[发明专利]一种级联高能地震-火灾耦合试验系统

说明书

本发明公开了一种级联高能地震‑火灾耦合试验系统，包括自平衡加载系统、升降炉系统以及架设在升降炉系统上端能够收集烟雾的集烟罩系统；自平衡加载系统包括两个能够在第一轨道上行走的移动式反力框架以及架设在两个移动式反力框架顶部的高温自感知加载梁；升降炉系统包括内部吊装有组合炉体并且能够在第二轨道上行走的炉体安装架，炉体安装架的上端滑动连接两个动梁，动梁下端面设有移动式卷扬机，移动式卷扬机底部吊装有作业装置；本系统能够满足不同地震‑火灾耦合试验要求。

技术领域

本发明涉及火灾或震火耦合技术领域，具体涉及一种级联高能地震-火灾耦合试验系统。

背景技术

当前，多灾种耦合致灾机理与防控研究已上升为国家重大需求，其中地震与火灾是发生最频繁的耦合灾害，可能会衍生重大事故灾难。当前国内进行地震-火灾耦合试验的主要步骤是先进行地震模拟振动台试验，待地震模拟振动台试验完成后，再将模型移动至火灾试验炉处进行火灾试验。

但试验过程中存在以下几个问题：(1)移动试验模型过程中可能会造成模型损伤、残余变形的损坏；(2)常规火灾试验炉只能做构件试件的试验，不能进行多层框架整体结构的试验，也不能进行多层框架某层的试验；(3)试验炉的尺寸为固定尺寸，限制了试验模型的尺寸；(4)常规加载梁无法在明火高温下使用，给抗火试验带来困难；(5)水平、竖向力同时施加，传统做法技术难度大，操作复杂，并且往往不能保证竖向力完全垂直加载；(6)当火灾试验需要在不同场地开展时，无法采用同一集烟罩系统进行不同工位的量热测试，而使用不同的集烟系统有可能引起量热结果存在较大误差；(7)传统的集烟罩系统无法垂直升降。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种级联高能地震-火灾耦合试验系统，其能够满足不同地震-火灾耦合试验要求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种级联高能地震-火灾耦合试验系统，包括自平衡加载系统、升降炉系统以及架设在升降炉系统上端能够收集烟雾的集烟罩系统；所述自平衡加载系统包括两个能够在第一轨道上行走的移动式反力框架以及架设在两个移动式反力框架顶部的高温自感知加载梁，所述高温自感知加载梁内设有若干用于降温的水腔，所述移动式反力框架包括固定在地脚钢梁上的框架主体和设在框架主体顶部的三维导向装置，所述三维导向装置供高温自感知加载梁嵌入并对其起到支撑限位作用；

所述框架主体包括两个钢立柱，两个钢立柱之间连接有能够调整固定位置的框架次梁和框架主梁，所述三维导向装置设在两个钢立柱之间并且能够沿着框架主体上下滑动，所述框架主梁上端面固定有作动器，作动器外围设有阻热罩并且其顶部与三维导向装置底部球铰连接，所述地脚钢梁上固定有立柱提升缸，所述立柱提升缸伸出端顶部固定在框架主梁下端面；

所述升降炉系统包括内部吊装有组合炉体并且能够在第二轨道上行走的炉体安装架，所述炉体安装架的上端滑动连接有两个移动方向与第二轨道方向垂直的动梁，所述动梁的下端面设有能够移动的移动式卷扬机，所述移动式卷扬机底部吊接有作业装置；所述动梁的两端还滑动连接有用于控制组合炉体升降的升降装置；所述组合炉体为上下贯通的方形筒状并且由多块炉体模块拼装而成，所述组合炉体内设有燃烧装置。

优选地，所述三维导向装置包括矩形加载框，所述矩形加载框底部设有用于连接作动器的固定连接架，所述矩形加载框的左右两侧板上分别活动连接有一个移动垂板，所述移动垂板上设有若干均布的垂板滚轴组，所述矩形加载框上下两侧板上分别设有若干均布的平板滚轴组，所述垂板滚轴组、平板滚轴组中滚轮的滚动方向与高温自感知加载梁长度方向一致，所述三维导向装置的左右两侧还设有便与其安装在移动式反力框架内部且呈“匚”形的三面滚轴组，所述三面滚轴组的滚轮能够嵌入移动式反力框架内部并垂向转动。