CN113514393A - 一种对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱进行推出试验的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对高温下中空夹层钢管混凝土结构进行推出试验的装置及方法，该装置包括底端垫块，中空夹层钢管混凝土组合柱构件底端支撑在垫块上，构件顶端通过加压块与加压装置连接，并将试件置于加热炉中。试件在高温下进行推出试验时，通过调整加压块尺寸，使荷载作用在试件的特定构件上；外钢管推出试验：通过加压装置将压力传递至试件顶端，由夹层混凝土和内钢管共同受力，试件底端由外钢管与垫块接触受力；内钢管推出试验：试件顶端仅由内钢管受力，试件底端由外钢管和夹层混凝***同与垫块接触受力；位移测量装置与内钢管底端接触，通过位移测量装置便能得到高温下内外钢管和夹层混凝土的滑移值。
Description
技术领域
本发明涉及建筑结构试验装置技术领域，更具体的说是涉及一种对高温下中空夹层钢管混凝土结构进行推出试验的装置及方法。
背景技术
中空夹层钢管混凝土由于自重轻、承载力高、抗弯刚度大、延性性能好与抗震性能优良等特点，目前在高层建筑和大跨径桥梁等对自重要求较高的工程中有良好的应用前景。
其中粘结滑移性能是中空夹层钢管混凝土组合结构研究中最重要的方向之一，界面粘结性能是内外钢管与夹层混凝土协同工作的基础，在基础结构支撑以及框架结构梁柱节点部位荷载的传递，都涉及到钢管与混凝土之间粘结滑移现象，同时由于近年来高温火灾事件的频发，因此对于高温下中空夹层钢管混凝土试件的内外钢管与夹层混凝土之间的粘结滑移性能需要通过推出试验来进行测量，进一步研究高温下中空夹层钢管混凝土试件的力学性能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱进行推出试验的装置及方法，为推进高温下中空钢管混凝土组合柱的内外钢管与混凝土之间的粘结性能研究提供便利。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱进行推出试验的装置，包括加热炉，所述加热炉顶部设有加压孔，底部设有支撑孔；
加压块贯穿所述加压孔进入所述加热炉内部，所述加压块通过耐火材料与所述加压孔密封；
所述加压块包括内钢管加压块和外钢管加压块，所述内钢管加压块的直径介于组合柱中内钢管的内外径之间，所述外钢管加压块直径为夹层混凝土的外径；
所述加压块上方设有加压装置；
垫块贯穿所述支撑孔伸入所述加热炉内部，所述加热炉底部还设有位移测量装置；
中空夹层钢管混凝土组合柱位于所述加压块和所述垫块之间，所述中空夹层钢管混凝土组合柱包括内钢管加压组合柱和外钢管加压组合柱，所述内钢管加压组合柱底端内钢管与连接板连接，外钢管和夹层混凝土均与所述垫块连接；所述外钢管加压组合柱的底端内钢管与夹层混凝土均与连接板连接，外钢管与所述垫块连接；
所述连接板与所述位移测量装置连接。
优选的，所述加压装置设有压力传感器。
优选的，所述加压块为圆柱形钢块，所述加压孔为圆孔且位于所述加热炉顶部中心。
优选的，所述垫块为中空刚性环状垫块，所述垫块底部还设有垫板，所述垫块与所述位移测量装置均位于所述垫板上。
优选的，所述垫块与所述加压块和所述中空夹层钢管混凝土组合柱的中心在同一条轴线上。
利用本发明上述所述的装置对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱进行推出试验的方法，包括以下步骤：
(1)外钢管推出实验
选择外钢管加压块和外钢管加压组合柱，将外钢管加压组合柱通过加压孔吊装入加热炉内的垫块上，上部加上外钢管加压块，并进行垫块、外钢管加压组合柱和外钢管加压块三者的轴心对中测量，然后将加压孔周围进行隔热封闭处理。将加热炉升温至所需温度，然后加压装置通过外钢管加压块将荷载压力传递到外钢管加压组合柱，外钢管加压组合柱顶端由内钢管和夹层混凝***同承受压力，底端仅由外钢管与垫块接触受力，内钢管和夹层混凝土在压力的作用下向下滑移，并通过连接板推动位移测量装置移动，读取位移测量装置数值即为外钢管与夹层混凝土的滑移值。
(2)内钢管推出实验
