本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域,具體涉及用于空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)火災(zāi)下性能研究的空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)火災(zāi)行為實(shí)驗(yàn)裝置及方法。
背景技術(shù):
空間結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的造型效果被廣泛的應(yīng)用在體育場(chǎng)館、文化場(chǎng)館等公共建筑中。節(jié)點(diǎn)作為實(shí)現(xiàn)造型表達(dá)的載體,重要性可見(jiàn)一斑。
當(dāng)前,多起火災(zāi)誘發(fā)的建筑結(jié)構(gòu)倒塌事故給人民群眾生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大損失?;馂?zāi)事故對(duì)應(yīng)用空間結(jié)構(gòu)的公共建筑也未幸免。且此類(lèi)建筑具有使用功能豐富、內(nèi)部?jī)艨蛰^高、屋蓋造型新穎等特點(diǎn),凸顯了火災(zāi)荷載規(guī)模不確定、結(jié)構(gòu)構(gòu)件空間位置高差大、節(jié)點(diǎn)樣式、構(gòu)成材料種類(lèi)多及所受荷載差異等情況。對(duì)結(jié)合可能發(fā)生的火災(zāi),開(kāi)展節(jié)點(diǎn)在火災(zāi)環(huán)境下的行為研究,進(jìn)而開(kāi)展空間結(jié)構(gòu)的整體安全性分析提出了挑戰(zhàn)。
現(xiàn)有的技術(shù)中,1、節(jié)點(diǎn)的行為研究多聚焦于常溫力學(xué)性能,已基于相同的研究目的,不同的節(jié)點(diǎn)樣式開(kāi)發(fā)了多種常溫實(shí)驗(yàn)裝置,測(cè)試獲得了節(jié)點(diǎn)受彎狀態(tài)的彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系、軸向拉壓狀態(tài)的力-位移關(guān)系等數(shù)據(jù),用于常溫下的空間結(jié)構(gòu)整體安全性分析;
2、受實(shí)驗(yàn)條件、經(jīng)濟(jì)因素限制,足尺寸及縮尺寸的空間結(jié)構(gòu)的火災(zāi)下坍塌實(shí)驗(yàn)罕有進(jìn)行??臻g結(jié)構(gòu)的火災(zāi)下整體安全性分析通常采用有限元數(shù)值計(jì)算的方法,即通過(guò)建立特定空間結(jié)構(gòu)的煙氣分析有限元模型,設(shè)置火災(zāi)場(chǎng)景,計(jì)算并獲得空間中不同節(jié)點(diǎn)周?chē)鸁煔獾臅r(shí)間-溫度關(guān)系,進(jìn)而通過(guò)簡(jiǎn)化計(jì)算方法獲得節(jié)點(diǎn)表面的時(shí)間-溫度關(guān)系,用于整體結(jié)構(gòu)分析。有限元模型的精度、內(nèi)置算法的可靠性,簡(jiǎn)化計(jì)算帶來(lái)的誤差都將影響整體安全性分析的精確,且缺乏實(shí)驗(yàn)佐證;
3、現(xiàn)有梁、板、柱、墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的火災(zāi)實(shí)驗(yàn)主要在火災(zāi)實(shí)驗(yàn)爐內(nèi)進(jìn)行,需滿足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016)規(guī)定的耐火極限和《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》(GB/T 9978)規(guī)定的爐溫環(huán)境、操作方法。上述規(guī)范中未明確不同耐火等級(jí)空間結(jié)構(gòu)建筑中節(jié)點(diǎn)的耐火極限要求,實(shí)驗(yàn)設(shè)備提供的爐溫環(huán)境單一,不能反映不同類(lèi)型建筑內(nèi)可能發(fā)生火災(zāi)的規(guī)模大小,且火災(zāi)實(shí)驗(yàn)爐的規(guī)格尺寸及試件安裝、加載方式未考慮空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)樣式、受力特點(diǎn)。
因此,使用現(xiàn)有的技術(shù)方法無(wú)法考慮空間結(jié)構(gòu)建筑中的不同火災(zāi)荷載規(guī)模、節(jié)點(diǎn)所處的高度位置、節(jié)點(diǎn)的樣式、構(gòu)成材料及所受荷載差異的影響對(duì)節(jié)點(diǎn)開(kāi)展火災(zāi)環(huán)境下的行為研究,進(jìn)而兼顧火災(zāi)因素對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)防火保護(hù)措施的有效性、對(duì)保護(hù)節(jié)點(diǎn)的消防設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化布置,同時(shí)無(wú)法獲得直接的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入有限元軟件進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)整體安全性分析。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的狀況,本發(fā)明提供了一種空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)火災(zāi)行為實(shí)驗(yàn)裝置及方法,克服了現(xiàn)有技術(shù)中不能對(duì)空間結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)開(kāi)展火災(zāi)行為研究的不足,能夠根據(jù)需要開(kāi)展不同火源類(lèi)型、火災(zāi)規(guī)模,處于空間中不同高度位置,不同節(jié)點(diǎn)樣式、構(gòu)成材料及所受荷載的節(jié)點(diǎn)構(gòu)件火災(zāi)行為研究。
