CN114076809B - 一种建筑结构十字节点耐火性能试验装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑结构十字节点耐火性能试验装置及其工作方法，专门用于建筑十字节点的耐火性能试验。本发明包括试验炉系统、加载系统和液压系统；试验炉系统包括试验炉，试验炉包括炉体、烧嘴和炉盖；加载系统包括加载梁装置、柱加载装置、加载框架、梁端约束装置、梁加载装置和底座装置；加载梁装置包括加载梁；柱加载装置包括柱加载油缸座、柱加载液压缸、柱加载液压缸连接头、试件柱顶部连接头、水平拉杆底座和水平拉杆；梁端约束装置包括梁端约束液压缸座、梁端约束液压缸、梁端约束液压缸连接头、试件梁端连接头、竖直拉杆和竖直拉杆座；梁加载装置包括抱箍、梁加载液压缸连接头、梁加载液压缸和梁加载液压缸底座。

Description

一种建筑结构十字节点耐火性能试验装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种建筑结构十字节点耐火性能试验装置及其工作方法。

背景技术

建筑节点的耐火性能对整个建筑物的防火控火起到了至关重要的作用。当火灾发生后，一旦建筑节点被破坏，会对建筑结构和人员财产安全造成重大威胁。近年来，我国涌现了一大批超大型或高层的现代化公共建筑，如体育馆、展览馆、影剧院、酒店、机场、商业广场等。十字节可视为梁与柱的组合，但不同于单一梁或柱的受力，十字节点作为一个整体，水平方向与垂直方向的受力情况相互影响。然而，由于我国目前没有关于建筑十字节点的耐火性能试验装置，因此在实际消防工程的施工和验收过程中遇到了一系列难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的建筑结构十字节点耐火性能试验装置及其工作方法，专门用于建筑十字节点的耐火性能试验。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种建筑结构十字节点耐火性能试验装置，其特征在于：包括试验炉系统、加载系统和液压系统；

试验炉系统包括试验炉，试验炉包括炉体、烧嘴和炉盖；烧嘴安装在炉体上，并伸入炉体的内部；炉盖安装在炉体上；

加载系统包括加载梁装置、柱加载装置、加载框架、梁端约束装置、梁加载装置和底座装置；

试验炉固定安装在加载框架上；

加载梁装置包括加载梁，加载梁滑动安装在加载框架上；

柱加载装置位于试验炉的上方，其包括柱加载油缸座、柱加载液压缸、柱加载液压缸连接头、试件柱顶部连接头、水平拉杆底座和水平拉杆；柱加载油缸座固定安装在加载梁上；柱加载液压缸竖直设置，其缸体铰接安装在柱加载油缸座上；柱加载液压缸连接头安装在柱加载液压缸的活塞杆上；试件柱顶部连接头铰接安装在柱加载液压缸连接头上；水平拉杆水平设置，其一端通过螺栓与试件柱顶部连接头连接固定，另一端铰接有水平拉杆底座；水平拉杆底座固定安装在加载框架上；

梁端约束装置为两套，分别位于试验炉的左右两侧，两套梁端约束装置相对设置；梁端约束装置包括梁端约束液压缸座、梁端约束液压缸、梁端约束液压缸连接头、试件梁端连接头、竖直拉杆和竖直拉杆座；梁端约束液压缸座固定安装在加载框架上；梁端约束液压缸水平设置，其缸体铰接安装在梁端约束液压缸座上；梁端约束液压缸连接头安装在梁端约束液压缸的活塞杆上；试件梁端连接头铰接安装在梁端约束液压缸连接头上；竖直拉杆竖直设置，其顶部铰接安装在梁端约束液压缸连接头上，底部铰接安装有竖直拉杆座；竖直拉杆座固定安装在基础上；

