钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统及测试方法

本发明涉及混凝土结构动态响应测试，尤其涉及钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统及测试方法。

背景技术：

1、钢筋混凝土结构因其优异的力学性能被广泛用于民用建筑、军事工程和核防护工程等方面。而爆炸载荷由于具有能量高、作用时间短、毁伤效果严重的特点，其对钢筋混凝土结构的毁伤越来越受到工程设计人员的重视。

2、钢筋混凝土梁是建筑结构的重要组成部分，当爆炸发生后钢筋混凝土梁由于受到整体或局部破坏而出现承载力及刚度的明显下降，从而影响其正常使用，最终造成建筑物连续倒塌现象。有鉴于此，不得不强调钢筋混凝土梁抗爆设计的必要性。但是在此之前，需要对爆炸载荷作用下钢筋混凝土梁的动态响应和毁伤模式有着清楚的了解。

3、目前为止，国内外关于爆炸载荷作用下钢筋混凝土梁的动态响应研究已经取得了很丰富的成果，并且提出了很多经验公式，并总结出了很多技术手册。但是这些丰富的成果更多是基于远距离爆炸，而关于近距离爆炸载荷对钢筋混凝土结构的毁伤研究内容较少，缺乏相关的经验公式。此外，近距离爆炸载荷在结构上的分布和远距离爆炸载荷在结构上的分布相差很大，而且近距离爆炸载荷的测试手段也十分有限，无法基于现有的经验公式或技术手册去评估近距离爆炸载荷作用下钢筋混凝土结构。因此，对近距离爆炸载荷作用下钢筋混凝土结构的动态响应和毁伤模式的研究是十分必要的。

技术实现思路

1、鉴于上述分析，本发明旨在提供钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统及测试方法，以解决现有的试验系统无法系统和全面地测试近距离爆炸时钢筋混凝土梁的动态响应和毁伤模式的问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统，包括基座、上铰支座和下铰支座，所述基座用于固定上铰支座、下铰支座和被测试的钢筋混凝土梁，所述上铰支座和下铰支座分别位于钢筋混凝土梁的上方和下方，所述下铰支座下方设有测力传感器。

4、进一步地，所述基座包括底座和固定架，所述固定架与底座可拆卸地连接。

5、进一步地，所述上铰支座包括第一压板、第一滚轴和第一铰支座垫板，所述第一滚轴为圆柱体，位于所述第一压板和第一铰支座垫板之间，所述第一压板和第一铰支座垫板都设有第一弧形凹槽。

6、进一步地，所述上铰支座安装在钢筋混凝土梁的两端的上方，所述第一压板通过垫块与所述固定架连接。

7、进一步地，所述下铰支座包括第二压板、第二滚轴和第二铰支座垫板，所述第二滚轴为圆柱体，位于第二压板和第二铰支座垫板之间，所述第二压板和第二铰支座垫板设有第二弧形凹槽。

8、进一步地，还包括动态测力装置，所述动态测力装置包括测力传感器、第三压板和底板，所述测力传感器通过内六角螺栓固定在第三压板和底板之间，所述第二铰支座垫板与第三压板面面接触。

9、进一步地，所述底板上设有导柱，所述导柱与所述底板固定连接，所述第二铰支座垫板上的相应位置设有导孔，所述导柱穿过所述导孔连接所述底板和所述第二铰支座垫板。

10、进一步地，还包括反射超压传感器，所述反射超压传感器通过固定装置固定在钢筋混凝土梁上。

11、进一步地，还包括挠度测试装置，所述挠度测试装置由拉线位移传感器和支架组成，所述拉线位移传感器的拉线和钢筋混凝土梁中预先埋好的环扣通过铁丝或者螺栓连接。

12、钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试方法，使用上述技术方案所述的钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验系统，其特征在于，包括以下步骤：