獲得的節(jié)點(diǎn)溫度、位移數(shù)據(jù)可用于空間結(jié)構(gòu)建筑中不同部位節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)并驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)采取的防火保護(hù)措施、對(duì)保護(hù)節(jié)點(diǎn)的消防設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化布置,還可輸入有限元軟件用于火災(zāi)下空間結(jié)構(gòu)的整體安全性分析,進(jìn)而評(píng)估潛在火災(zāi)下空間結(jié)構(gòu)的整體坍塌破壞風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的,所采用的技術(shù)方案是:一種空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)火災(zāi)行為實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:包括提升裝置Ⅰ、提升裝置Ⅱ、加載裝置、火源裝置、煙氣圍護(hù)裝置、滑車(chē)、滑道;
所述提升裝置Ⅰ包括立柱、滑輪Ⅰ、提升索Ⅰ;所述立柱上間隔設(shè)有數(shù)個(gè)銷(xiāo)孔Ⅰ,立柱頂端固接一個(gè)滑輪Ⅰ,立柱外側(cè)底端固定有索把Ⅰ;
所述提升裝置Ⅱ包括提升架、滑輪Ⅱ、提升索Ⅱ、安全滑道、插銷(xiāo)Ⅱ、安全插銷(xiāo)、升降套頭、水平梁、斜撐梁、外圈梁、內(nèi)圈梁、圈連梁、吊耳Ⅰ;
四個(gè)所述升降套頭之間分別固定一根水平梁,四根斜撐梁的一端分別與四個(gè)升降套頭固定,另一端分別固定于外圈梁的外側(cè)面,每個(gè)升降套頭的上表面固定有一個(gè)吊耳Ⅰ;
數(shù)根圈連梁的一端間隔的固定于外圈梁內(nèi)側(cè)面,另一端間隔的固定于內(nèi)圈梁的外側(cè)面,外圈梁與內(nèi)圈梁幾何對(duì)中且處于同一水平面;
四個(gè)升降套頭、四根水平梁、四根斜撐梁、外圈梁、數(shù)根圈連梁、內(nèi)圈梁互相接連共同構(gòu)成一個(gè)錐臺(tái)形框架結(jié)構(gòu)的提升架;
在外圈梁上表面間隔的固定三個(gè)滑輪Ⅱ,三根安全滑道垂直的固定在外圈梁下表面,每根安全滑道的豎直中心線與對(duì)應(yīng)的每個(gè)滑輪Ⅱ的豎直中心線重合;
安全滑道的外側(cè)底端設(shè)有索把Ⅱ,在安全滑道的內(nèi)側(cè)底端設(shè)有一個(gè)安全銷(xiāo)孔,在安全銷(xiāo)孔以上部分的安全滑道間隔設(shè)有數(shù)個(gè)貫通銷(xiāo)孔Ⅱ;
所述加載裝置包括H截面環(huán)梁、支座、懸托架,對(duì)六根H截面型鋼兩端分別進(jìn)行切削,開(kāi)口向上水平放置,每?jī)筛鵋截面型鋼夾角120°,焊接組成H截面環(huán)梁,環(huán)梁向上連通的開(kāi)口為閉環(huán)式配重槽,三個(gè)滑道槽間隔的設(shè)置于六根H截面型鋼連接處的外側(cè)角部,每個(gè)滑道槽內(nèi)壁上設(shè)有一個(gè)銷(xiāo)孔Ⅲ,三個(gè)吊耳Ⅱ的一端分別固定于滑道槽內(nèi)壁的上端,另一端分別固定于H截面型鋼連接處的內(nèi)側(cè)上端,每個(gè)H截面型鋼的內(nèi)側(cè)面分別設(shè)有一套支座;
四根所述立柱底端固定于地面,所述提升裝置Ⅱ四個(gè)升降套頭分別套裝在四根立柱的柱身上,四根提升索Ⅰ的一端分別與所述提升裝置Ⅱ上的四個(gè)吊耳Ⅰ連接,另一端分別穿過(guò)四個(gè)滑輪Ⅰ系在每根立柱外側(cè)的索把Ⅰ上,同時(shí)調(diào)整四根提升索Ⅰ的長(zhǎng)度,升降套頭在四根立柱的柱身上可上下移動(dòng),四個(gè)插銷(xiāo)Ⅰ分別插入升降套頭下方設(shè)置于立柱上鄰近的銷(xiāo)孔Ⅰ內(nèi),將提升裝置Ⅱ固定在一定高度;
所述加載裝置設(shè)置在提升裝置Ⅱ內(nèi)部,提升裝置Ⅱ的三根安全滑道對(duì)應(yīng)插入加載裝置上的三個(gè)滑道槽中,三根提升索Ⅱ的一端分別與加載裝置上的吊耳Ⅱ連接,另一端分別穿過(guò)滑輪Ⅱ系在每根安全滑道外側(cè)底端的索把Ⅱ上,同時(shí)調(diào)整數(shù)根提升索Ⅱ的長(zhǎng)度,加載裝置在三根輔助滑道上可上下移動(dòng),三個(gè)插銷(xiāo)Ⅱ分別穿過(guò)三根輔助滑道上處于相同高度的三個(gè)銷(xiāo)孔Ⅱ,并插入所述加載裝置上的三個(gè)銷(xiāo)孔Ⅲ內(nèi),將加載裝置固定在一定高度,三個(gè)安全插銷(xiāo)分別插入三根輔助滑道的三個(gè)安全銷(xiāo)孔內(nèi),防止加載裝置的滑落;
在煙氣圍護(hù)裝置上設(shè)置六對(duì)穿鏈孔,煙氣圍護(hù)裝置設(shè)置在H截面環(huán)梁上,六個(gè)所述懸托架的每對(duì)懸鏈上端分別穿過(guò)煙氣圍護(hù)裝置上的六對(duì)穿鏈孔固定在內(nèi)圈梁上;六對(duì)懸鏈下段處于煙氣圍護(hù)裝置下方空間;
所述滑道設(shè)置在地面上,所述滑車(chē)設(shè)置在滑道上,所述火源裝置設(shè)置在滑車(chē)上,火源裝置置于加載裝置的下方。
一種空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)火災(zāi)行為實(shí)驗(yàn)方法,其特征在于:火災(zāi)下節(jié)點(diǎn)力學(xué)行為實(shí)驗(yàn)步驟如下:
第一步、板式節(jié)點(diǎn)試件配支座公頭Ⅰ,或焊接球節(jié)點(diǎn)試件配支座公頭Ⅱ,
將板式節(jié)點(diǎn)試件的六個(gè)工字型梁自由端分別插入六個(gè)支座公頭Ⅰ中,支座公頭Ⅰ的兩片試件板Ⅰ的試件栓孔分別與工字型梁上下翼緣的孔對(duì)正,插入腋槽Ⅱ中的工字型梁腹板的孔分別與兩片試件板Ⅱ的試件栓孔對(duì)正,通過(guò)螺栓將六個(gè)支座公頭Ⅰ分別固定在板式節(jié)點(diǎn)試件的六個(gè)工字型梁自由端上,或?qū)⒑附忧蚬?jié)點(diǎn)試件的六個(gè)圓鋼管自由端分別插入六個(gè)支座公頭Ⅱ的環(huán)形淺槽中并焊接固定;
第二步、實(shí)驗(yàn)裝置準(zhǔn)備,將四個(gè)插銷(xiāo)Ⅰ分別從所在的銷(xiāo)孔Ⅰ中拔出,將提升索Ⅰ從立柱的索把Ⅰ上解開(kāi),同步緩慢放松數(shù)根提升索Ⅰ,將提升裝置Ⅱ高度緩慢降至數(shù)個(gè)安全滑道底端接觸地面的位置,將數(shù)個(gè)安全插銷(xiāo)分別從數(shù)個(gè)安全銷(xiāo)孔中拔出,將數(shù)個(gè)插銷(xiāo)Ⅱ分別從數(shù)個(gè)銷(xiāo)孔Ⅲ和銷(xiāo)孔Ⅱ中拔出,將提升索Ⅱ從安全滑道的索把Ⅱ上解開(kāi),同步緩慢放松數(shù)根提升索Ⅱ,將加載裝置高度緩慢降至接觸地面的位置;
