本实用新型专利技术涉及一种结构构件温升实验装置。数根立柱固定于地面，每根立柱固接一个滑轮，在两排数根立柱内侧分别设有一根横梁，两根横梁的上端与数根缆索的一端连接，数根缆索的另一端分别穿过滑轮系在每根立柱上的索把上；在每根横梁下端，设有数根挂索Ⅰ和数根挂索Ⅱ，数根挂索Ⅱ的下端分别与两块盖板上的吊耳Ⅰ连接，轨道设置在地面上，移动车设置在轨道上，火源装置设置在移动车上；本实用新型专利技术的有益效果是：本实验装置具有结构简单、组成部分布置灵活、整体安全性高、实验操作简便、重复利用性好、对实验试件适用性强、获得实验数据丰富等特点。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及土木工程领域，具体涉及用于结构构件温升实验研究的一种结构构件温升实验装置。
技术介绍
火灾下建筑结构的倒塌给人民群众的生命财产造成了巨大的损失。火灾发生时，结构构件受火源的辐射传热作用和高温烟气的辐射传热、对流换热作用，内部温度不断升高，自身材料力学性能不断劣化。当结构的抗力不足以抵抗外荷载作用时，即发生整体建筑结构的倒塌。影响上述过程的主要因素包括：实际建筑火灾规模的大小及建筑内部环境、结构构件与火源的空间位置关系、结构构件自身特性等。结构构件自身特性主要体现在：构件类型（如：梁、板、大跨空间结构构件）、组成材料、截面形式等。当前，结合可能发生的火灾，进行结构的整体安全性分析在工程领域显得尤为迫切。受实验条件限制，1:1实际建筑结构的火灾实验罕有进行。建筑结构火灾下整体安全性分析通常采用有限元数值计算的方法。在该方法中，处于建筑空间内不同位置、不同自身特性结构构件的温度数据是数值计算的重要输入参数之一，对分析结果的准确性影响极大。现有的技术中，结构构件需满足的耐火极限由《建筑设计防火规范》（GB50016）规定，如一级耐火等级的楼板构件需达到1.50小时的耐火极限，相应的实验在标准火灾实验炉（水平构件耐火实验炉、垂直构件耐火实验炉、柱炉）内开展，实验炉的操作及结构构件所处的炉温环境由《建筑构件耐火试验方法》（GB/T9978）规定。对结构构件，上述规范基于被动防火设计的思想，主要用于指导结构构件的防火设计和相应的耐火极限检测，且标准火灾实验炉的炉温环境单一，不能反映不同类型建筑内可能发生火灾的规模大小；炉体装置的规格尺寸及试件安装放置方式未考虑结构构件的空间位置特点。因此直接使用标准火灾实验中获得的结构构件温度数据，无法从实际建筑结构特点的角度发现影响火灾下结构整体性能的关键构件，无法经济的指导建筑内部消防设置的布置，用于开展火灾下结构整体安全性分析将带来很大的误差，指导意义有限。
技术实现思路
鉴于现有技术的状况，本技术提供了一种结构构件温升实验装置，克服了现有技术中不能反映不同类型建筑内可能发生火灾的规模大小，未考虑结构构件的空间位置特点的不足，能够根据需要开展不同火源类型、火源规模，处于空间不同位置及放置方式的，不同类型、组成材料、截面形式的构件温升实验研究。获得的构件温度数据可以输入有限元计算软件用于火灾下结构整体安全性分析，进而发现影响火灾下结构整体性能的关键构件，指导实际建筑火灾易发部位的结构构件防火保护、建筑内消防设施的优化布置以及开展潜在火灾下建筑结构整体倒塌破坏的风险分析。本技术为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种结构构件温升实验装置，其特征在于：包括立柱、缆索、滑轮、横梁、盖板、火源装置、移动车、轨道，数根立柱的底部固定于地面，每根立柱的顶部固接一个滑轮，在对称设置的两排数根立柱内侧，分别设有一根横梁，两根横梁的上端与数根缆索的一端连接，数根缆索的另一端分别穿过滑轮系在每根立柱外侧上设有的索把上，调整数根缆索的长度，两根横梁可上下移动；在每根横梁下端，间隔的设有数根挂索Ⅰ、数根挂索Ⅱ，对称设置的两根横梁两侧的数根挂索Ⅱ的下端，分别与两块所述盖板上的吊耳Ⅰ连接，两块盖板间隔设置在两排数根立柱之间的两根横梁的下方，所述轨道设置在两排数根立柱间中心线处的地面上，所述移动车设置在轨道上，所述火源装置设置在移动车上，火源装置可随移动车沿轨道前后移动；所述火源装置包括漏