(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211076300.9 (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 中铁四局集团建 筑工程有限公司 地址 230031 安徽省合肥市蜀山区南 二环 路西段(金寨南路西) 申请人 中国铁路广州局集团有限公司站房 建设指挥部 (72)发明人 盛旭东　贡宏要　严升友　王玮　 贡力　靳春玲　杨华中　贾治元　 (74)专利代理 机构 南京华鑫君辉专利代理有限 公司 3254 4 专利代理师 梅小林 (51)Int.Cl. G01N 3/18(2006.01) G01N 3/06(2006.01)G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种用于检测高温下建筑钢结构应力应变 的装置及方法 (57)摘要 本发明提供一种用于检测高温下建筑钢结 构应力应变的装置及方法， 包括高温烘箱腔内上 下两端设有用于固定钢结构试验件的上夹头和 下夹头， 高温烘箱腔内侧壁设有电加热器和轨道 槽， 轨道槽上滑动设有导向板， 导向板套设于上 夹头上； 电动缸固定设于高温烘箱上端， 高温烘 箱上端设有用于固定电动缸的保持架， 电动缸的 推杆穿过保持架连接有推板， 推板两端对称设有 依次穿过保持架和 高温烘箱并与导向板连接的 导柱； 本发明可以在模拟一定的承载能力下， 以 不同温度下模拟钢结构的抗变形程度， 并以实时 动态变化将钢结构应力应变直观显示， 便于操作 和管理。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115406772 A 2022.11.29 CN 115406772 A 1.一种用于检测高温下建筑钢结构应力应 变的装置， 其特 征在于， 包括： 高温烘箱(1)， 所述高温烘箱(1)腔内上下两端设有用于固定钢结构试验件的上夹头 (2)和下夹头(3)， 所述高温烘箱(1)腔内侧壁设有电加热器(15)和轨道槽(4)， 所述轨道槽 (4)上滑动设有导向板(5)， 所述 导向板(5)套设于所述上夹 头(2)上； 电动缸(6)， 所述电动缸(6)固定设于高温烘箱(1)上端， 所述高温烘箱(1)上端设有用 于固定所述电动缸(6)的保持架(7)， 所述电动缸(6)的推杆穿过所述保持架(7)连接有推板 (8)， 所述推板(8)两端对称设有依次穿过所述保持架(7)和高温烘箱(1)并与所述导向板 (5)连接的导柱(9)； 数据采集模块， 所述数据采集单元包括设套设于所述电动缸(6)的推杆上的拉力传感 器(12)， 以及设于所述高温烘 箱(1)侧壁的温度传感器(10)和超声 波传感器(1 1)； 控制装置(13)， 所述控制装置(13)设于所述 高温烘箱(1)一侧， 用于根据所述拉力传感 器(12)的反馈驱动所述电动缸(6)对钢结构试验件进行拉伸， 以及用于根据所述温度传感 器(10)的反馈驱动所述电加热器(15)对所述钢结构试验 件进行加热； 及无线模块， 所述控制装置(13)通过无线模块与控制终端无线通信， 所述无线模块用 于根据采集模块收集的温度信息、 拉力信息和所述钢结构试验件的应力变化信息向控制终 端反馈。 2.根据权利要求1所述的用于检测高温下建筑钢结构应力应变的装置， 其特征在于， 所 述控制终端包括设于控制装置(13)上的用户界面(14)， 用于接受用户通过所述用户界面 (14)所显示的对控制装置(13)预设的拉力值和温度值， 还能够对 所述用户界面(14)进行操 作修改所述控制装置(13)预设的拉力值和温度值； 以及实时显示所述钢结构试验 件在预设的拉力值和温度值下发生的应力变化。 3.根据权利要求1所述的用于检测高温下建筑钢结构应力应变的装置， 其特征在于， 所 述上夹头(2)和下夹头(3)均由夹头(17)、 以及分别套设在夹头(17)两端的夹座(16)和锁紧 螺母(18)组装而成； 采用螺纹旋转的方式使所述锁紧螺母(18)与夹座(16)连接， 在 所述锁紧螺母(18)加载 力的作用下 所述夹头(17)内径变小或变大， 从而对所述钢结构试验 件进行装卸。 4.根据权利要求1所述的用于检测高温下建筑钢结构应力应变的装置， 其特征在于， 所 述高温烘 箱(1)包括由箱体和转动连接 于所述箱体的箱门组装而成。 5.根据权利要求1所述的用于检测高温下建筑钢结构应力应变的装置， 其特征在于， 所 述电加热器(15)为电磁加热、 电阻加热或红外线加热的其中一种加热 方式。 6.根据权利要求1所述的用于检测高温下建筑钢结构应力应变的装置， 其特征在于， 驱 动所述电动缸(6)， 依靠液压作动缸的往复运动的原理对所述推板(8)施加载荷， 所述导柱 (9)在推板(8)作用下对所述导向板(5)施加载荷， 所述上夹头(2)在导向板(5)的作用下沿 着轨道槽(4)的直线方向对所述钢结构试验 件进行拉伸。 7.一种如权利要求2 ‑4中任一权利要求所述的用于检测高温下建筑钢结构应力 应变的 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1： 检测试验开始前， 将所述钢结构试验件放入高温烘箱(1)腔内， 所述钢结构试 验件两端均通过锁紧所述锁紧螺母(18)使其快速固定， 关闭所述箱门； 步骤S2： 开始检测试验， 通过所述用户界面(14)预设的拉力值和温度值， 首先， 所述控权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115406772 A 2制装置(13)驱动所述电动缸(6)对所述钢结构试验件进行拉伸， 当所述拉力传感器(12)反 馈的拉力变化信息达到预设的拉力值时， 保持电动缸(6)功率一直不变； 其次， 所述控制装 置(13)驱动所述电加热器(15)对 所述钢结构试验件进 行加热， 当所述 温度传感器(10)的反 馈的温度变化信息 达到预设的温度值时， 恒温20分钟， 即允许 所述钢结构试验 件自由膨胀； 步骤S3： 检测试验加载， 通过所述用户界面(14)实时显示所述钢结构试验件在预设的 拉力值和温度值下发生的应力变化， 判断是否进行检测试验； 当所述钢结构试验件断裂， 则终止试验， 当所述钢结构试验件应力应变的速率保持在 0.3％/min， 则对 所述用户界面(14)进行操作修改所述控制装置(13)预设的温度值， 继续 驱 动所述电加热器(15)对 所述钢结构试验件进 行加热， 当所述温度传感器(10)的反馈的温度 变化信息 达到修改预设的温度值时， 恒温20分钟， 直至所述钢结构试验 件断裂， 终止试验； 步骤S4： 检测试验采集与反馈， 通过所述超声波传感器(11)的数据采集， 既可通过所述 用户界面(14)得到所述钢结构试验件在整个检测试验过程中应力应变的实时动态变化情 况。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115406772 A 3