2022年12月8日,中国矿业大学完成了“土木工程大型地震与火灾耦合试验平台”子系统2--大型火灾耦合试验系统Fire Test System的验收工作。该系统可在子系统4高温耦合环境多维空间加载系统工位,开展足尺建筑构件(梁、柱、节点、墙体)以及缩尺整体结构(一榀框架、框架整体结构)真实火试验;可平移到子系统1地震模拟振动台工位,开展火-震耦合试验研究。
据悉,力学与土木工程学院自2018年起,正式启动“土木工程大型地震与火灾耦合试验平台”建设,拟自主设计、建设一套大型“强震-真实火灾”耦合实验系统。2020年,以“强震-真实火灾”耦合实验系统为核心,获批立项,成为全校唯一一项“上水平”建设项目。该项目建成将为多种灾害作用下的结构行为特征和多灾害耦合作用机理研究提供必要条件。
仪器设备整体照片
1 主要技术指标
1、单个燃烧器功率范围20~600kW;
2、单个基本燃烧单元火灾热释放率范围20~2400kW,根据不同试验需求,选择相应数量的基本燃烧单元进行灵活组装;
3、火灾总热释放率控制范围0~25MW,最高温度1300℃;
4、冷却水供给强度范围:0~10L/min·m2;
5、火灾降温模拟系统,构件表面的降温最大速率 10℃/s;
6、表面热通量测量范围:0.6~50kW/m2;
7、红外热像仪测温范围:0~1200℃;空间分辨率:5mRad;热灵敏度:0.1℃;
8、气体泄漏监测与报警:1)探测器测量范围 0~100%LEL;2)报警点为低点 20%LEL,高点 50%LEL。
2 设备特色
1、新型燃烧器&模块化阵列设计,实现真实火灾&火蔓延的物理模拟;
2、热释放率&温度场双控制;
3、模块化拼装式炉体,实现燃烧空间自由组合(最大平面燃烧空间4×6米);
4、炉体支架双吊车梁设计,实现模型燃烧楼层控制&兼顾地面行车功能(20吨);
5、炉体装置可沿轨道移动,实现振动台&反力墙“双工位”测试功能。
3 设备特色
可在子系统4高温耦合环境多维空间加载系统工位,开展足尺建筑构件(梁、柱、节点、墙体)以及缩尺整体结构(一榀框架、框架整体结构)真实火试验。并可平移到子系统1地震模拟振动台工位,开展火-震耦合试验研究。
4 项目构成
“土木工程大型地震与火灾耦合试验平台”包含4个子系统:
子系统1(已完成验收):地震模拟振动台系统。最大地震加速度可达到2.0G,满足绝大多数工程结构地震测试需求。
子系统2:大型火灾耦合试验系统。此为国内首创整体结构火灾试验系统,国内首套可控热释放率的大型真实火灾燃烧系统(0—10MW);并且还是国内首套带有火灾主动降温功能的模拟试验系统。
子系统3(已完成验收):大型量热与烟气净化系统。此为国内首套可实现多高度、多工位、多量程测试的大型量热系统。
子系统4(已完成验收):高温耦合环境多维加载系统,这是国内首套火灾高温环境下使用的多维加载装置。
接下来,学校将完成子系统2的验收工作,最终形成完整的“强震—真实火灾”耦合试验系统,实现大尺度工程设施强震与真实火灾的灾害耦合研究。