第三步、實(shí)驗(yàn)試件安裝,支座母頭與支座公頭連接,將與板式節(jié)點(diǎn)試件連接的六個(gè)支座公頭Ⅰ的凸起板Ⅰ,分別插入加載裝置六個(gè)H截面型鋼上分別固定的支座母頭兩片倒角板間的腋槽Ⅰ中,凸起板Ⅰ的單銷(xiāo)孔Ⅰ、單銷(xiāo)孔Ⅱ、單銷(xiāo)孔Ⅲ與兩片倒角板的雙銷(xiāo)孔Ⅰ、雙銷(xiāo)孔Ⅱ、雙銷(xiāo)孔Ⅲ對(duì)正,并分別通過(guò)三個(gè)支座插銷(xiāo)將六個(gè)支座公頭Ⅰ固定在六個(gè)支座母頭上,實(shí)現(xiàn)板式節(jié)點(diǎn)試件的固接邊界條件模擬,或分別用一個(gè)支座插銷(xiāo)插入單銷(xiāo)孔Ⅱ、雙銷(xiāo)孔Ⅱ中,將六個(gè)支座公頭Ⅰ固定在六個(gè)支座母頭上,實(shí)現(xiàn)板式節(jié)點(diǎn)試件的鉸接邊界條件模擬,或?qū)⑴c焊接球節(jié)點(diǎn)試件連接的六個(gè)支座公頭Ⅱ的凸起板Ⅱ分別插入加載裝置六個(gè)H截面型鋼上分別固定的支座母頭兩片倒角板間的腋槽Ⅰ中,凸起板Ⅱ的單銷(xiāo)孔Ⅳ、單銷(xiāo)孔Ⅴ、單銷(xiāo)孔Ⅵ分別與雙銷(xiāo)孔Ⅰ、雙銷(xiāo)孔Ⅱ、雙銷(xiāo)孔Ⅲ對(duì)正,并分別通過(guò)三個(gè)支座插銷(xiāo)將六個(gè)支座公頭Ⅱ固定在六個(gè)支座母頭上,實(shí)現(xiàn)焊接球節(jié)點(diǎn)試件的固接邊界條件模擬,或分別用一個(gè)支座插銷(xiāo)插入單銷(xiāo)孔Ⅴ、雙銷(xiāo)孔Ⅱ中,將六個(gè)支座公頭Ⅱ固定在六個(gè)支座母頭上,實(shí)現(xiàn)焊接球節(jié)點(diǎn)試件的鉸接邊界條件模擬;
第四步、配置荷載,初步提升實(shí)驗(yàn)試件,
將砝碼均勻的放置于加載裝置H截面環(huán)梁上的配重槽中,同步緩慢提升數(shù)根提升索Ⅱ,將H截面環(huán)梁的高度升至實(shí)驗(yàn)方案指定位置,將數(shù)個(gè)插銷(xiāo)Ⅱ分別穿過(guò)處于相同高度的三個(gè)銷(xiāo)孔Ⅱ并插入三個(gè)銷(xiāo)孔Ⅲ內(nèi),將數(shù)根提升索Ⅱ的自由端分別系在輔助滑道的索把Ⅱ上,將三個(gè)安全插銷(xiāo)分別插入三個(gè)安全銷(xiāo)孔內(nèi);
第五步、安裝測(cè)試儀器、懸托架、煙氣圍護(hù)裝置,
按照實(shí)驗(yàn)方案確定的測(cè)點(diǎn)布置位置,在板式節(jié)點(diǎn)試件或焊接球節(jié)點(diǎn)試件上設(shè)置溫度采集器和位移采集器,溫度采集器和位移采集器與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置用導(dǎo)線連接;
將六對(duì)懸鏈下端轉(zhuǎn)軸上固定的平墊塊分別托住六根工字型梁的底面,或六對(duì)懸鏈下端轉(zhuǎn)軸上固定的弧面墊塊分別托住六根圓鋼管的底面,將煙氣圍護(hù)裝置設(shè)置在H截面環(huán)梁上,將六個(gè)懸托架的每對(duì)懸鏈上端分別穿過(guò)煙氣圍護(hù)裝置上的六對(duì)穿鏈孔連接在內(nèi)圈梁下表面;
第六步、實(shí)驗(yàn)試件就位,
同步緩慢提升數(shù)根提升索Ⅰ,將提升裝置Ⅱ的高度升至實(shí)驗(yàn)方案指定位置,將四個(gè)插銷(xiāo)Ⅰ分別插入升降套頭下方鄰近的立柱上的銷(xiāo)孔Ⅰ內(nèi),將數(shù)根提升索Ⅰ的自由端分別系在立柱的索把Ⅰ上;
第七步、火源裝置預(yù)備,
沿著滑道拖動(dòng)滑車(chē),使火源裝置位于板式節(jié)點(diǎn)試件或焊接球節(jié)點(diǎn)試件的幾何中心點(diǎn)正下方,在按照實(shí)驗(yàn)方案準(zhǔn)備的木垛底部插入數(shù)根浸油木條,數(shù)根浸油木條的外露端連接點(diǎn)火引信,將電子磅秤與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置用導(dǎo)線連接;
第八步、施加荷載,啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀器,
將插銷(xiāo)Ⅱ分別從銷(xiāo)孔Ⅲ和銷(xiāo)孔Ⅱ中緩慢同步拔出,將提升索Ⅱ從立輔助滑道的索把Ⅱ上緩慢同步解開(kāi),啟動(dòng)電子磅秤,啟動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置,觀察溫度測(cè)點(diǎn)、位移測(cè)點(diǎn)以及電子磅秤示數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變化情況;
第九步、點(diǎn)火,開(kāi)始實(shí)驗(yàn),
將數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置數(shù)據(jù)重置并開(kāi)始監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ),同時(shí)引燃點(diǎn)火引信;
第十步、實(shí)驗(yàn)結(jié)束,按照實(shí)驗(yàn)方案確定的實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)控制因素,在實(shí)驗(yàn)即將結(jié)束時(shí),撲滅木垛剩余灰燼,實(shí)驗(yàn)結(jié)束,按照實(shí)驗(yàn)方案,待板式節(jié)點(diǎn)試件或焊接球節(jié)點(diǎn)試件測(cè)點(diǎn)溫度下降到指定數(shù)值后,數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置存儲(chǔ)每個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)、位移測(cè)點(diǎn)及電子磅秤示數(shù)隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù),關(guān)閉數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置,實(shí)驗(yàn)完成;
火災(zāi)下節(jié)點(diǎn)溫升行為實(shí)驗(yàn)步驟如下:
第一步~第三步同上述火災(zāi)下節(jié)點(diǎn)力學(xué)行為實(shí)驗(yàn)步驟的第一步~第三步;
第四步、初步提升實(shí)驗(yàn)試件,