斗形燃烧器、冷却箱、水油转输箱、液位指示器、冷却水进管、冷却水排管、安全水补充管、补油管、三角形冷却水隔板、散热片；所述漏斗形燃烧器锥形内表面设有液位刻度线；所述水油转输箱一侧焊接有安全水补充管、补油管，水油转输箱另一侧焊接有液位指示器；所述冷却箱箱体外的一侧，分别焊接冷却水进管、冷却水排管，冷却箱焊接固定在水油转输箱上；沿所述漏斗形燃烧器锥形外表面焊接数圈散热片，漏斗形燃烧器置于冷却箱中，漏斗形燃烧器的颈部圆管穿过冷却箱的底面板伸入水油转输箱内与液位指示器的一端焊接在一起，漏斗形燃烧器上端与冷却箱侧壁焊接固定，颈部圆管与冷却箱的底面板焊接固定，所述三角形冷却水隔板设置在冷却箱内，三角形冷却水隔板相互垂直的两边分别与冷却箱的内表面侧壁及底面板焊接在一起，三角形冷却水隔板斜边穿过数圈散热片与漏斗形燃烧器锥形外表面焊接固定，三角形冷却水隔板将冷却水进管、冷却水排管隔开。本技术的有益效果是：本实验装置具有结构简单、组成部分布置灵活、整体安全性高、实验操作简便、重复利用性好、对实验试件适用性强、获得实验数据丰富等特点。通过提升装置中高度足够的立柱及缆索、滑轮和移动车设计，可提供实验试件与火源的空间不同位置关系，包括位于火源正上方、位于火源的斜上方、试件自身倾斜放置。通过火源装置中漏斗形燃烧器较小的锥形母线与水平线夹角及较大的锥形开口设计及锥形内表面液位刻度线设置，可提供不同大小的火源规模，且散热片的设置延长了火源装置的使用寿命，安全水补充管的设置使火焰熄灭过程平稳过渡，避免了装置内回火及人为灭火可能引发的危险。通过吊索可以吊起建筑结构中各类楼板和梁构件开展考虑实际建筑结构、火灾规模特点的实验研究。通过测点的灵活布置，可获得构件表面及内部关注位置的实验数据，进而用于定量判断单个构件的危险性或直接输入有限元软件用于火灾下结构整体安全性分析，指导消防设施优化布置。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术火源装置的结构示意图；图3为本技术火源装置的分解示意图；图4为图1的剖视图；图5为本技术水平测试楼板试件的示意图；图6为本技术倾斜测试楼板试件的示意图；图7为本技术水平测试梁试件的示意图；图8为本技术测试获得的测点时间-温度曲线示意图。具体实施方式如图1至图4所示，一种结构构件温升实验装置，包括立柱1、缆索2、滑轮3、横梁4、盖板5、火源装置6、移动车7、轨道8。数根立柱1的底部固定于地面，每根立柱1的顶部固接一个滑轮3，在对称设置的两排数根立柱1内侧，分别设有一根横梁4，两根横梁4的上端与数根缆索2的一端连接，数根缆索2的另一端分别穿过滑轮3系在每根立柱1外侧上设有的索把1-1上，调整数根缆索2的长度，两根横梁4可上下移动。在每根横梁4下端，间隔的设有数根挂索Ⅰ4-1、数根挂索Ⅱ4-2，对称设置的两根横梁4两侧的数根挂索Ⅱ4-2的下端，分别与两块所述盖板5上的吊耳Ⅰ5-1连接，两块盖板5间隔设置在两排数根立柱1之间的两根横梁4的下方，轨道8安装在两排数根立柱1间中心线处的地面上，移动车7设置在轨道8上，火源装置6设置在移动车7上，火源装置6可随移动车7沿轨道8前后移动。火源装置6包括漏斗形燃烧器6-1、冷却箱6-2、水油转输箱6-3、液位指示器6-4、冷却水进管6-5、冷却水排管6-6、安全水补充管6-7、补油管6-8、三角形冷却水隔板6-9、散热片6-10。漏斗形燃烧器6-1锥形内表面根据模拟的火灾规模设置相应的液位刻度线6-1-1。在水油转输箱6-3一侧焊接有安全水补充管6-7、补油管6-8，水油转输箱6-3另一侧焊接有液位指示器6-4，安全水补充管6-7、补油管6-8液位指示器6-4分别与水油转输箱6-3相通。