选择内钢管加压块和内钢管加压组合柱，将内钢管加压组合柱通过加压孔吊装入加热炉内的垫块上，上部加上内钢管加压块，并进行垫块、内钢管加压组合柱和内钢管加压块三者的轴心对中测量，然后将加压孔周围进行隔热封闭处理。将加热炉升温至所需温度，然后加压装置通过内钢管加压块将荷载压力传递到内钢管加压组合柱，内钢管加压组合柱顶端由内钢管单独承受压力，底端由外钢管与夹层混凝***同与垫块接触受力，内钢管在压力的作用下向下滑移，并通过连接板推动位移测量装置移动，读取位移测量装置数值即为内钢管与夹层混凝土的滑移值。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开一种对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱推出试验测量粘结滑移的装置和方法。将整个中空夹层钢管混凝土组合柱置于加热炉中，并以底端作为自由端，支撑在下部的垫块上，顶端连接钢块与加压装置，通过加压装置施加压力至顶端钢块，由钢块将压力传递至中空夹层钢管混凝土组合柱的顶端，通过调整顶端钢块的尺寸，可以在试件进行内钢管的推出试验时，试件顶端仅内钢管承受压力；在试件进行外钢管的推出试验时，试件顶端由内钢管和夹层混凝***同承受压力，进行粘结滑移的推出试验时，需要分别对中空夹层钢管混凝土组合柱构件底端按内外钢管推出试验构造要求处理，在进行外钢管推出试验，仅外钢管底端支撑于下垫块；进行内钢管推出试验，外钢管与混凝***同支撑于下垫块。位移测量装置与内钢管底端接触，通过位移测量装置读数便能得到中空夹层钢管混凝土组合柱混凝土在推出试验下，内外钢管和夹层混凝土的滑移值。
本发明提供的装置结构简单，试验方法易于操作，可以作为对高温下中空夹层钢管混凝土组合结构粘结滑移性能研究的专用推出试验方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱进行推出试验的装置的立面结构示意图；其中(a)为外钢管推出试验，(b)内钢管推出试验；
图2为中空夹层钢管混凝土组合柱截面俯视图；
图1中，
1-加热炉；2-加压块；21-内钢管加压块；22-外钢管加压块；3-中空夹层钢管混凝土组合柱；31-内钢管加压组合柱；32-外钢管加压组合柱；4-加压装置；5-垫块；6-位移测量装置；7-连接板；8-垫板。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱进行推出试验的装置，包括加热炉1，加热炉顶部设有加压孔，底部设有支撑孔；
加压块2贯穿加压孔进入加热炉内部，加压块通过耐火材料与加压孔密封；
加压块包括内钢管加压块21和外钢管加压块22，内钢管加压块21的直径介于组合柱3中内钢管的内外径之间，外钢管加压块22直径为夹层混凝土的外径；
加压块2上方设有加压装置4；
垫块5贯穿支撑孔伸入加热炉内部，加热炉1底部还设有位移测量装置6；
中空夹层钢管混凝土组合柱3位于加压块2和垫块5之间，中空夹层钢管混凝土组合柱3包括内钢管加压组合柱31和外钢管加压组合柱32，内钢管加压组合柱31底端内钢管与连接板7连接，外钢管和夹层混凝土均与垫块5连接；外钢管加压组合柱32底端内钢管与夹层混凝土均与连接板7连接，外钢管与垫块7连接；
连接板7与位移测量装置连接6。
为了进一步优化上述技术方案，加压装置4设有压力传感器。
为了进一步优化上述技术方案，加压块2为圆柱形钢块，加压孔为圆孔且位于加热炉1顶部中心。
为了进一步优化上述技术方案，垫块5为中空刚性环状垫块，垫块5底部还设有垫板8，垫块5与位移测量装置6均位于垫板8上。
为了进一步优化上述技术方案，垫块5与加压块2和中空夹层钢管混凝土组合柱3的中心在同一条轴线上。
利用本发明上述的装置对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱进行推出试验的方法，包括以下步骤：
(1)外钢管推出实验
选择外钢管加压块22和外钢管加压组合柱32，将外钢管加压组合柱32通过加压孔吊装入加热炉1内的垫块上，上部加上外钢管加压块22，并进行垫块5、外钢管加压组合柱32和外钢管加压块22三者的轴心对中测量，然后将加压孔周围进行隔热封闭处理。将加热炉1升温至所需温度，然后加压装置4通过外钢管加压块22将荷载压力传递到外钢管加压组合柱32，外钢管加压组合柱32顶端由内钢管和夹层混凝***同承受压力，底端仅由外钢管与垫块5接触受力，内钢管和夹层混凝土在压力的作用下向下滑移，并通过连接板7推动位移测量装置6移动，读取位移测量装置6数值即为外钢管与夹层混凝土的滑移值。