同步緩慢提升數(shù)根提升索Ⅱ,將H截面環(huán)梁的高度升至實(shí)驗(yàn)方案指定位置,將數(shù)個(gè)插銷(xiāo)Ⅱ分別穿過(guò)處于相同高度的三個(gè)銷(xiāo)孔Ⅱ并插入三個(gè)銷(xiāo)孔Ⅲ內(nèi),將數(shù)根提升索Ⅱ的自由端分別系在輔助滑道的索把Ⅱ上,將三個(gè)安全插銷(xiāo)分別插入三個(gè)安全銷(xiāo)孔內(nèi);
第五步、安裝測(cè)試儀器、煙氣圍護(hù)裝置,
按照實(shí)驗(yàn)方案確定的測(cè)點(diǎn)布置位置,在板式節(jié)點(diǎn)試件或焊接球節(jié)點(diǎn)試件上設(shè)置溫度采集器,溫度采集器與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置用導(dǎo)線連接;
將煙氣圍護(hù)裝置設(shè)置在H截面環(huán)梁上,將煙氣圍護(hù)裝置上的六對(duì)穿鏈孔封堵;
第六步~第七步同上述火災(zāi)下節(jié)點(diǎn)力學(xué)行為實(shí)驗(yàn)步驟的第六步~第七步;
第八步、啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀器,
啟動(dòng)電子磅秤,啟動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置,觀察溫度測(cè)點(diǎn)以及電子磅秤示數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變化情況;
第九步~第十步同上述火災(zāi)下節(jié)點(diǎn)力學(xué)行為實(shí)驗(yàn)步驟的第九步~第十步。
本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組成部分設(shè)置靈活、整體安全性高、實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便、重復(fù)利用性好、對(duì)節(jié)點(diǎn)試件適用性強(qiáng)、獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)豐富等特點(diǎn)。
使用方法邏輯性強(qiáng),合理體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案要求的同時(shí),著重提高操作過(guò)程安全性。
通過(guò)提升裝置Ⅰ中高度足夠的立柱、滑輪Ⅰ、提升索Ⅰ的設(shè)計(jì),可在較大范圍內(nèi)調(diào)整節(jié)點(diǎn)試件與火源裝置間的垂直距離。
通過(guò)較大間距的銷(xiāo)孔Ⅰ配插銷(xiāo)Ⅰ設(shè)計(jì),為實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中節(jié)點(diǎn)試件及提升裝置Ⅱ提供了額外安全保障。
通過(guò)提升裝置Ⅱ中滑輪Ⅱ、提升索Ⅱ的設(shè)計(jì),可更加精確的調(diào)整節(jié)點(diǎn)試件與火源裝置間的垂直距離。
通過(guò)較小間距的銷(xiāo)孔Ⅱ配插銷(xiāo)Ⅱ設(shè)計(jì),為提升裝置Ⅱ上升過(guò)程中節(jié)點(diǎn)試件及加載裝置提供了額外安全保障,且為單一研究節(jié)點(diǎn)試件溫升或同時(shí)研究節(jié)點(diǎn)試件溫升與力學(xué)性能提供了硬件條件。
通過(guò)安全滑道配滑道槽、安全銷(xiāo)配安全銷(xiāo)孔的設(shè)計(jì),為實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中節(jié)點(diǎn)試件及加載裝置提供了額外安全保障。
通過(guò)不同樣式的支座公頭、墊塊設(shè)計(jì),滿足不同樣式節(jié)點(diǎn)試件的實(shí)驗(yàn)要求。
通過(guò)使用不同數(shù)量的支座插銷(xiāo)對(duì)支座公頭、支座母頭進(jìn)行連接,可簡(jiǎn)化模擬實(shí)際工程中節(jié)點(diǎn)試件的不同邊界條件。
通過(guò)使用不同類(lèi)型的火源裝置,可對(duì)不同類(lèi)型、規(guī)模、持續(xù)時(shí)長(zhǎng)的火災(zāi)開(kāi)展模擬。
通過(guò)測(cè)點(diǎn)的靈活布置,可獲得節(jié)點(diǎn)試件多個(gè)位置的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用于定量判斷節(jié)點(diǎn)試件在特定受荷條件及火災(zāi)規(guī)模下的耐火時(shí)長(zhǎng),為節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)防火保護(hù)措施的設(shè)計(jì)及驗(yàn)證、節(jié)點(diǎn)周?chē)涝O(shè)施的優(yōu)化布置提供直接依據(jù),還可將獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入有限元軟件用于空間結(jié)構(gòu)的整體安全性分析,進(jìn)而對(duì)潛在火災(zāi)下空間結(jié)構(gòu)的整體坍塌破壞風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析,具有巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明提升裝置Ⅱ的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明火源裝置的結(jié)構(gòu)分解示意圖;
圖5為本發(fā)明煙氣圍護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖;
圖6為本發(fā)明支座的分解示意圖;
圖7為本發(fā)明裝有平墊塊的懸托架示意圖;
圖8為本發(fā)明裝有弧面墊塊的懸托架示意圖;
圖9為本發(fā)明安裝有板式節(jié)點(diǎn)試件的組裝狀態(tài)圖;
圖10為本發(fā)明安裝有焊接球節(jié)點(diǎn)試件的組裝狀態(tài)圖。
具體實(shí)施方式
如圖1至圖8所示,一種空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)火災(zāi)行為實(shí)驗(yàn)裝置,包括提升裝置Ⅰ1、提升裝置Ⅱ2、加載裝置3、火源裝置4、煙氣圍護(hù)裝置5、滑車(chē)6、滑道7。
提升裝置Ⅰ1包括立柱1-1、滑輪Ⅰ1-2、提升索Ⅰ1-3.
