一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构
技术领域
本实用新型涉及建筑结构防灾减灾技术领域，特别是涉及一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构。
背景技术
随着人们生活需求的日益增长，人们对建筑空间的需求越来越高，火灾发生的频度己经高居各个灾害之首，其每年都给人类的生命财产安全带来重大损失。
建筑物遭受火灾高温后，构件的柱、梁、楼板等构件都会受到不同程度的影响，使整个建筑结构的稳定性、安全性、耐久性下降，因此研究如何通过现有结构的抗火性能以及合理设计来提高建筑物结构和构件的抗火性以及减少灾后损失己经成为当前火灾研究领域重要的研究课题。
当建筑火灾发生时，混凝土板柱结构作为直接受火构件，承担着阻止火灾蔓延，有效承担楼面荷载，防止建筑物发生灾难性倒塌的关键作用。因此研究面内约束下钢筋混凝土板柱结构在火灾下的抗火性能，进行合理的抗火设计，对于安全运作以及发展都具有非常重要的意义。
目前，大多数板柱节点试验未考虑结构中相邻构件约束作用的影响，得到的内力、变形与真实火灾情况差别较大。因此研究面内约束条件下钢筋混凝土板柱节点结构的抗火性能，以近似考虑结构中相邻构件的约束影响，对了解钢筋混凝土板柱节点结构的真实受火性能，推动钢筋混凝土板柱节点结构的抗火性能化设计具有重要意义。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构，研究面内约束条件下钢筋混凝土板柱节点结构的抗火性能，以近似考虑结构中相邻构件的约束影响，借此研究在面内约束作用下板面上下自由翘动时，对钢筋混凝土板柱节点抗火性能的影响规律，同时可以根据试验指导钢筋混凝土板柱节点结构的抗火设计，提高相应的抗火性能。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构，包括板柱节点结构、火灾试验炉、面内约束装置；所述火灾试验炉包括上端开口的炉体；所述板柱节点结构覆盖在炉体上端；所述面内约束装置，作用于板柱节点结构的边缘，用于为板柱节点结构提供约束。
进一步的，所述面内约束装置包括第一固定部和第二固定部；所述第一固定部用于与板柱节点结构的边缘固定连接；所述第二固定部用于为第二固定部提供外部固定点。
进一步的，所述第二固定部包括多个支撑柱、多个反力梁；所述支撑柱为固定不动的状态；反力梁安装固定在相邻的两个支撑柱之间；所述反力梁水平设置并位于板柱节点结构边缘的附近，用于提供外部固定点，所述第一固定部一端与板柱节点结构的边缘固定连接、另一端与反力梁安装连接。
进一步的，所述反力梁上安装有滑轨；所述第一固定部的一端设置有支座；所述支座安装有滑轮组件；所述滑轮组件装配在滑轨中。
进一步的，所述第一固定部包括拉压传感器和连接件；所述拉压传感器的一端与支座铰接，另一端与连接件的一端连接；所述连接件的另一端与板柱节点结构的边缘固定连接。
进一步的，所述板柱节点结构的顶面上还设置有加载重物，所述炉体的上端面与板柱节点结构之间还设置有柔性耐火层，用于于使板柱节点结构与炉体紧密接触。
进一步的，所述火灾试验炉还包括环绕于炉体外的供油管路、环绕安装在炉体外壁上的多个点火喷嘴，供油管路与外置的油箱形成回路，每个点火喷嘴处都设有风机，每个风机处都设有连接供油管路的抽油泵。
进一步的，所述火灾试验炉还包括水循环管路、至少一根排烟道；所述炉体具有炉底；排烟道设于炉底的下方，炉底还设置有至少一个排烟口；所述排烟道通过排烟口与炉体的内部连通；所述水循环管路安装于每根排烟道外侧。
进一步的，所述火灾试验炉还包括数据采集装置，所述数据采集装置包括温度传感器、位移传感器和测力传感器中的一种或其中几种的组合；所述温度传感器为多个，其中，至少一个温度传感器设置于炉体内部，至少一个温度传感器预埋在柱节点结构中；所述测力传感器至少包括拉压传感器。
进一步的，所述试验机构还包括控制系统，所述控制系统分别与数据采集装置、抽油泵、点火喷嘴、风机电性连接；所述控制系统被配置为接收数据采集装置的信号数据，还被配置为向抽油泵、点火喷嘴、风机输出控制信号。
本实用新型的优点：本实用新型的一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构，通过对钢筋混凝土板的边界通过滑轮施加水平约束的方式来近似考虑火灾中结构相邻构件之间的相互作用，考虑结构中相邻构件约束作用的影响，进而可深入了解钢筋混凝土板柱节点结构的真实受火性能的影响规律；可对炉内温度进行实时监控，并能随时进行调节，使得炉内温度能很好的符合所需的标准升温曲线或其它相关升温线。
附图说明
图1为实施例的一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构的俯视示意图；