梁加载装置为两套，分别位于试验炉的左右两侧，且位于试验炉和梁端约束装置之间；梁加载装置包括抱箍、梁加载液压缸连接头、梁加载液压缸和梁加载液压缸底座；梁加载液压缸竖直设置，其缸体铰接安装在梁加载液压缸底座上；梁加载液压缸底座固定安装在基础上；梁加载液压缸连接头安装在梁加载液压缸的活塞杆上；抱箍铰接安装在梁加载液压缸连接头上；

底座装置固定安装在基础上，且位于试验炉的下方；

液压系统与柱加载液压缸、梁加载液压缸、梁端约束液压缸连接。

本发明所述的试验炉系统还包括空气管路系统，空气管路系统包括引风机、空气管路主管、空气管路支管、空气调节阀和嘴前空气管路；空气管路主管与引风机连接；嘴前空气管路一端与烧嘴连接，另一端与空气管路支管连接，空气管路支管与空气管路主管连接；空气调节阀安装在嘴前空气管路上。

本发明所述的试验炉系统还包括燃气管路系统，燃气管路系统包括嘴前燃气管路、燃气管路支管、空燃比例调节阀、嘴前电磁阀和燃气管路主管；嘴前燃气管路一端与烧嘴连接，另一端与燃气管路支管连接，燃气管路支管与燃气管路主管连接；空燃比例调节阀安装在嘴前燃气管路上；嘴前电磁阀安装在嘴前燃气管路上。

本发明所述的加载框架包括加载梁固定座、导轨、行走梁、立柱、水平拉杆梁、梁端约束梁、两端约束梁底座以及炉子安装座；炉子安装座、水平拉杆梁、梁端约束梁、行走梁和加载梁固定座均固定在立柱上；导轨固定安装在行走梁上，加载梁的底部设置有走轮，走轮设置在导轨上；梁端约束梁通过两端约束梁底座与基础固定；试验炉固定安装在炉子安装座上；梁端约束液压缸座固定安装在梁端约束梁上；水平拉杆底座固定安装在水平拉杆梁上。

本发明所述的抱箍包括试件梁固定板、螺杆、试件梁固定接头和螺母；试件梁固定板位于试件梁固定接头的上方，两者通过螺杆和螺母连接在一起。

本发明所述的底座装置包括铰接底座和固定底座，固定底座与基础固定；铰接底座包括试件柱底部连接头和底座连接头；试件柱底部连接头铰接安装在底座连接头上；底座连接头与固定底座固定。

本发明所述的炉体的两侧壁上设置有炉体侧壁槽，底部设置有炉体底部孔；所述的炉盖上设置有炉盖孔。

本发明所述的柱加载装置还包括柱加载液压缸关节轴承和柱加载液压缸前端销轴，柱加载液压缸关节轴承安装在柱加载液压缸连接头上，试件柱顶部连接头通过柱加载液压缸前端销轴安装在柱加载液压缸关节轴承上；所述的梁端约束装置还包括梁端约束液压缸关节轴承和梁端约束液压缸前端销轴，梁端约束液压缸关节轴承通过梁端约束液压缸前端销轴安装在梁端约束液压缸连接头上，试件梁端连接头安装在梁端约束液压缸关节轴承上；所述的梁加载装置还包括梁加载液压缸关节轴承和梁加载液压缸前端销轴，梁加载液压缸关节轴承安装在梁加载液压缸连接头上，抱箍通过梁加载液压缸前端销轴安装在梁加载液压缸关节轴承上。

一种建筑结构十字节点耐火性能试验装置的工作方法，其特征在于：步骤如下：

1）、十字节点的试件安装时，将水平拉杆和试件柱顶部连接头之间的螺栓拆开，水平拉杆和试件柱顶部连接头分离；将加载梁装置移动至一边，露出试验炉位置；将炉盖吊至附近，露出试件的安装工位，将试件吊装进炉体内，试件的梁的两端伸出炉体外，试件的柱的底部伸出炉体外；将试件的柱的底部与底座装置装配固定在一起，将试件的梁的两端分别与两套梁端约束装置中的试件梁端连接头装配固定在一起，同时抱箍将试件的梁夹紧；将炉盖吊装至工位，炉盖盖在炉体上，且试件的柱的顶端伸出炉盖外；加载梁装置移动至加载位置，将水平拉杆和试件柱顶部连接头通过螺栓重新固定在一起，将试件的柱的顶端与柱加载装置的试件柱顶部连接头装配固定在一起；