立柱1-1上間隔設(shè)有數(shù)個(gè)銷(xiāo)孔Ⅰ1-1-3,立柱1-1頂端固接一個(gè)滑輪Ⅰ1-2,立柱1-1外側(cè)底端固定有索把Ⅰ1-1-1。
提升裝置Ⅱ2包括提升架2-1、滑輪Ⅱ2-2、提升索Ⅱ2-3、安全滑道2-4、插銷(xiāo)Ⅱ2-4-2、安全插銷(xiāo)2-4-4、升降套頭2-1-1、水平梁2-1-2、斜撐梁2-1-3、外圈梁2-1-4、內(nèi)圈梁2-1-5、圈連梁2-1-6、吊耳Ⅰ2-1-7。
四個(gè)升降套頭2-1-1之間分別固定一根水平梁2-1-2,四根斜撐梁2-1-3的一端分別與四個(gè)升降套頭2-1-1固定,另一端分別固定于外圈梁2-1-4的外側(cè)面,每個(gè)升降套頭2-1-1的上表面固定有一個(gè)吊耳Ⅰ2-1-7。
數(shù)根圈連梁2-1-6的一端間隔的固定于外圈梁2-1-4內(nèi)側(cè)面,另一端間隔的固定于內(nèi)圈梁2-1-5的外側(cè)面,外圈梁2-1-4與內(nèi)圈梁2-1-5幾何對(duì)中且處于同一水平面。
四個(gè)升降套頭2-1-1、四根水平梁2-1-2、四根斜撐梁2-1-3、外圈梁2-1-4、數(shù)根圈連梁2-1-6、內(nèi)圈梁2-1-5互相接連共同構(gòu)成一個(gè)錐臺(tái)形框架結(jié)構(gòu)的提升架2-1。
在外圈梁2-1-4上表面間隔的固定三個(gè)滑輪Ⅱ2-2,三根安全滑道2-4垂直的固定在外圈梁2-1-4下表面,每根安全滑道2-4的豎直中心線與對(duì)應(yīng)的每個(gè)滑輪Ⅱ2-2的豎直中心線重合。
安全滑道2-4的外側(cè)底端設(shè)有索把Ⅱ2-4-1,在安全滑道2-4的內(nèi)側(cè)底端設(shè)有一個(gè)安全銷(xiāo)孔2-4-5,在安全銷(xiāo)孔2-4-5以上部分的安全滑道2-4間隔設(shè)有數(shù)個(gè)貫通銷(xiāo)孔Ⅱ2-4-3。
加載裝置3包括H截面環(huán)梁3-1、支座3-2、懸托架3-3,對(duì)六根H截面型鋼3-1-5兩端分別進(jìn)行切削,開(kāi)口向上水平放置,每?jī)筛鵋截面型鋼夾角120°,焊接組成H截面環(huán)梁3-1,環(huán)梁3-1向上連通的開(kāi)口為閉環(huán)式配重槽3-1-1,三個(gè)滑道槽3-1-4間隔的設(shè)置于六根H截面型鋼3-1-5連接處的外側(cè)角部,每個(gè)滑道槽3-1-4內(nèi)壁上設(shè)有一個(gè)銷(xiāo)孔Ⅲ3-1-3,三個(gè)吊耳Ⅱ3-1-2的一端分別固定于滑道槽內(nèi)壁的上端,另一端分別固定于H截面型鋼3-1-5連接處的內(nèi)側(cè)上端,每個(gè)H截面型鋼3-1-5的內(nèi)側(cè)面分別設(shè)有一套支座3-2。
四根立柱1-1底端固定于地面,提升裝置Ⅱ2四個(gè)升降套頭2-1-1分別套裝在四根立柱1-1的柱身上,四根提升索Ⅰ1-3的一端分別與所述提升裝置Ⅱ2上的四個(gè)吊耳Ⅰ2-1-7連接,另一端分別穿過(guò)四個(gè)滑輪Ⅰ1-2系在每根立柱1-1外側(cè)的索把Ⅰ1-1-1上,同時(shí)調(diào)整四根提升索Ⅰ1-3的長(zhǎng)度,升降套頭2-1-1在四根立柱1-1的柱身上可上下移動(dòng),四個(gè)插銷(xiāo)Ⅰ1-1-2分別插入升降套頭2-1-1下方設(shè)置于立柱1-1上鄰近的銷(xiāo)孔Ⅰ1-1-3內(nèi),將提升裝置Ⅱ2固定在一定高度。
加載裝置3設(shè)置在提升裝置Ⅱ2內(nèi)部,提升裝置Ⅱ2的三根安全滑道2-4對(duì)應(yīng)插入加載裝置3上的三個(gè)滑道槽3-1-4中,三根提升索Ⅱ2-3的一端分別與加載裝置3上的吊耳Ⅱ3-1-2連接,另一端分別穿過(guò)滑輪Ⅱ2-2系在每根安全滑道2-4外側(cè)底端的索把Ⅱ2-4-1上,同時(shí)調(diào)整數(shù)根提升索Ⅱ2-3的長(zhǎng)度,加載裝置3在三根輔助滑道2-4上可上下移動(dòng),三個(gè)插銷(xiāo)Ⅱ2-4-2分別穿過(guò)三根輔助滑道2-4上處于相同高度的三個(gè)銷(xiāo)孔Ⅱ2-4-3,并插入所述加載裝置3上的三個(gè)銷(xiāo)孔Ⅲ3-1-3內(nèi),將加載裝置3固定在一定高度,三個(gè)安全插銷(xiāo)2-4-4分別插入三根輔助滑道2-4的三個(gè)安全銷(xiāo)孔2-4-5內(nèi),防止加載裝置3的滑落;
在煙氣圍護(hù)裝置5上設(shè)置六對(duì)穿鏈孔5-3,煙氣圍護(hù)裝置5設(shè)置在H截面環(huán)梁3-1上,六個(gè)所述懸托架3-3的每對(duì)懸鏈3-3-1上端分別穿過(guò)煙氣圍護(hù)裝置5上的六對(duì)穿鏈孔5-3固定在內(nèi)圈梁2-1-5上;六對(duì)懸鏈3-3-1下段處于煙氣圍護(hù)裝置5下方空間;滑道7設(shè)置在地面上,滑車(chē)6設(shè)置在滑道7上,火源裝置4設(shè)置在滑車(chē)6上,火源裝置4置于加載裝置3的下方。
火源裝置4自下而上由電子磅秤4-1、隔熱氈4-2、托盤(pán)4-3、木垛4-4構(gòu)成。
煙氣圍護(hù)裝置5包括防火板5-1、防火棉5-2,兩層防火板5-1之間填充防火棉5-2。
支座3-2包括支座母頭3-2-1、支座公頭Ⅰ3-2-2或支座公頭Ⅱ3-2-3、支座插銷(xiāo)3-2-4,支座公頭Ⅰ3-2-2通過(guò)支座插銷(xiāo)3-2-4與支座母頭3-2-1連接,或支座公頭Ⅱ3-2-3通過(guò)支座插銷(xiāo)3-2-4與支座母頭3-2-1連接。
支座母頭3-2-1前端為凹形,支座母頭3-2-1的前端兩肢由兩片倒角板3-2-1-4構(gòu)成,兩片倒角板3-2-1-4之間為腋槽Ⅰ3-2-1-5,在兩片倒角板3-2-1-4的面上垂直間隔的設(shè)有雙銷(xiāo)孔Ⅰ3-2-1-1、雙銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-1-2、雙銷(xiāo)孔Ⅲ3-2-1-3,在支座母頭3-2-1的后端矩形板上設(shè)有數(shù)個(gè)固定栓孔3-2-1-6。
