專利名稱：一種能用于測試鋼索抗火性能的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能用于測試鋼索抗火性能的裝置。
背景技術(shù)：
為有效防止鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的嚴(yán)重破壞或倒塌，積極開展鋼結(jié)構(gòu)的抗火性能及實 用設(shè)計方法研究具有十分重要的應(yīng)用價值。對各種鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)行為的研究是開展鋼結(jié)構(gòu)抗 火設(shè)計方法的重要途徑之一，也是當(dāng)前該研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。通過設(shè)置高強(qiáng)鋼索施加預(yù)應(yīng)力 的大跨度預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)被廣泛用于體育館、展覽館、劇院、航站樓等重要的公共設(shè)施建設(shè)。 對該類結(jié)構(gòu)鋼索的抗火性能研究需要首先明確鋼絞線或高強(qiáng)鋼索的材料模型，然而現(xiàn)有技 術(shù)的研究中，對高強(qiáng)鋼索在高溫下的性能研究資料不僅不夠完善，而且全部來源于一般的 高溫材性試驗得出的數(shù)據(jù)。顯然一般材性實驗研究所得到的數(shù)據(jù)難于反映實際鋼索在火災(zāi) 下的真實情況，尤其難于反映高強(qiáng)鋼索在真實火災(zāi)下的蠕變特性、其他構(gòu)造指標(biāo)的影響及 尺寸效應(yīng)。因此發(fā)明一種能真實反映高強(qiáng)鋼索在遭遇火災(zāi)等高溫情況下的各種性能的裝 置，然后通過該裝置進(jìn)行實驗研究，可真實反映高強(qiáng)鋼索在高溫情況下各種性能的變化數(shù) 據(jù)，從而指導(dǎo)工業(yè)應(yīng)用，是非常有必要和現(xiàn)實意義的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種能真實反映高 強(qiáng)鋼索在高溫情況下各種性能變化的能用于測試鋼索抗火性能的裝置。本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種能結(jié)合火災(zāi)實 驗爐使用、可真實反映高強(qiáng)鋼索在火災(zāi)高溫情況下各種性能變化的專門用于測試鋼索抗火 性能的裝置。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該能用于測試鋼索抗火性能的裝 置，能用于測試被測鋼索的抗火性能，其特征在于包括一主支撐軸；第一旋轉(zhuǎn)架，該第一旋轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述主支撐軸上，該第一旋轉(zhuǎn)架具有處于 所述主支撐軸一側(cè)的第一連接部、和處于所述主支撐軸另一側(cè)的第二連接部；第二旋轉(zhuǎn)架，該第二旋轉(zhuǎn)架也旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述主支撐軸上，該第二旋轉(zhuǎn)架具有處 于所述主支撐軸一側(cè)的第三連接部、和處于所述主支撐軸另一側(cè)的第四連接部；所述被測鋼索的第一端固定在所述第一旋轉(zhuǎn)架的第一連接部上，所述被測鋼索的 第二端固定在所述第二旋轉(zhuǎn)架的第三連接部上；與所述被測鋼索結(jié)構(gòu)性能相同的配對鋼索，該配對鋼索的第一端固定在所述第一 旋轉(zhuǎn)架的第二連接部上，所述配對鋼索的第二端固定在所述第二旋轉(zhuǎn)架的第四連接部上， 所述配對鋼索與所述被測鋼索平行設(shè)置；同時所述配對鋼索在兩端被固定后所承受的拉力 與所述被測鋼索的兩端被固定后所承受的拉力相同；分別設(shè)置在所述配對鋼索第一端和第二端、用于測量所述配對鋼索產(chǎn)生伸縮量的第一位移計和第二位移計。