装置、加载装置、温度测量装置、位移采集装置、控制系统和数据采集系统。所述加载装置包括水平反力架、分配梁、加载梁、千斤顶和承重刚架。所述反力架由纵向钢梁、横向钢梁和加腋梁组成。所述千斤顶安装在横向钢梁和分配梁之间，通过加载梁对双钢板‑混凝土组合剪力墙施加荷载。所述水平试验炉装置包括炉体、燃烧器、天然气管道、风机和高温摄像头等。所述数据采集系统用于采集各测点的温度、气压和位移。所述控制系统用于控制千斤顶、燃烧器和风机。本发明适用于足尺双钢板‑混凝土组合剪力墙单面受火试验，通过试验为该类结构的抗火设计提供依据。

技术领域

本发明属于结构抗火性能试验与检测技术领域，具体涉及一种双钢板-混凝土组合剪力墙单面受火试验装置及方法。

背景技术

双钢板-混凝土组合剪力墙将钢板墙和混凝土墙的优势结合在一起，在提高剪力墙抗震性能的同时，也增大结构的承载能力和刚度，因此在多高层建筑中具有广阔的应用前景。然而该类建筑物往往人员密集且财产集中，一旦发生火灾，极易造成结构破坏甚至倒塌，将会产生重大伤亡和经济损失。因此，对双钢板-混凝土组合剪力墙的抗火性能研究显得非常重要。

抗火试验是评定建筑构件耐火等级主要依据，即在规定的加载条件和受火工况等要求下，检测柱、梁、墙和板等构件的耐火性能，看在规定的时间内其承载能力、完整性和隔热性等是否满足要求。研究现有结构的抗火性能以及通过合理的设计来提高建筑结构、构件的耐火极限是当前建筑结构抗火领域研究的热点和难点。

双钢板-混凝土组合剪力墙属于承重垂直分割构件，当火灾发生时，其既要阻止火灾在防火分区之间蔓延，又要保持足够的承载能力，因此需对其进行持荷情况下的单面受火试验，以检验其承载能力和隔热性。目前国内外对于钢板组合剪力墙的抗火性能研究较少，现有的钢板组合剪力墙受火试验大多是小尺寸的模型试验，无法精确反应实际结构的抗火性能，因此研发一套合适的试验装置开展足尺的双钢板-混凝土组合剪力墙抗火性能试验，对双钢板-混凝土组合剪力墙研究和推广应用具有重要的意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种双钢板-混凝土组合剪力墙单面受火试验装置及方法，通过足尺模型的火灾试验，检测墙体的耐火极限并研究其在火灾下的受力性能，根据试验数据指导双钢板-混凝土组合剪力墙的抗火设计。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种双钢板-混凝土组合剪力墙单面受火试验装置，包括水平试验炉装置、加载装置、温度测量装置、位移采集装置、控制系统和数据采集系统；

所述水平试验炉装置包括炉体、燃烧器、风机、烟道、天然气管道、风管、炉压计和高温摄像头；所述炉体由两片第一炉壁和两片第二炉壁围成，其上覆盖炉盖，所述炉壁和炉盖由外侧钢板和内侧陶瓷纤维棉组成；所述燃烧器安装在两片第一炉壁上，同时与天然气管道和风管相连，风管连接风机；所述烟道设置在炉膛底部，用耐火砖砌筑，埋置在地下，并通向室外烟囱；所述高温摄像头连接有水冷装置，安装在所述第一炉壁和所述第二炉壁上；所述炉压计安装在所述第一炉壁上；

所述加载装置包括水平反力架、分配梁、加载梁、千斤顶和承重刚架；所述水平反力架由两根纵向钢梁、第一横向钢梁、第二横向钢梁和四根加腋梁组成，安放于所述承重刚架上方；第一横向钢梁和第二横向钢梁两端通过高强螺栓与纵向钢梁相连；加腋梁通过高强螺栓分别与纵向钢梁和横向钢梁相连；所述纵向钢梁内侧翼缘上焊有拖板，拖板上开有两个长圆孔；第一横向钢梁的内侧翼缘上焊有千斤顶托座；

所述分配梁通过高强螺栓与所述加载梁相连；所述加载梁两端腹板外伸，外伸部分开有螺栓孔，通过螺栓连接在纵向钢梁的拖板上；

所述千斤顶内置力传感器，并和液压系统相连。所述千斤顶放置在所述第一横向钢梁的千斤顶托座上；