[实用新型]结构柱抗爆试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程结构柱抗爆性能研究设备技术领域，特别是一种适用于大尺寸结构柱的大当量抗爆试验，且可以重复使用的结构柱抗爆试验装置。

背景技术

当前，恐怖袭击、燃气泄漏爆炸事故等对桥梁、高层建筑、体育场馆等土木工程建筑的安全威胁越来越大。结构柱是这些建筑的关键受力部位，其抗爆性能对建筑整体的安全性有着巨大的影响。因此，该方面的研究成为土木工程领域研究的一个热点。结构柱抗爆试验装置是对结构柱抗爆性能进行试验研究的关键装置，在抗爆试验中起到以下作用，(1)提供试验柱的支撑基础，防止柱整体运动造成试验结果偏差；(2)对试验柱进行轴向加载，模拟建筑自重对柱性能的影响；(3)提供安装压力、位移等传感器的载体，方便试验测量。

结构柱抗爆试验装置一般由钢筋混凝土基体(爆坑)、千斤顶弹簧装置、支撑钢架等组成，千斤顶弹簧装置施加轴力，反力直接作用在爆坑上，为防止爆坑混凝土开裂，爆坑四个拐角处配筋要作加密处理。试验表明，经多次爆炸冲击荷载作用后，爆坑仍会有明显裂缝，不能多次重复使用。支撑钢架固定在混凝土爆坑中，结构柱安装固定后再安装调试位移、压力等传感器，由于操作空间狭小，使用非常不方便。

文章“钢管混凝土柱抗爆性能试验研究”(李国强、瞿海雁等，《建筑结构学报》，Vol.34，No.12，2013年12月)介绍了一种结构柱抗爆试验装置，该装置由钢筋混凝土基体(爆坑)、千斤顶弹簧装置、支撑钢架等组成。该装置由于弹簧提供轴向力有限，不能模拟高轴力、大轴压比条件下的结构柱；而且该装置只在柱两端轴向设置球铰，不能完全模拟结构柱简支工况，对后续试验数据分析带来不便。

总之，现有技术存在的问题是：结构柱抗爆试验装置的反力直接作用在爆坑边框上，一方面使爆坑难以重复使用，更不能适用于大尺寸结构柱、大当量炸药爆炸的抗爆试验装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构柱抗爆试验装置，适用于大尺寸结构柱的大当量抗爆试验装置，且爆坑不易损坏，爆坑可以重复使用。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种结构柱抗爆试验装置，包括用于将结构柱放置其中的钢筋混凝土爆坑，还包括设置在爆坑内的自平衡反力架，所述自平衡反力架包括上端板、下端板和左拉杆和右拉杆，所述上端板和下端板分别置于结构柱上端和结构柱下端，所述左拉杆和右拉杆分别置于结构柱的左侧和右侧，所述左拉杆和右拉杆的上、下两端分别与上端板和下端板固定连接，在所述上端板与结构柱上端之间还设有弹性部件，所述弹性部件一端与上端板接触，另一端与结构柱上端接触。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：

结构柱支撑采用自平衡系统，横向力不传给爆坑，大大增强了爆坑使用的耐久性，适用于大尺寸结构柱的大当量抗爆试验，且爆坑不易损坏，可以重复使用，降低试验成本。

其改进方案采用高压气动气缸活塞机构作为施加轴向力的元件，实现了结构柱大轴压比加载；

其进一步改进方案改进了试件端头支撑系统，可以实现理想的简支和固支工况，方便了试验数据分析处理；

本装置采用先安装调试仪器再安装固定试件的操作方式，方便了试验操作。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型结构柱抗爆试验装置的外形图。

图2为本实用新型结构柱抗爆试验装置爆坑内部件的结构示意图。

图3为本实用新型结构柱抗爆试验装置爆坑内部件的侧视图(自平衡反力架未视出)。

图4为图3中端头支撑系统的局部放大图。

图5为采用本实用新型装置测得的典型压力曲线图。

图6为采用本实用新型装置测得的典型位移曲线图。

图7为采用本实用新型装置测得的典型应变曲线图。

图中，10 结构柱，11 结构柱上端，12 结构柱下端，20 爆坑，30 自平衡反力架，31 上端板31，32 下端板，33 左拉杆，34 右拉杆，40 弹性部件(气缸活塞机构)，50 端头支撑系统，51 球铰，521 下钢垫板，531 下圆钢棒，541 下支撑钢板，522 上钢垫板，532 上圆钢棒，542 上支撑钢板，55 抗拉钢棒，56 螺母，80 传感器支架，81 位移传感器，82 压力传感器，83 预埋钢构件，固定螺栓84。

具体实施方式