支座公頭Ⅰ3-2-2矩形板的前面上水平設(shè)有兩片試件板Ⅰ3-2-2-4,兩片試件板Ⅰ3-2-2-4之間垂直設(shè)有兩片試件板Ⅱ3-2-2-5,兩片試件板Ⅱ3-2-2-5之間為腋槽Ⅱ3-2-2-7,在兩片試件板Ⅰ3-2-2-4、兩片試件板Ⅱ3-2-2-5上分別設(shè)有數(shù)個(gè)試件栓孔3-2-2-6,支座公頭Ⅰ3-2-2矩形板的后面上垂直設(shè)有凸起板Ⅰ3-2-2-8,在凸起板Ⅰ3-2-2-8的面上垂直間隔的設(shè)有單銷(xiāo)孔Ⅰ3-2-2-1、單銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-2-2、單銷(xiāo)孔Ⅲ3-2-2-3。
支座公頭Ⅱ3-2-3矩形板的前面上設(shè)有一圈環(huán)形淺槽3-2-3-4,支座公頭Ⅱ3-2-3矩形板的后面上垂直設(shè)有凸起板Ⅱ3-2-3-5,在凸起板Ⅱ3-2-3-5的面上垂直間隔的設(shè)有單銷(xiāo)孔Ⅳ3-2-3-1、單銷(xiāo)孔Ⅴ3-2-3-2、單銷(xiāo)孔Ⅵ3-2-3-3。
支座公頭Ⅰ3-2-2凸起板Ⅰ3-2-2-8插入支座母頭3-2-1的腋槽Ⅰ3-2-1-5中,雙銷(xiāo)孔Ⅰ3-2-1-1、雙銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-1-2、雙銷(xiāo)孔Ⅲ3-2-1-3分別與單銷(xiāo)孔Ⅰ3-2-2-1、單銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-2-2、單銷(xiāo)孔Ⅲ3-2-2-3對(duì)正,通過(guò)三個(gè)支座插銷(xiāo)3-2-4將支座公頭Ⅰ3-2-2連接在支座母頭3-2-1上;或通過(guò)一個(gè)支座插銷(xiāo)3-2-4插入雙銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-1-2和單銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-2-2中將支座公頭Ⅰ3-2-2連接在支座母頭3-2-1上,或支座公頭Ⅱ3-2-3凸起板Ⅱ3-2-3-5插入支座母頭3-2-1的腋槽Ⅰ3-2-1-5中,雙銷(xiāo)孔Ⅰ3-2-1-1、雙銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-1-2、雙銷(xiāo)孔Ⅲ3-2-1-3分別與單銷(xiāo)孔Ⅳ3-2-3-1、單銷(xiāo)孔Ⅴ3-2-3-2、單銷(xiāo)孔Ⅵ3-2-3-3對(duì)正,通過(guò)三個(gè)支座插銷(xiāo)3-2-4將支座公頭Ⅱ3-2-3連接在支座母頭3-2-1上;或通過(guò)一個(gè)支座插銷(xiāo)3-2-4插入雙銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-1-2和單銷(xiāo)孔Ⅴ3-2-3-2中將支座公頭Ⅱ3-2-3連接在支座母頭3-2-1上。
懸托架3-3包括懸鏈3-3-1、軸套3-3-2、轉(zhuǎn)軸3-3-3、平墊塊3-3-4、弧面墊塊3-3-5;兩條懸鏈3-3-1的底端分別固定一個(gè)軸套3-3-2,平墊塊3-3-4或弧面墊塊3-3-5固定在轉(zhuǎn)軸3-3-3上,轉(zhuǎn)軸3-3-3的兩外伸端分別穿過(guò)兩個(gè)軸套3-3-2。
如圖9、圖10所示,一種空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)火災(zāi)行為實(shí)驗(yàn)方法,火災(zāi)下節(jié)點(diǎn)力學(xué)行為實(shí)驗(yàn)步驟如下:
第一步、板式節(jié)點(diǎn)試件8配支座公頭Ⅰ3-2-2,或焊接球節(jié)點(diǎn)試件9配支座公頭Ⅱ3-2-3,
將板式節(jié)點(diǎn)試件8的六個(gè)工字型梁8-1自由端分別插入六個(gè)支座公頭Ⅰ3-2-2中,支座公頭Ⅰ3-2-2的兩片試件板Ⅰ3-2-2-4的試件栓孔3-2-2-6分別與工字型梁8-1上下翼緣的孔對(duì)正,插入腋槽Ⅱ3-2-2-7中的工字型梁8-1腹板的孔分別與兩片試件板Ⅱ3-2-2-5的試件栓孔3-2-2-6對(duì)正,通過(guò)螺栓將六個(gè)支座公頭Ⅰ3-2-2分別固定在板式節(jié)點(diǎn)試件8的六個(gè)工字型梁8-1自由端上,或?qū)⒑附忧蚬?jié)點(diǎn)試件9的六個(gè)圓鋼管9-1自由端分別插入六個(gè)支座公頭Ⅱ3-2-3的環(huán)形淺槽3-2-3-4中并焊接固定。
第二步、實(shí)驗(yàn)裝置準(zhǔn)備,將四個(gè)插銷(xiāo)Ⅰ1-1-2分別從所在的銷(xiāo)孔Ⅰ1-1-3中拔出,將提升索Ⅰ1-3從立柱1-1的索把Ⅰ1-1-1上解開(kāi),同步緩慢放松數(shù)根提升索Ⅰ1-3,將提升裝置Ⅱ2高度緩慢降至數(shù)個(gè)安全滑道2-4底端接觸地面的位置,將數(shù)個(gè)安全插銷(xiāo)2-4-4分別從數(shù)個(gè)安全銷(xiāo)孔2-4-5中拔出,將數(shù)個(gè)插銷(xiāo)Ⅱ2-4-2分別從數(shù)個(gè)銷(xiāo)孔Ⅲ3-1-3和銷(xiāo)孔Ⅱ2-4-3中拔出,將提升索Ⅱ2-3從安全滑道2-4的索把Ⅱ2-4-1上解開(kāi),同步緩慢放松數(shù)根提升索Ⅱ2-3,將加載裝置3高度緩慢降至接觸地面的位置。
第三步、實(shí)驗(yàn)試件安裝,支座母頭3-2-1與支座公頭3-2-2連接,將與板式節(jié)點(diǎn)試件8連接的六個(gè)支座公頭Ⅰ3-2-2的凸起板Ⅰ3-2-2-8,分別插入加載裝置3六個(gè)H截面型鋼3-1-5上分別固定的支座母頭3-2-1兩片倒角板3-2-1-4間的腋槽Ⅰ3-2-1-5中,凸起板Ⅰ3-2-2-8的單銷(xiāo)孔Ⅰ3-2-2-1、單銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-2-2、單銷(xiāo)孔Ⅲ3-2-2-3與兩片倒角板3-2-1-4的雙銷(xiāo)孔Ⅰ3-2-1-1、雙銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-1-2、雙銷(xiāo)孔Ⅲ3-2-1-3對(duì)正,并分別通過(guò)三個(gè)支座插銷(xiāo)3-2-4將六個(gè)支座公頭Ⅰ3-2-2固定在六個(gè)支座母頭3-2-1上,實(shí)現(xiàn)板式節(jié)點(diǎn)試件8的固接邊界條件模擬,或分別用一個(gè)支座插銷(xiāo)3-2-4插入單銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