當(dāng)被測鋼索受火時，處于張緊狀態(tài)的被測鋼索將會伸長，此時可自由轉(zhuǎn)動的第一 旋轉(zhuǎn)架和第二旋轉(zhuǎn)架將被帶動旋轉(zhuǎn)。這時，與測試索具有同樣結(jié)構(gòu)和性能及承受相同初始 預(yù)拉力的配對鋼索將產(chǎn)生相應(yīng)大小的縮短量，而該縮短量值可通過第一位移計和第二位移 計測定，根據(jù)配對鋼索與測試鋼索距離主支撐軸的距離，因此可以測到被測鋼索受火后的 變形量。有了該變形量，就可以總結(jié)得到被測鋼索在受火后的變形量隨溫度、時間和預(yù)拉力 之間的關(guān)系。為了消除中間主軸的變形影響，作為改進(jìn)，本發(fā)明提供的能用于測試鋼索抗火性 能的裝置，還包括設(shè)置在第一旋轉(zhuǎn)架內(nèi)測的主支撐軸上的、用于測量所述主支撐軸產(chǎn)生伸 縮量的第三位移計，和設(shè)置所述第二旋轉(zhuǎn)架內(nèi)側(cè)的主支撐軸上、用于測量所述主支撐軸產(chǎn) 生伸縮量的第四位移計，于是可得到所需要的被測鋼索實際變形量為被測鋼索實際變形量 與主支撐軸的變形量之和。較好的，所述配對鋼索與所述主支撐軸之間的距離和所述測試鋼索距離與所述主 支撐軸之間的距離相等。所述主支撐軸的兩端分別通過支座支撐固定。所述第一旋轉(zhuǎn)架和所述第二旋轉(zhuǎn)架 的中部通過銷軸旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述主支撐軸上。本發(fā)明解決上述第二個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該用于測試鋼索抗火性能 的裝置，能用于測試被測鋼索的抗火性能，其特征在于包括一主支撐軸；處于所述主支撐軸一測的火災(zāi)實驗爐；第一旋轉(zhuǎn)架，該第一旋轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述主支撐軸上，該第一旋轉(zhuǎn)架具有處于 所述主支撐軸一側(cè)的第一連接部、和處于所述主支撐軸另一側(cè)的第二連接部；第二旋轉(zhuǎn)架，該第二旋轉(zhuǎn)架也旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述主支撐軸上，該第二旋轉(zhuǎn)架具有處 于所述主支撐一側(cè)的第三連接部、和處于所述主支撐軸另一側(cè)的第四連接部；所述被測鋼索的第一端固定在所述第一旋轉(zhuǎn)架的第一連接部上，所述被測鋼索的 第二端固定在所述第二旋轉(zhuǎn)架的第三連接部上，并且所述被測鋼索整體處于所述火災(zāi)實驗 爐內(nèi)；與所述被測鋼索結(jié)構(gòu)性能相同的配對鋼索，該配對鋼索的第一端固定在所述第一 旋轉(zhuǎn)架的第二連接部上，所述配對鋼索的第二端固定在所述第二旋轉(zhuǎn)架的第四連接部上， 所述配對鋼索與所述被測鋼索平行設(shè)置，且所述配對鋼索整體位于所述火災(zāi)實驗爐外；同 時所述配對鋼索在兩端被固定后所承受的拉力與所述被測鋼索的兩端被固定后所承受的 拉力相同；分別設(shè)置在所述配對鋼索第一端和第二端、用于測量所述配對鋼索產(chǎn)生伸縮量的 第一位移計和第二位移計。當(dāng)被測鋼索在火災(zāi)實驗爐內(nèi)受火時，處于張緊狀態(tài)的被測鋼索將會伸長，此時可 自由轉(zhuǎn)動的第一旋轉(zhuǎn)架和第二旋轉(zhuǎn)架將被帶動旋轉(zhuǎn)。這時，與測試索具有同樣結(jié)構(gòu)和性能 及承受相同初始預(yù)拉力的配對鋼索將產(chǎn)生相應(yīng)大小的縮短量，而該縮短量值可通過第一位 移計和第二位移計測定，根據(jù)配對鋼索與測試鋼索距離主支撐軸的距離，可以測到被測鋼 索受火后的變形量。有了該變形量，就可以得到被測鋼索在受火后的變形量隨溫度、時間和預(yù)拉力之間的關(guān)系。