(2)内钢管推出实验
选择内钢管加压块21和内钢管加压组合柱31，将内钢管加压组合柱31通过加压孔吊装入加热炉1内的垫块5上，上部加上内钢管加压块21，并进行垫块5、内钢管加压组合柱31和内钢管加压块21三者的轴心对中测量，然后将加压孔周围进行隔热封闭处理。将加热炉1升温至所需温度，然后加压装置4通过内钢管加压块21将荷载压力传递到内钢管加压组合柱31，内钢管加压组合柱31顶端由内钢管单独承受压力，底端由外钢管与夹层混凝***同与垫块5接触受力，内钢管在压力的作用下向下滑移，并通过连接板7推动位移测量装置6移动，读取位移测量装置6数值即为内钢管与夹层混凝土的滑移值。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱进行推出试验的装置，其特征在于，包括加热炉，所述加热炉顶部设有加压孔，底部设有支撑孔；
加压块贯穿所述加压孔进入所述加热炉内部，所述加压块通过耐火材料与所述加压孔密封；
所述加压块包括内钢管加压块和外钢管加压块，所述内钢管加压块的直径介于组合柱中内钢管的内外径之间，所述外钢管加压块直径为夹层混凝土的外径；
所述加压块上方设有加压装置；
垫块贯穿所述支撑孔伸入所述加热炉内部，所述加热炉底部还设有位移测量装置；
中空夹层钢管混凝土组合柱位于所述加压块和所述垫块之间，所述中空夹层钢管混凝土组合柱包括内钢管加压组合柱和外钢管加压组合柱，所述内钢管加压组合柱底端内钢管与连接板连接，外钢管和夹层混凝土均与所述垫块连接；所述外钢管加压组合柱底端内钢管与夹层混凝土均与连接板连接，外钢管与所述垫块连接；
所述连接板与所述位移测量装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱进行推出试验的装置，其特征在于，所述加压装置设有压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱进行推出试验的装置，其特征在于，所述加压块为圆柱形钢块，所述加压孔为圆孔且位于所述加热炉顶部中心。
4.根据权利要求1所述的一种对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱进行推出试验的装置，其特征在于，所述垫块为中空刚性环状垫块，所述垫块底部还设有垫板，所述垫块与所述位移测量装置均位于所述垫板上。
5.根据权利要求1所述的一种对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱进行推出试验的装置，其特征在于，所述垫块与所述加压块和所述中空夹层钢管混凝土组合柱的中心在同一条轴线上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的装置对高温下中空夹层钢管混凝土组合柱进行推出试验的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)外钢管推出实验
选择外钢管加压块和外钢管加压组合柱，将外钢管加压组合柱通过加压孔吊装入加热炉内的垫块上，上部加上外钢管加压块，并进行垫块、外钢管加压组合柱和外钢管加压块三者的轴心对中测量，然后将加压孔周围进行隔热封闭处理；将加热炉升温至所需温度，然后加压装置通过外钢管加压块将荷载压力传递到外钢管加压组合柱，外钢管加压组合柱顶端由内钢管和夹层混凝***同承受压力，底端仅由外钢管与垫块接触受力，内钢管和夹层混凝土在压力的作用下向下滑移，并通过连接板推动位移测量装置移动，读取位移测量装置数值即为外钢管与夹层混凝土的滑移值。
(2)内钢管推出实验
选择内钢管加压块和内钢管加压组合柱，将内钢管加压组合柱通过加压孔吊装入加热炉内的垫块上，上部加上内钢管加压块，并进行垫块、内钢管加压组合柱和内钢管加压块三者的轴心对中测量，然后将加压孔周围进行隔热封闭处理；将加热炉升温至所需温度，然后加压装置通过内钢管加压块将荷载压力传递到内钢管加压组合柱，内钢管加压组合柱顶端由内钢管单独承受压力，底端由外钢管与夹层混凝***同与垫块接触受力，内钢管在压力的作用下向下滑移，并通过连接板推动位移测量装置移动，读取位移测量装置数值即为内钢管与夹层混凝土的滑移值。
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