填充墻可燃氣體爆炸動力響應試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于建筑結構抗爆試驗研究設備技術領域，特別是一種能夠進行填充墻在可燃氣體爆炸作用下的動力響應的試驗裝置。
【背景技術】
[0002]砌體結構在可燃氣體爆炸荷載的作用下容易發生脆性斷裂破壞，在爆炸沖擊荷載作用下，斷裂形成的碎片會發生高速拋射，這些高速拋射的碎片會對建筑物內部、外部的人員和設施造成極大的傷害。
[0003]然而，由于我國民用建筑內應用燃氣的歷史并不長，沒有引起太多的關注，相關研究發展也比較晚。目前我國關于燃氣爆炸的研究，多是針對生產或接觸可燃氣體的工廠安全問題，很少系統地研究住宅建筑抗燃氣爆炸造成局部破壞或連續倒塌的問題。近年來，隨著燃氣與人們的生產生活聯系越來越緊密，開展燃氣爆炸荷載對鋼筋混凝土框架填充墻的破壞機理與防護措施的研究更加迫在眉睫，具有十分重要的理論意義和實際應用價值。
[0004]目前對建筑結構抗可燃氣體爆炸的試驗多使用氣囊加壓來代替爆炸荷載，荷載特點受人為控制，與真實可燃氣體爆炸荷載存在差異。
[0005]因此，現有技術存在的問題是:不能用真實的可燃氣體爆炸荷載對填充墻進行加載試驗，無法獲取準確的填充墻抗爆性能、破壞形式等參數。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種填充墻在可燃氣體爆炸作用下的動力響應的試驗裝置，能夠用真實的可燃氣體爆炸荷載對填充墻加載，進行動力響應試驗，為科學計算和工程設計提供填充墻抗爆性能、破壞形式等參數。
[0007]實現本發明目的的技術解決方案為:
[0008]—種填充墻可燃氣體爆炸動力響應試驗裝置，包括無后側墻的鋼筋混凝土房間、固定連接在所述房間后側墻的鋼筋混凝土框架，所述框架上預制有試驗磚墻，在所述房間的前側墻上設有泄爆孔，所述泄爆孔內安裝泄爆材料，在所述房間的前側墻內側設有多個壓力傳感器，在所述試驗磚墻外側設有位移計，所述壓力傳感器和位移計均與數據采集器信號相連，在所述房間內設有點火頭，在所述房間外設有與房間相通的可燃氣體源。
[0009]本發明與現有技術相比，其顯著優點:
[0010]能夠用真實的可燃氣體爆炸荷載對填充墻加載，進行動力響應試驗，為科學計算和工程設計提供填充墻抗爆性能、破壞形式等參數。
[0011]并且，試驗磚墻和鋼筋混凝土框架預制在一起，鋼筋混凝土框架和鋼筋混凝土房間通過螺栓可以自由拆卸、組裝，因此能夠快速進行多組工況的試驗。
[0012]帶水冷系統和濾光膜片的壓力傳感器能更準確的記錄到壓力數據；
[0013]位移計尾部固定在鋼筋混凝土框架上，使得位移計首尾兩端的相對位移消除，提高了實測位移數據的準確性。
[0014]高速攝像機能捕捉到墻體破裂、倒塌、碎片飛散的全過程。
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明填充墻可燃氣體爆炸動力響應試驗裝置結構示意圖。
[0017]圖2是圖1的平面圖。
[0018]圖中，1.泄爆洞口，2.壓力傳感器，3.鋼筋混凝土房間，4.點火頭，5.鋼筋混凝土框架，6.數據采集儀，7.電腦，8.試驗磚墻，9.高速攝像機，10.高速攝像機，11.紅外線氣體分析儀，12.防爆風機，13.位移計，14.螺栓，15.螺母，16.細鋼絲，可燃氣體源100，燃氣瓶組101，進氣閥102，進氣管103。
【具體實施方式】
[0019]如圖1和2所示，本發明填充墻可燃氣體爆炸動力響應試驗裝置，其包括無后側墻的鋼筋混凝土房間3、固定連接在所述房間3后側墻的鋼筋混凝土框架5，所述框架5上預制有試驗磚墻8，在所述房間3的前側墻上設有泄爆孔1，所述泄爆孔I內安裝泄爆材料，在所述房間3的前側墻內側設有多個壓力傳感器2，在所述試驗磚墻8外側設有位移計16，所述壓力傳感器2和位移計16均與數據采集器6信號相連，在所述房間3內設有點火頭4，在所述房間3外設有與房間3相通的可燃氣體源。
[0020]數據采集器6可再與電腦7相連。點火頭4可綁扎在細鋼絲19上。
[0021]所述房間3與框架5通過螺栓17連接，所述螺栓17 —端預埋在房間3兩側墻后沿，另一端穿過框架5后緊固。
[0022]所述可燃氣體源100包括燃氣瓶組101和進氣閥102，通過進氣管103串聯后與房間3相通。
[0023]還包括置于房間3外的探頭可伸入房間3內的紅外線氣體分析儀11。
[0024]還包括置于房間3外可拍攝沖出泄爆孔I的火焰的第一高速攝像機9和可拍攝試驗磚墻8響應的第二高速攝像機10。
[0025]所述壓力傳感器2帶水冷系統和濾光膜片。
[0026]考慮到一般泄爆材料的抗爆能力及可燃氣體的爆炸壓力，鋼筋混凝土房間6按能抵抗600kPa內部超壓來進行結構配筋計算。
[0027]試驗磚墻8和鋼筋混凝土框架5是預制在一起，并且鋼筋混凝土框架5和鋼筋混凝土房間3通過螺栓17可以自由拆卸、組裝，因此能夠快速進行多組工況的試驗。
