[发明专利]钢结构梁柱节点火灾下力学性能试验设备及试验方法

说明书

本发明公开了一种钢结构梁柱节点火灾下力学性能试验设备及试验方法，该设备将梁柱节点试件的柱导出火灾炉的外部并安装于支承架的承载梁上，将作动装置的驱动件设置于火灾炉外部的辅梁上，利用作动装置的夹持件夹持试件的梁，在火灾测试过程中对梁进行提升以令梁绕节点转动，进而测定试件的节点的弯矩，夹持件与驱动件之间安装隔热件避免高温损坏驱动件，确保钢结构节点火灾下试验可以顺利探究试件节点在高温下的力学性能。本发明解决了传统的钢结构节点火灾下试验无法探究节点在高温下的力学性能的问题。

技术领域

本发明涉及钢结构技术领域，具体涉及一种钢结构梁柱节点火灾下力学性能试验设备及试验方法。

背景技术

在危害建筑物安全的诸种灾害中，火灾是最常见、最危险和最具毁灭性的灾害之一。在火灾作用下，钢材的强度和刚度随温度升高而显著降低，直接影响钢结构火灾时的承载安全性。另外，火灾后的钢结构可否继续安全使用，需要根据火灾后钢结构的承载性能确定。因此，研究钢结构在火灾下和火灾后的承载性能一直是建筑结构领域的热点课题之一。

钢结构节点在火灾下和火灾后的力学性能直接影响结构整体火灾下和火灾后的力学性能，因此，深入研究钢结构节点火灾下和火灾后的力学性能非常重要且必要。

钢结构节点火灾下力学性能研究时，需要加载装置，加载装置通常为液压千斤顶。然而，该装置不耐高温，故无法在高温下对试件进行直接加载。因此，如何在不损坏加载的情况下，完成钢结构节点高温下的加载是钢结构节点火灾试验的重难点。

为避免加载装置在高温下损坏，现有的钢结构节点火灾下试验设备通常采用以下措施：①采用缩尺试验，即减小构件的尺寸，用小型火灾试验庐配合加载辅助装置完成试验研究；②降低火灾试验温度，即完成400℃以内的火灾试验研究，同时在加载装置上包裹防火棉。

上述试验试验方法存在以下问题：①缩尺试验无法全面反映钢结构节点火灾下真实的力学性能；②无法探究节点在高温(400℃至1000℃)的力学性能。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种钢结构梁柱节点火灾下力学性能试验设备及试验方法，以解决传统的钢结构节点火灾下试验无法探究节点在高温下的力学性能的问题。

为实现上述目的，提供一种钢结构梁柱节点火灾下力学性能试验设备，包括：

用于容置梁柱节点试件的火灾炉，所述火灾炉的炉盖开设有竖向设置的第一穿孔和供所述梁柱节点试件的柱的上端穿设的第二穿孔；

支承架，包括供所述柱安装的承载梁和两辅梁，两所述辅梁设置于所述承载梁的相对两侧，所述承载梁架设于所述第二穿孔的上方，一所述辅梁架设于所述第一穿孔的上方，所述辅梁安装有用于固定连接所述柱的斜撑，两所述辅梁的斜撑以所述柱的中轴线为对称中心呈中心对称设置；以及

作动装置，包括活动穿设于所述第一穿孔中的夹持件和驱动件，所述驱动件安装于所述第一穿孔上方的一所述辅梁，所述夹持件具有一固定端和一夹持端，所述夹持端形成有供所述梁柱节点试件的梁嵌设的夹持通槽，所述夹持通槽内安装有用于锁固所述梁的锁连件，所述固定端伸至所述第一穿孔的上方且安装于所述驱动件，所述固定端和所述驱动件之间垫设有隔热件，在火灾测试过程中，所述驱动件向上提升所述夹持件，使得所述梁向上绕节点转动。

进一步的，所述夹持件包括相对设置的两耐火钢夹板，所述耐火钢板连接于所述隔热件，两所述耐火钢夹板之间形成所述夹持通槽，所述锁连件可拆卸地连接于两所述耐火钢夹板之间以令所述梁搁置于所述锁连件上。

进一步的，所述第一穿孔上方的一所述辅梁的上部安装有加固承台，所述加固承台的底部形成第一竖向贯孔，所述辅梁开设有对准于所述第一竖向贯孔的第二竖向贯孔，所述驱动件的上端穿设于所述第二竖向贯孔且插设于所述第一竖向贯孔中，所述驱动件的下端伸至所述第二竖向贯孔的下方。

进一步的，所述驱动件为液压千斤顶。