在冷却箱6-2箱体外的一侧，分别焊接冷却水进管6本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种结构构件温升实验装置，其特征在于：包括立柱（1）、缆索（2）、滑轮（3）、横梁（4）、盖板（5）、火源装置（6）、移动车（7）、轨道（8），数根立柱（1）的底部固定于地面，每根立柱（1）的顶部固接一个滑轮（3），在对称设置的两排数根立柱（1）内侧，分别设有一根横梁（4），两根横梁（4）的上端与数根缆索（2）的一端连接，数根缆索（2）的另一端分别穿过滑轮（3）系在每根立柱（1）外侧上设有的索把（1‑1）上，调整数根缆索（2）的长度，两根横梁（4）可上下移动；在每根横梁（4）下端，间隔的设有数根挂索Ⅰ（4‑1）、数根挂索Ⅱ（4‑2），对称设置的两根横梁（4）两侧的数根挂索Ⅱ（4‑2）的下端，分别与两块所述盖板（5）上的吊耳Ⅰ（5‑1）连接，两块盖板（5）间隔设置在两排数根立柱（1）之间的两根横梁（4）的下方，所述轨道（8）设置在两排数根立柱（1）间中心线处的地面上，所述移动车（7）设置在轨道（8）上，所述火源装置（6）设置在移动车（7）上，火源装置（6）可随移动车（7）沿轨道（8）前后移动；所述火源装置（6）包括漏斗形燃烧器（6‑1）、冷却箱（6‑2）、水油转输箱（6‑3）、液位指示器（6‑4）、冷却水进管（6‑5）、冷却水排管（6‑6）、安全水补充管（6‑7）、补油管（6‑8）、三角形冷却水隔板（6‑9）、散热片（6‑10）；所述漏斗形燃烧器（6‑1）锥形内表面设有液位刻度线（6‑1‑1）；所述水油转输箱（6‑3）一侧焊接有安全水补充管（6‑7）、补油管（6‑8），水油转输箱（6‑3）另一侧焊接有液位指示器（6‑4）；所述冷却箱（6‑2）箱体外的一侧，分别焊接冷却水进管（6‑5）、冷却水排管（6‑6），冷却箱（6‑2）焊接固定在水油转输箱（6‑3）上；沿所述漏斗形燃烧器（6‑1）锥形外表面焊接数圈散热片（6‑10），漏斗形燃烧器（6‑1）置于冷却箱（6‑2）中，漏斗形燃烧器（6‑1）的颈部圆管（6‑1‑2）穿过冷却箱（6‑2）的底面板伸入水油转输箱（6‑3）内与液位指示器（6‑4）的一端焊接在一起，漏斗形燃烧器（6‑1）上端与冷却箱（6‑2）侧壁焊接固定，颈部圆管（6‑1‑2）与冷却箱（6‑2）的底面板焊接固定，所述三角形冷却水隔板（6‑9）设置在冷却箱（6‑2）内，三角形冷却水隔板（6‑9）相互垂直的两边分别与冷却箱（6‑2）的内表面侧壁及底面板焊接在一起，三角形冷却水隔板（6‑9）斜边穿过数圈散热片（6‑10）与漏斗形燃烧器（6‑1）锥形外表面焊接固定，三角形冷却水隔板（6‑9）将冷却水进管（6‑5）、冷却水排管（6‑6）隔开。...
【技术特征摘要】
1.一种结构构件温升实验装置，其特征在于：包括立柱（1）、缆索（2）、滑轮（3）、横梁（4）、盖板（5）、火源装置（6）、移动车（7）、轨道（8），数根立柱（1）的底部固定于地面，每根立柱（1）的顶部固接一个滑轮（3），在对称设置的两排数根立柱（1）内侧，分别设有一根横梁（4），两根横梁（4）的上端与数根缆索（2）的一端连接，数根缆索（2）的另一端分别穿过滑轮（3）系在每根立柱（1）外侧上设有的索把（1-1）上，调整数根缆索（2）的长度，两根横梁（4）可上下移动；在每根横梁（4）下端，间隔的设有数根挂索Ⅰ（4-1）、数根挂索Ⅱ（4-2），对称设置的两根横梁（4）两侧的数根挂索Ⅱ（4-2）的下端，分别与两块所述盖板（5）上的吊耳Ⅰ（5-1）连接，两块盖板（5）间隔设置在两排数根立柱（1）之间的两根横梁（4）的下方，所述轨道（8）设置在两排数根立柱（1）间中心线处的地面上，所述移动车（7）设置在轨道（8）上，所述火源装置（6）设置在移动车（7）上，火源装置（6）可随移动车（7）沿轨道（8）前后移动；所述火源装置（6）包括漏斗形燃烧器（6-1）、冷却箱（6-2）、水油转输箱（6-3）、液位指示器（6-4）、冷却水进管（6-5）、冷却水排管（6-6）、安全水补充管（6-7）、补油管（6-8）、三角形冷却水隔板（6-9）、散热片（6-10）；所述漏斗形燃烧器（6-...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹亮，倪照鹏，范峰，黄鑫，崔海浩，马会环，
申请(专利权)人：公安部天津消防研究所，哈尔滨工业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12
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