13、步骤1：安装并固定实验系统；

14、步骤2：安装反射超压传感器和挠度测试装置；

15、步骤3：正式实验。

16、本发明至少可实现如下有益效果之一：

17、(1)本发明的钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统及测试方法，，可以完整地记录近距离爆炸载荷作用下钢筋混凝土梁的动态响应过程(挠度、反力、应变等)，同时可以得到近距离爆炸时混凝土梁不同位置的反射超压分布，为研究钢筋混凝土梁近距离抗爆机理研究提供思路和参考。

18、(2)本发明采用铰支结构和测力传感器结合的方式，实现了近距离爆炸载荷作用下钢筋混凝土梁的动态反力测试，并有效消除了爆炸作用下混凝土梁的剪切毁伤，为研究梁的弯曲提供了方便。

19、(3)本发明的测试系统及测试方法可得到被测试的钢筋混凝土梁不同位置的冲击波压力测试信号，防止由于炸药摆放不均匀、爆炸产物干扰、地面不平整等多种环境原因产生的不同位置的冲击波压力测试信号不同而产生的测量误差。

20、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统，其特征在于，包括基座(1)、上铰支座(2)和下铰支座(3)，所述基座(1)用于固定上铰支座(2)、下铰支座(3)和被测试的钢筋混凝土梁(100)，所述上铰支座(2)和下铰支座(3)分别位于钢筋混凝土梁(100)的上方和下方，所述下铰支座(3)下方设有测力传感器(42)。

2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统，其特征在于，所述上铰支座(2)包括第一压板(21)、第一滚轴(22)和第一铰支座垫板(23)，所述第一滚轴(22)位于所述第一压板(21)和第一铰支座垫板(23)之间。

3.根据权利要求2所述的钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统，其特征在于，所述第一压板(21)和第一铰支座垫板(23)都设有与所述第一滚轴(22)配合的第一弧形凹槽。

4.根据权利要求3所述的钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统，其特征在于，所述上铰支座(2)安装在钢筋混凝土梁(100)的两端的上方，所述第一压板(21)通过垫块(9)与所述基座(1)连接。

5.根据权利要求1所述的钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统，其特征在于，所述下铰支座(3)包括第二压板(31)、第二滚轴(32)和第二铰支座垫板(33)，所述第二滚轴(32)位于第二压板(31)和第二铰支座垫板(33)之间。

6.根据权利要求5所述的钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统，其特征在于，所述第二压板(31)和第二铰支座垫板(33)均设有与所述第二滚轴(32)配合的第二弧形凹槽。

7.根据权利要求6所述的钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统，其特征在于，还包括动态测力装置(4)，所述动态测力装置(4)包括测力传感器(42)、第三压板(41)和底板(43)，所述测力传感器(42)通过内六角螺栓(44)固定在第三压板(41)和底板(43)之间。

8.根据权利要求7所述的钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统，其特征在于，所述底板(43)上设有导柱，所述导柱与所述底板(43)固定连接，所述第二铰支座垫板(33)上设有与所述导柱连接的导孔。

9.根据权利要求1所述的钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统，其特征在于，还包括反射超压传感器(7)，所述反射超压传感器(7)通过固定装置(6)固定在钢筋混凝土梁(100)上。

10.钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试方法，使用权利要求1-9所述的钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验系统，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统及测试方法，属于混凝土结构动态响应测试技术领域，解决了现有的试验系统无法系统和全面地测试近距离爆炸时钢筋混凝土梁的动态响应和毁伤模式的问题。本发明的钢筋混凝土梁近距离爆炸动态实验测试系统，包括基座、上铰支座和下铰支座，所述基座用于固定上铰支座、下铰支座和被测试的钢筋混凝土梁，所述上铰支座和下铰支座分别位于钢筋混凝土梁的上方和下方，所述下铰支座下方设有测力传感器。本发明采用铰支结构和测力传感器结合的方式，实现了近距离爆炸载荷作用下钢筋混凝土梁的动态反力测试，并有效消除了爆炸作用下混凝土梁的剪切毁伤，为研究梁的弯曲提供了方便。

技术研发人员：刘彦,许迎亮,黄风雷,闫俊伯,白帆
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11