[发明专利]高温下混凝土试件荷载温度应变系数测量方法及测量装置

说明书

本发明提出一种高温下混凝土试件荷载温度应变系数测量方法及测量装置，所述测量装置包括圆筒状保温层，用于套装在圆柱状的混凝土试件的外周；所述圆筒状保温层的内壁设置有加热元件和测温元件；两个承压板；两个承压板分别安装在混凝土试件轴向的两端；每个承压板与混凝土试件的端面之间还设置有隔热层；轴向位移计；用于测量混凝土试件的轴向变形长度；径向位移计；用于测量混凝土试件的轴向变形长度。本发明通过测量自由轴向变形长度、载荷轴向变形长度和径向变形长度，拟合得到高温下混凝土自由温度应变的热膨胀系数、轴向载荷温度应变的变形系数和LITS泊松效应系数，得到混凝土高温下的变形规律，并给出设计所需参数。

技术领域

本发明涉及混凝土变形测量技术领域，具体地说是涉及一种高温下混凝土试件荷载温度应变系数测量方法及测量装置。

背景技术

在高温(100℃至1000℃)环境下，混凝土在无荷载作用下会发生热膨胀现象，这种由温度变化引起的变形量称之为自由温度应变，目前多通过测量数据拟合确定关于温度变化的热膨胀系数计算获得。

然而，多数混凝土构件在火灾发生时均处于承载状态。当混凝土在荷载约束下，其变形量将明显大于对应的自由温度应变，且变形量与荷载大小和荷载方向相关，即高温下的荷载温度应变(Load Induce Thermal Strain，LITS)。混凝土在高温环境下力学性能和变形规律会发生显著变化。在结构抗火设计和计算中，必须考虑自由温度应变和荷载温度应变的作用。

现有技术无法准确测量得到混凝土高温下的变形规律，并给出设计所需参数。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种高温下混凝土试件荷载温度应变系数测量方法及测量装置，可测量高温下混凝土载荷高温下的变形规律，并给出设计所需参数。

技术方案：本发明提出一种高温下混凝土试件荷载温度应变系数测量方法，包括

S1、初始温度t⁰摄氏度下，测量圆柱状的混凝土试件的轴向初始长度l⁰和初始半径为r⁰，加热混凝土试件；

则混凝土试件的自由温度应变

其中ΔT＝T-t⁰；α为自由温度应变的热膨胀系数；

选取混凝土试件的多组温度T，测量其对应的自由轴向变形长度Δl₁；拟合得到

其中，A为拟合参数，为温度水平参数，

S2、初始温度t下，向混凝土试件施加恒定的轴向载荷σ，测量混凝土试件的轴向初始长度l⁰，加热混凝土试件；选取混凝土试件的多组温度T，测量其对应的载荷轴向变形长度Δl₂和径向变形长度Δr；S2选取的多组温度T的数值与S1选取的多组温度T的数值相同；

混凝土试件的轴向荷载温度应变

其中，β是轴向载荷温度应变的变形系数；是混凝土试件的极限轴向载荷；拟合得到

其中，B和C为拟合参数；

混凝土试件的径向荷载温度应变：

通过拟合得到常数v_c，v_c为LITS泊松效应系数。

进一步，加热混凝土试件时，混凝土试件温度匀速上升。

进一步，加热混凝土试件时，混凝土试件温升速率不大于5℃/分钟。