-2-2、雙銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-1-2中,將六個(gè)支座公頭Ⅰ3-2-2固定在六個(gè)支座母頭3-2-1上,實(shí)現(xiàn)板式節(jié)點(diǎn)試件8的鉸接邊界條件模擬,或?qū)⑴c焊接球節(jié)點(diǎn)試件9連接的六個(gè)支座公頭Ⅱ3-2-3的凸起板Ⅱ3-2-3-5分別插入加載裝置3六個(gè)H截面型鋼3-1-5上分別固定的支座母頭3-2-1兩片倒角板3-2-1-4間的腋槽Ⅰ3-2-1-5中,凸起板Ⅱ3-2-3-5的單銷(xiāo)孔Ⅳ3-2-3-1、單銷(xiāo)孔Ⅴ3-2-3-2、單銷(xiāo)孔Ⅵ3-2-3-3分別與雙銷(xiāo)孔Ⅰ3-2-1-1、雙銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-1-2、雙銷(xiāo)孔Ⅲ3-2-1-3對(duì)正,并分別通過(guò)三個(gè)支座插銷(xiāo)3-2-4將六個(gè)支座公頭Ⅱ3-2-3固定在六個(gè)支座母頭3-2-1上,實(shí)現(xiàn)焊接球節(jié)點(diǎn)試件9的固接邊界條件模擬,或分別用一個(gè)支座插銷(xiāo)3-2-4插入單銷(xiāo)孔Ⅴ3-2-3-2、雙銷(xiāo)孔Ⅱ3-2-1-2中,將六個(gè)支座公頭Ⅱ3-2-3固定在六個(gè)支座母頭3-2-1上,實(shí)現(xiàn)焊接球節(jié)點(diǎn)試件9的鉸接邊界條件模擬。
第四步、配置荷載,初步提升實(shí)驗(yàn)試件,將砝碼均勻的放置于加載裝置3H截面環(huán)梁3-1上的配重槽3-1-1中,同步緩慢提升數(shù)根提升索Ⅱ2-3,將H截面環(huán)梁3-1的高度升至實(shí)驗(yàn)方案指定位置,將數(shù)個(gè)插銷(xiāo)Ⅱ2-4-2分別穿過(guò)處于相同高度的三個(gè)銷(xiāo)孔Ⅱ2-4-3并插入三個(gè)銷(xiāo)孔Ⅲ3-1-3內(nèi),將數(shù)根提升索Ⅱ2-3的自由端分別系在輔助滑道2-4的索把Ⅱ2-4-1上,將三個(gè)安全插銷(xiāo)2-4-4分別插入三個(gè)安全銷(xiāo)孔2-4-5內(nèi)。
第五步、安裝測(cè)試儀器、懸托架、煙氣圍護(hù)裝置,按照實(shí)驗(yàn)方案確定的測(cè)點(diǎn)布置位置,在板式節(jié)點(diǎn)試件8或焊接球節(jié)點(diǎn)試件9上設(shè)置溫度采集器和位移采集器,溫度采集器和位移采集器與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置用導(dǎo)線連接。
將六對(duì)懸鏈3-3-1下端轉(zhuǎn)軸3-3-3上固定的平墊塊3-3-4分別托住六根工字型梁8-1的底面,或六對(duì)懸鏈3-3-1下端轉(zhuǎn)軸3-3-3上固定的弧面墊塊3-3-5分別托住六根圓鋼管9-1的底面,將煙氣圍護(hù)裝置5設(shè)置在H截面環(huán)梁3-1上,將六個(gè)懸托架3-3的每對(duì)懸鏈3-3-1上端分別穿過(guò)煙氣圍護(hù)裝置5上的六對(duì)穿鏈孔5-3連接在內(nèi)圈梁2-1-5下表面。
第六步、實(shí)驗(yàn)試件就位,同步緩慢提升數(shù)根提升索Ⅰ1-3,將提升裝置Ⅱ2的高度升至實(shí)驗(yàn)方案指定位置,將四個(gè)插銷(xiāo)Ⅰ1-1-2分別插入升降套頭2-1-1下方鄰近的立柱1-1上的銷(xiāo)孔Ⅰ1-1-3內(nèi),將數(shù)根提升索Ⅰ1-3的自由端分別系在立柱1-1的索把Ⅰ1-1-1上。
第七步、火源裝置預(yù)備,沿著滑道7拖動(dòng)滑車(chē)6,使火源裝置4位于板式節(jié)點(diǎn)試件8或焊接球節(jié)點(diǎn)試件9的幾何中心點(diǎn)正下方,在按照實(shí)驗(yàn)方案準(zhǔn)備的木垛4-4底部插入數(shù)根浸油木條,數(shù)根浸油木條的外露端連接點(diǎn)火引信,將電子磅秤4-1與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置用導(dǎo)線連接。
第八步、施加荷載,啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀器,將插銷(xiāo)Ⅱ2-4-2分別從銷(xiāo)孔Ⅲ3-1-3和銷(xiāo)孔Ⅱ2-4-3中緩慢同步拔出,將提升索Ⅱ2-3從立輔助滑道2-4的索把Ⅱ2-4-1上緩慢同步解開(kāi),啟動(dòng)電子磅秤4-1,啟動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置,觀察溫度測(cè)點(diǎn)、位移測(cè)點(diǎn)以及電子磅秤4-1示數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變化情況。
第九步、點(diǎn)火,開(kāi)始實(shí)驗(yàn),將數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置數(shù)據(jù)重置并開(kāi)始監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ),同時(shí)引燃點(diǎn)火引信。
第十步、實(shí)驗(yàn)結(jié)束,按照實(shí)驗(yàn)方案確定的實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)控制因素,在實(shí)驗(yàn)即將結(jié)束時(shí),撲滅木垛剩余灰燼,實(shí)驗(yàn)結(jié)束,按照實(shí)驗(yàn)方案,待板式節(jié)點(diǎn)試件8或焊接球節(jié)點(diǎn)試件9測(cè)點(diǎn)溫度下降到指定數(shù)值后,數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置存儲(chǔ)每個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)、位移測(cè)點(diǎn)及電子磅秤示數(shù)隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù),關(guān)閉數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置,實(shí)驗(yàn)完成。