[0028]房間外部設置的高速攝像機9能捕捉到磚墻破裂、倒塌、碎片飛散的全過程。
[0029]通過在泄壓洞口 I上安裝不同的泄爆材料比如不同厚度、類型的玻璃、薄膜、木板等來得到不同的泄爆壓力。
[0030]室內墻壁上任意位置處可以安裝細鋼絲19，從而可以任意指定點火頭4的位置。
[0031]本發明試驗裝置操作步驟具體為:
[0032]1、吊裝鋼筋混凝土框架5和試驗墻體8這個組合構件至鋼筋混凝土房間3背面，通過螺栓17固定牢靠。
[0033]2、通過細鋼絲19在指定位置安裝點火頭4 ；
[0034]3、在泄爆洞口 I上安裝泄爆材料；
[0035]4、打開減壓閥102，通過進氣管103從燃氣瓶組101向鋼筋混凝土房間3內充入可燃氣體；
[0036]5、使用紅外線氣體分析儀11對室內濃度進行實時監測，同時打開防爆風機13，將室內混合氣體充分混合，使得室內處處濃度相同；
[0037]6、當濃度達到指定數值時，關閉防爆風機13，靜置30秒后，引爆點火頭4，通過壓力傳感器2記錄爆炸壓力，通過位移計16記錄墻體變形，通過高速攝像機9拍攝墻體破裂、倒塌、碎片飛散的全過程。
[0038]采用本發明的試驗裝置，能夠順利進行填充墻在可燃氣體爆炸作用下的動力響應試驗，為科學計算和工程設計提供填充墻抗爆性能、破壞形式等參數。并且，試驗磚墻和鋼筋混凝土框架預制在一起，鋼筋混凝土框架和鋼筋混凝土房間通過螺栓可以自由拆卸、組裝，因此能夠快速進行多組工況的試驗。帶水冷系統和濾光膜片的壓力傳感器能更準確的記錄到壓力數據；位移計尾部固定在鋼筋混凝土框架上，使得位移計首尾兩端的相對位移消除，提高了實測位移數據的準確性。高速攝像機能捕捉到磚墻破裂、倒塌、碎片飛散的全過程。
【主權項】
1.一種填充墻可燃氣體爆炸動力響應試驗裝置，其特征在于:包括無后側墻的鋼筋混凝土房間(3)、固定連接在所述房間(3)后側墻的鋼筋混凝土框架(5)，所述框架(5)上預制有試驗磚墻(8)，在所述房間(3)的前側墻上設有泄爆孔(I)，所述泄爆孔(I)內安裝泄爆材料，在所述房間(3)的前側墻內側設有多個壓力傳感器(2)，在所述試驗磚墻(8)外側設有位移計(16)，所述壓力傳感器(2)和位移計(16)均與數據采集器(6)信號相連，在所述房間(3)內設有點火頭(4)，在所述房間(3)外設有與房間(3)相通的可燃氣體源(100)。2.根據權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于:所述房間(3)與框架(5)通過螺栓(17)連接，所述螺栓(17) —端預埋在房間(3)兩側墻后沿，另一端穿過框架(5)后緊固。3.根據權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于:所述可燃氣體源(I)包括燃氣瓶組(101)和進氣閥(102)，通過進氣管(103)串聯后與房間(3)相通。4.根據權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于:還包括置于房間⑶外，探頭可伸入房間(3)內的紅外線氣體分析儀(11)。5.根據權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于:還包括置于房間⑶外可拍攝沖出泄爆孔(I)的火焰的第一高速攝像機(9)和可拍攝試驗磚墻(8)響應的第二高速攝像機(1)06.根據權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于:所述壓力傳感器(2)帶水冷系統和濾光膜片。7.根據權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于:所述房間(3)的鋼筋混凝土按能抵抗600kPa內部超壓進行結構配筋計算。
【專利摘要】本發明公開一種填充墻可燃氣體爆炸動力響應試驗裝置，包括無后側墻的鋼筋混凝土房間(3)、固定連接在所述房間(3)后側墻的鋼筋混凝土框架(5)，所述框架(5)上預制有試驗磚墻(8)，在所述房間(3)的前側墻上設有泄爆孔(1)，所述泄爆孔(1)內安裝泄爆材料，在所述房間(3)的前側墻內側設有多個壓力傳感器(2)，在所述試驗磚墻(8)外側設有位移計(16)，所述壓力傳感器(2)和位移計(16)均與數據采集器(6)信號相連，在所述房間(3)內設有點火頭(4)，在所述房間(3)外設有與房間(3)相通的可燃氣體源。本發明的動力響應試驗裝置，能夠用真實的可燃氣體爆炸荷載對填充墻進行加載。
【IPC分類】G01M7/08
【公開號】CN105136421
【申請號】CN201510638110
【發明人】方秦, 鮑麒, 李展, 張亞棟, 相恒波, 陳力, 楊石剛
【申請人】中國人民解放軍理工大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月30日