作為改進(jìn)，本發(fā)明提供的用于測試鋼索抗火性能的裝置，還包括設(shè)置在第一旋轉(zhuǎn) 架內(nèi)測的主支撐軸上的、用于測量所述主支撐軸產(chǎn)生伸縮量的第三位移計，和設(shè)置所述第 二旋轉(zhuǎn)架內(nèi)側(cè)的主支撐軸上、用于測量所述主支撐軸產(chǎn)生伸縮量的第四位移計。所述配對鋼索與所述主支撐軸之間的距離和所述測試鋼索距離與所述主支撐軸 之間的距離相等。所述主支撐軸的兩端分別通過支座支撐固定。所述第一旋轉(zhuǎn)架和所述第二旋轉(zhuǎn)架的中部通過銷軸旋轉(zhuǎn)銷軸設(shè)置在所述主支撐 軸上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用上述實驗裝置可以測定被測鋼索遭遇 真實火災(zāi)時的變形隨溫度、時間和預(yù)拉力之間的關(guān)系，并可根據(jù)該裝置得到的實驗數(shù)據(jù)，指 導(dǎo)實際工程應(yīng)用中高強(qiáng)鋼索的整體抗火性能研究，并指導(dǎo)大跨度預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的抗火設(shè) 計。


圖1為本發(fā)明實施例中能用于測試鋼索抗火性能的裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明首先提供了一種能用于測試鋼索抗火性能的裝置，請參見圖1所示，該裝 置能用于測試被測鋼索的抗火性能，其包括一橫截面大致呈方形的長條狀主支撐軸1，該主 支撐軸1的兩端分別通過支座2支撐固定，并且該主支撐軸上平行間隔旋轉(zhuǎn)設(shè)置第一旋轉(zhuǎn) 架3和第二旋轉(zhuǎn)架4，第一旋轉(zhuǎn)架3和第二旋轉(zhuǎn)架4也大致呈長方體，第一旋轉(zhuǎn)架3和第二 旋轉(zhuǎn)架4的中部分別通過一銷軸5旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述主支撐軸1上的，所述第一旋轉(zhuǎn)架3具 有處于所述主支撐軸下側(cè)的第一連接部31、和處于所述主支撐軸上側(cè)的第二連接部32 ；所 述第二旋轉(zhuǎn)架4具有處于所述主支撐下側(cè)的第三連接部41、和處于所述主支撐軸上側(cè)的第 四連接部42 ；被測鋼索6的第一端通過錨頭7固定在所述第一旋轉(zhuǎn)架3的第一連接部31 上，被測鋼索6的第二端也通過錨頭7固定在所述第二旋轉(zhuǎn)架4的第三連接部41上；與所 述被測鋼索6結(jié)構(gòu)性能相同的配對鋼索8的第一端通過錨頭7固定在所述第一旋轉(zhuǎn)架3的 第二連接部32上，該配對鋼索8的第二端通過錨頭7固定在所述第二旋轉(zhuǎn)架4的第四連接 部42上，并且所述配對鋼索8與所述被測鋼索6平行設(shè)置、且配對鋼索8與所述主支撐軸1 之間的距離和所述測試鋼索6與所述主支撐軸1之間的距離相等；同時所述配對鋼索8在 兩端被固定后所承受的拉力與所述被測鋼索6的兩端被固定后所承受的拉力相同；所述配 對鋼索8第一端和第二端分別設(shè)置有用于測量所述配對鋼索產(chǎn)生伸縮量的第一位移計9和 第二位移計10 ；所述第一旋轉(zhuǎn)架內(nèi)測的主支撐軸上設(shè)置有用于測量所述主支撐軸產(chǎn)生伸 縮量的第三位移計11，所述第二旋轉(zhuǎn)架內(nèi)側(cè)的主支撐軸上同樣設(shè)置有用于測量所述主支撐 軸產(chǎn)生伸縮量的第四位移計12。利用上述裝置可對火災(zāi)中高強(qiáng)鋼索主要變形指標(biāo)△及其與施加的預(yù)拉力P、受火 時間t及受火溫度T之間的關(guān)系進(jìn)行測定的原理為