火災(zāi)下節(jié)點(diǎn)溫升行為實(shí)驗(yàn)步驟如下:
第一步~第三步同上述火災(zāi)下節(jié)點(diǎn)力學(xué)行為實(shí)驗(yàn)步驟的第一步~第三步。
第四步、初步提升實(shí)驗(yàn)試件,同步緩慢提升數(shù)根提升索Ⅱ2-3,將H截面環(huán)梁3-1的高度升至實(shí)驗(yàn)方案指定位置,將數(shù)個(gè)插銷(xiāo)Ⅱ2-4-2分別穿過(guò)處于相同高度的三個(gè)銷(xiāo)孔Ⅱ2-4-3并插入三個(gè)銷(xiāo)孔Ⅲ3-1-3內(nèi),將數(shù)根提升索Ⅱ2-3的自由端分別系在輔助滑道2-4的索把Ⅱ2-4-1上,將三個(gè)安全插銷(xiāo)2-4-4分別插入三個(gè)安全銷(xiāo)孔2-4-5內(nèi)。
第五步、安裝測(cè)試儀器、煙氣圍護(hù)裝置,按照實(shí)驗(yàn)方案確定的測(cè)點(diǎn)布置位置,在板式節(jié)點(diǎn)試件8或焊接球節(jié)點(diǎn)試件9上設(shè)置溫度采集器,溫度采集器與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置用導(dǎo)線連接;
將煙氣圍護(hù)裝置5設(shè)置在H截面環(huán)梁3-1上,將煙氣圍護(hù)裝置5上的六對(duì)穿鏈孔5-3封堵。
第六步~第七步同上述火災(zāi)下節(jié)點(diǎn)力學(xué)行為實(shí)驗(yàn)步驟的第六步~第七步。
第八步、啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀器,啟動(dòng)電子磅秤4-1,啟動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置,觀察溫度測(cè)點(diǎn)以及電子磅秤4-1示數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變化情況。
第九步~第十步同上述火災(zāi)下節(jié)點(diǎn)力學(xué)行為實(shí)驗(yàn)步驟的第九步~第十步。
板式節(jié)點(diǎn)試件8包括:工字型梁8-1、節(jié)點(diǎn)盤(pán)8-2、連接栓8-3,六根工字型梁8-1與節(jié)點(diǎn)盤(pán)8-2通過(guò)數(shù)個(gè)連接栓8-3連接。
焊接球節(jié)點(diǎn)試件9包括:圓鋼管9-1、空心鋼球9-2,六根圓鋼管9-1與空心鋼球9-2分別焊接。
煙氣圍護(hù)裝置5還包括在H截面環(huán)梁3-1外側(cè)下部的六個(gè)邊緣分別設(shè)擋煙垂幔,垂幔采用防火纖維布。
本發(fā)明所提供的立柱1-1可為鋼柱、鋼混組合柱。當(dāng)立柱1-1表面為鋼時(shí),可在朝向火源裝置4的表面采用噴涂防火涂料或使用防火板、防火棉氈包覆等方法進(jìn)行臨時(shí)防火保護(hù),立柱1-1的截面形狀可按實(shí)際情況選擇。
銷(xiāo)孔Ⅰ1-1-3可以0.5m、0.75m、1.0m為設(shè)置間距,銷(xiāo)孔Ⅱ2-4-3可以0.1m、0.15m、0.2m為設(shè)置間距。
提升架2-1、安全滑道2-4可使用鋼材。當(dāng)提升架2-1、安全滑道2-4表面為鋼時(shí),可在朝向火源裝置4的表面采用噴涂防火涂料或使用防火板、防火棉氈包覆等方法進(jìn)行臨時(shí)防火保護(hù);提升架2-1中的子部件截面形狀可按實(shí)際情況選擇。
H截面環(huán)梁3-1、平墊塊3-3-4、弧面墊塊3-3-5可使用鋼材。當(dāng)H截面環(huán)梁3-1、平墊塊3-3-4、弧面墊塊3-3-5表面為鋼時(shí),可在朝向火源裝置4的表面采用噴涂防火涂料或使用防火板、防火棉氈包覆等方法進(jìn)行臨時(shí)防火保護(hù)。
加載裝置3距地面的升降高度為2m~30m。
支座3-2的外觀樣式可按實(shí)際情況設(shè)計(jì)。
墊塊應(yīng)與所承托試件的下表面貼合,不限于平墊塊3-3-4、弧面墊塊3-3-5兩種。
本發(fā)明所提供的火源裝置4為優(yōu)選的火源實(shí)例,木垛4-4可按照實(shí)驗(yàn)方案的計(jì)算用量并進(jìn)行加工,亦可以采用能夠提供不同火災(zāi)規(guī)模的氣體火源,油類(lèi)火源或采用火災(zāi)規(guī)模與燃燒時(shí)長(zhǎng)均可控的火源;
火源裝置4提供的火災(zāi)規(guī)模為0.5MW~15MW;油類(lèi)燃料的種類(lèi)可為汽油、煤油、柴油、正庚烷。
本專(zhuān)利所提供的煙氣圍護(hù)裝置5為優(yōu)選的煙氣圍護(hù)實(shí)例,亦可采用雙層防火纖維布夾防火棉或僅采用單層較厚的防火棉,等。
本專(zhuān)利所提供的板式節(jié)點(diǎn)試件8、焊接球節(jié)點(diǎn)試件9為優(yōu)選的空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)實(shí)例,亦可對(duì)其它樣式的空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)試件開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究。
本專(zhuān)利所提供的支座公頭Ⅰ3-2-2、支座公頭Ⅱ3-2-3僅為配合板式節(jié)點(diǎn)試件8、焊接球節(jié)點(diǎn)試件9使用的優(yōu)選支座公頭實(shí)例,亦可針對(duì)其它樣式的空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)試件開(kāi)展不同的設(shè)計(jì)、制作。
溫度采集器可為鎳硅-鎳鉻鎧裝熱電偶,等。
位移采集器可為拉線式位移計(jì),等。
數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存裝置可為電腦與Agilent(安捷倫)34970A型采集器聯(lián)用,等。