“上水平”建设项目 | 高温耦合环境多维空间加载系统

发布者:贾笑岩发布时间:2022-12-14浏览次数:10

      2021年12月14日上午,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4--高温耦合环境多维空间加载系统设备的验收工作。高温耦合环境多维空间加载系统由中国矿业大学力学与土木工程学院“上水平项目建设小组”设计研制,主体结构采用高强耐火钢并外包不锈钢组成,配有多级水冷保护装置,是国内首套可以在火灾高温环境内使用的加载系统。

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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。

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该套先进实验设备能够全面服务于民用建筑、输电塔、核电站、巷道、隧道、边坡等工程设施,有助于推动城市综合风险防控技术、工程设施重大事故灾害耦合全过程致灾机理的原始与集成创新研究。以“立足徐州、着眼江苏、辐射淮海、面向全国”为宗旨,紧密围绕国家、江苏及徐州经济社会发展的迫切需求,形成完善、良性的运行机制,构建新型高效开放的运行模式,提供优质实验条件,带动区域科技研发向高层次发展,为徐州资源枯竭城市产业转型升级、淮海经济区中心城市和“强富美高”新江苏建设提供智力支持。


1 主要技术指标

  1. 试验空间:7800mm(长)5600mm(高);

  2. 竖向加载能力400吨;

  3. 三维导向装置始终保持作动器竖直、并允许大梁平动;

  4. 系统带有循环水冷装置;

  5. 高度升降系统实现梁竖向高度液压调整;

  6. 带有液压滑动装置的多功能移动框架,可以实现跨度调整。


2 主要功能

整套系统竖向加载能力400吨,水平向加载能力100吨;系统底部配有液压行走装置,可以实现反力架间距便捷调整;系统内部配有同步液压顶升装置,可以实现反力大梁的作用高度便捷调整;反力大梁两端带有三维导向装置,可以同时实现竖向与水平向组合加载;整套系统可以满足两层三跨足尺模型的常温及抗火试验工况。

可满足为建筑构件(梁、柱、节点、墙体)以及整体结构(一榀框架、框架整体结构)提供水平向及竖向加载功能。其中,火灾环境下竖向加载能力300吨,室温环境下竖向加载能力400吨,并可与火灾试验设备组合实现地震-火灾耦合作用工况。


3 应用范围

为结构工程、防灾减灾工程、隧道与地下工程等学科的科学试验提供加载边界条件。


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:地震模拟振动台系统。模型质量20吨时,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: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: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。

学校将陆续完成子系统1、子系统2和子系统3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。