當(dāng)受拉狀態(tài)的鋼索(即圖1中的測試鋼索)、受火時，處于張緊狀態(tài)的測試鋼索將 會伸長，此時可自由轉(zhuǎn)動的第一旋轉(zhuǎn)架和第二旋轉(zhuǎn)架將被帶動旋轉(zhuǎn)。這時，與測試索具有同 樣規(guī)格及初始預(yù)拉力P的配對鋼索將產(chǎn)生同樣大小的縮短量，而該量值可通過置于配對索 兩端的水平方向的第一位移計和第二位移計測定，第一位移計和第二位移計測得的總變形 量為Δρ由于配對鋼索與測試鋼索距離主支撐軸等距，因此所測定的AJP為測試鋼索受 火后的變形量。另外，為了消除主支撐軸的變形影響，試驗時同時在第一旋轉(zhuǎn)架、第二旋轉(zhuǎn) 架內(nèi)側(cè)的中心軸上分別安裝可測定主支撐軸軸向變形的第三位移計和第四位移計，第三位 移計和第四位移計測得的變形量為Δ2(為主支撐軸的伸長量)。于是可得到所需要的測試 鋼索實際變形量為Δ = Δ1+Δ2。有了該變形量，就可以總結(jié)得到被測鋼索在受火后的變 形量隨溫度、時間和預(yù)受拉力之間的關(guān)系。本發(fā)明還提供了一種用于測試鋼索抗火性能的裝置，該裝置與上述能用于測試鋼 索抗火性能的裝置不同的是，在主支撐軸一測設(shè)置一火災(zāi)爐，爐內(nèi)的溫度可以通過熱電偶 測定，使用時，將被測鋼索整體處于所述火災(zāi)實驗爐內(nèi)、而將配對鋼索整體位于所述火災(zāi)實 驗爐外。
權(quán)利要求
一種能用于測試鋼索抗火性能的裝置，該裝置能用于測試被測鋼索的抗火性能，其特征在于包括一主支撐軸；第一旋轉(zhuǎn)架，該第一旋轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述主支撐軸上，該第一旋轉(zhuǎn)架具有處于所述主支撐軸一側(cè)的第一連接部、和處于所述主支撐軸另一側(cè)的第二連接部；第二旋轉(zhuǎn)架，該第二旋轉(zhuǎn)架也旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述主支撐軸上，該第二旋轉(zhuǎn)架具有處于所述主支撐一側(cè)的第三連接部、和處于所述主支撐軸另一側(cè)的第四連接部；所述被測鋼索的第一端固定在所述第一旋轉(zhuǎn)架的第一連接部上，所述被測鋼索的第二端固定在所述第二旋轉(zhuǎn)架的第三連接部上；與所述被測鋼索結(jié)構(gòu)性能相同的配對鋼索，該配對鋼索的第一端固定在所述第一旋轉(zhuǎn)架的第二連接部上，所述配對鋼索的第二端固定在所述第二旋轉(zhuǎn)架的第四連接部上，所述配對鋼索與所述被測鋼索平行設(shè)置；同時所述配對鋼索在兩端被固定后所承受的拉力與所述被測鋼索的兩端被固定后所承受的拉力相同；分別設(shè)置在所述配對鋼索第一端和第二端、用于測量所述配對鋼索產(chǎn)生伸縮量的第一位移計和第二位移計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測試鋼索抗火性能的裝置，其特征在于還包括設(shè)置在 第一旋轉(zhuǎn)架內(nèi)測的主支撐軸上的、用于測量所述主支撐軸產(chǎn)生伸縮量的第三位移計，和設(shè) 置所述第二旋轉(zhuǎn)架內(nèi)側(cè)的主支撐軸上、同樣用于測量所述主支撐軸產(chǎn)生伸縮量的第四位移 計。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測試鋼索抗火性能的裝置，其特征在于所述配對鋼索 與所述主支撐軸之間的距離和所述測試鋼索與所述主支撐軸之間的距離相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測試鋼索抗火性能的裝置，其特征在于所述主支撐軸 的兩端分別通過支座支撐固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測試鋼索抗火性能的裝置，其特征在于所述第一旋轉(zhuǎn) 架和所述第二旋轉(zhuǎn)架的中部通過銷軸旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述主支撐軸上。