图2为实施例的一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构的面内约束装置的示意图；
图3为实施例的一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构的立面的内部结构示意图；
图4为实施例的一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构的平面的内部结构示意图。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。
实施例
如图1至图4所示，本实施例提供了一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构，包括板柱节点结构9、火灾试验炉、面内约束装置；其中，板柱节点结构9为钢筋混凝土板柱节点结构，其由板面和立柱构成，并由钢筋混凝土制成；炉体14设置在钢筋混凝土板柱节点结构9下方，为了保证钢筋混凝土板柱节点结构9与炉体接触紧密，炉体14与板柱节点结构9之间用柔性耐火层10填充，柔性耐火材料10采用耐火纤维棉；加载重物8设置在钢筋混凝土板柱节点结构9的板面上，钢筋混凝土板柱节点结构9板面边缘与面内约束装置连接；炉体的侧壁设置有观火孔13。
本实施例的一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构中，面内约束装置包括支撑柱1、反力梁2、滑轨3、滑轮4、拉压传感器5、槽型连接件6、铰支座7。支撑柱1共设置四条、分别竖直设置在火灾试验炉的四角，其底端固定连接于地面，其上部分别与水平设置的反力梁2固定连接；槽型连接件6与钢筋混凝土板柱节点结构9的相对位置的板边上，至少对称设置两件，如图1所示，板柱节点结构的四边都设置有面内约束，在实际的试验设计中，可根据需求设置相应数量的面内约束装置；槽型连接件6靠近板侧截面是槽钢型构造，其槽口尺寸与板厚尺寸匹配，另一端的槽型连接件沿连接件长度方向上与拉压传感器5螺栓连接，且拉压传感器5一端通过支座7连接于滑轮组件4上，并将滑轮组件安装在滑轨3上，滑轨3固定连接到反力梁2；支座7采用万向铰支座。反力梁有4件，分别与支撑柱1固定连接并构成整体框架结构。
本实施例的一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构中，火灾试验炉包括炉底15、供油管路12、水循环管路20、排烟道16、热电偶11、点火喷嘴19、自动点火计算机控制系统21和线路管道17，热电偶11设置在炉内壁靠近点火喷嘴19侧，环绕炉体的供油管路12与外置的油箱23形成回路，每个点火喷嘴19处都设有风机18，每个风机18处都设有连接供油管路12的抽油泵，排烟道设于地下，炉底还设置有至少一个排烟口22；所述排烟道16通过排烟口22与炉体14的内部连通经由外置的排烟道将试验过程中产生的烟气向外排出，每个排烟道都对应一根水循环管路的水管，自动点火计算机控制系统连接点火喷嘴；自动点火计算机控制系统21在于试验炉旁边的炉温控制室内，所有设置在炉体内的导线通过线路管道17和控制室的总控制箱相连接，最后通过计算机实现自动点火控制。
本实施例的一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构中，数据采集系统包括温度传感器、位移传感器和测力传感器中的一种或其中几种的组合；数据采集系统可被分为板柱节点结构的混凝土温度及钢筋温度采集系统、位移采集系统、边界约束数据采集系统；混凝土温度及钢筋温度采集系统包括设置在钢筋混凝土板面和立柱内的热电偶，预埋的热电偶通过导线跟数据采集仪器连接，数据采集仪器与计算机连接，位移采集系统包括位移传感器，位移传感器连接数据采集仪器，边界约束采集系统包括反拉压传感器，并与数据采集仪器相连。
本实施例的一种面内约束钢筋混凝土板柱节点结构抗火试验机构，在使用时，将预制的钢筋混凝土板柱节点结构放至炉体上，并通过耐火纤维棉对两者之间的缝隙进行填充，然后在板柱节点结构的板面上放置加载重物；然后，安装相应的面约束装置，安装完成后，通过控制系统控制，抽油泵从外置的油箱中抽油并输送至点火喷嘴，通过风机将风送至点火喷嘴，再控制点火喷嘴进行点火后，喷入炉体内，其中，炉体内壁靠近点火喷嘴的位置设置有铠装K型热电偶，通过此热电偶的测理及反馈，控制系统控制炉内温度按照设定的升温曲线进行升温，同时，通过其他的数据采集系统，采集相关的试验数据，并且可通过观火孔观察内情况；试验完成后，可对采集的数据进行分析，由于对板柱节点结构的板面增加了水平约束，可通过此约束方式近似考量真实火灾中板柱节点结构的相邻板面和立柱间的相互作用，进而深入解析板柱节点结构的真实受火性能。
上述实施例不应以任何方式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。