6.一種用于測試鋼索抗火性能的裝置，用于測試被測鋼索的抗火性能，其特征在于包括一主支撐軸；處于所述主支撐軸一測的火災(zāi)實驗爐；第一旋轉(zhuǎn)架，該第一旋轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述主支撐軸上，該第一旋轉(zhuǎn)架具有處于所述 主支撐軸一側(cè)的第一連接部、和處于所述主支撐軸另一側(cè)的第二連接部；第二旋轉(zhuǎn)架，該第二旋轉(zhuǎn)架也旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述主支撐軸上，該第二旋轉(zhuǎn)架具有處于所 述主支撐一側(cè)的第三連接部、和處于所述主支撐軸另一側(cè)的第四連接部；所述被測鋼索的第一端固定在所述第一旋轉(zhuǎn)架的第一連接部上，所述被測鋼索的第 二端固定在所述第二旋轉(zhuǎn)架的第三連接部上，并且所述被測鋼索整體處于所述火災(zāi)實驗爐 內(nèi)；與所述被測鋼索結(jié)構(gòu)性能相同的配對鋼索，該配對鋼索的第一端固定在所述第一旋轉(zhuǎn) 架的第二連接部上，所述配對鋼索的第二端固定在所述第二旋轉(zhuǎn)架的第四連接部上，所述 配對鋼索與所述被測鋼索平行設(shè)置，且所述配對鋼索整體位于所述火災(zāi)實驗爐外；同時所述配對鋼索在兩端被固定后所承受的拉力與所述被測鋼索的兩端被固定后所承受的拉力 相同；分別設(shè)置在所述配對鋼索第一端和第二端、用于測量所述配對鋼索產(chǎn)生伸縮量的第一 位移計和第二位移計。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于測試鋼索抗火性能的裝置，其特征在于還包括設(shè)置在 第一旋轉(zhuǎn)架內(nèi)測的主支撐軸上的、用于測量所述主支撐軸產(chǎn)生伸縮量的第三位移計，和設(shè) 置所述第二旋轉(zhuǎn)架內(nèi)側(cè)的主支撐軸上、同樣用于測量所述主支撐軸產(chǎn)生伸縮量的第四位移 計。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于測試鋼索抗火性能的裝置，其特征在于所述配對鋼索 與所述主支撐軸之間的距離和所述測試鋼索距離與所述主支撐軸之間的距離相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于測試鋼索抗火性能的裝置，其特征在于所述主支撐軸 的兩端分別通過支座支撐固定。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于測試鋼索抗火性能的裝置，其特征在于所述第一旋轉(zhuǎn) 架和所述第二旋轉(zhuǎn)架的中部通過旋轉(zhuǎn)銷軸設(shè)置在所述主支撐軸上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能用于測試鋼索抗火性能的裝置，該裝置能用于測試被測鋼索的抗火性能，其特征在于包括一主支撐軸，旋轉(zhuǎn)設(shè)置在主支撐軸上的第一旋轉(zhuǎn)架和第二旋轉(zhuǎn)架，被測鋼索兩端分別固定在所述第一旋轉(zhuǎn)架和第二旋轉(zhuǎn)架上，與所述被測鋼索結(jié)構(gòu)性能相同的配對鋼索的兩端同樣分別固定在所述第一旋轉(zhuǎn)架和第二旋轉(zhuǎn)架上，與所述被測鋼索平行設(shè)置；同時所述配對鋼索在兩端被固定后所承受的拉力與所述被測鋼索的兩端被固定后所承受的拉力相同；所述配對鋼索的兩端設(shè)置用于測量所述配對鋼索產(chǎn)生伸縮量的第一位移計和第二位移計。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用上述實驗裝置可以測定被測鋼索遭遇真實受火時的變形隨溫度、時間和預(yù)拉力之間的關(guān)系。
文檔編號G01N25/00GK101995414SQ20101052478
公開日2011年3月30日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者周明, 王萬禎, 王新堂 申請人:寧波大學(xué)