2）、试验时，开启烧嘴，火焰稳定后开始加载试验，液压系统驱动柱加载液压缸、梁加载液压缸、梁端约束液压缸工作；

3）、试验后，关闭烧嘴，液压系统停止加载，卸除载荷，待试验炉冷却至室温后将试件上下及两侧连接拆除，将炉盖移位，将试件吊出试验炉。

本发明试件安装前，对试件进行加工：在试件的柱的顶端安装顶端法兰，底端安装底端法兰；在试件的在梁的两端安装梁端法兰。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明可有效模拟建筑节点在受火时的受力情况，该试验装置可将整个十字节点整体受火，同时可在节点的两端、梁中心位置以及顶端加载，通过油缸的加载，可模拟节点各场景的受力曲线，既可如墙炉测试柱方向的受力性能，也可像梁板炉测试梁方向的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例试验炉系统的结构示意图。

图3为本发明实施例试验炉的横向剖视结构示意图。

图4为本发明实施例空气管路系统的结构示意图。

图5为本发明实施例燃气管路系统的结构示意图。

图6为本发明实施例加载系统的结构示意图。

图7-1为本发明实施例加载梁装置的主视结构示意图。

图7-2为本发明实施例加载梁装置的侧视结构示意图。

图8-1为本发明实施例柱加载装置的主视结构示意图。

图8-2为图8-1中A-A向的剖视结构示意图。

图9-1为本发明实施例加载框架的主视结构示意图。

图9-2为本发明实施例加载框架的侧视结构示意图。

图9-3为图9-1中B-B向的剖视结构示意图。

图10-1为本发明实施例梁端约束装置的结构示意图。

图10-2为图10-1中C-C向的剖视结构示意图。

图10-3为图10-1中D-D向的剖视结构示意图。

图11-1为本发明实施例梁加载装置的结构示意图。

图11-2为图11-1中E-E向的剖视结构示意图。

图12为本发明实施例底座装置的结构示意图。

图13为本发明实施例液压系统的结构示意图。

图14为本发明实施例试件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1所示，本发明实施例包括试验炉系统1、加载系统2和液压系统3。

如图2所示，试验炉系统1包括试验炉11、空气管路系统12和燃气管路系统13。

如图3所示，试验炉11包括炉体111、烧嘴112、耐火纤维113、热电偶114、烟阀115、烟道116和炉盖117。

炉体111采用钢结构，支撑整个试验炉重量，上焊接有锚固件，用于固定耐火纤维113。炉体111的两侧壁上设置有炉体侧壁槽118，底部设置有炉体底部孔119。

耐火纤维113固定覆盖在炉体111的内壁上，耐火纤维113可将炉内的高温与外界隔绝，保障人员在试验炉外操作的安全性。

烧嘴112安装在炉体111上，并伸入炉体111内，烧嘴112在空气管路系统12以及燃气管路系统13的配合下向炉体111内提供高温环境。

热电偶114安装在炉体111上，并伸入炉体111内，热电偶114为检测炉内温度使用，控制系统可根据其反馈回的实时数据对烧嘴112做出调整。

烟道116安装在炉体111上，并与炉体111内部连通；烟阀115安装在烟道116上。烟阀115以及烟道116的设置是为了便于排烟顺畅，烟阀115可以根据烟气量实时调整开度。

炉盖117安装在炉体111的顶部，炉盖117上设置有炉盖孔。

如图4所示，空气管路系统12包括引风机121、空气管路主管122、空气管路支管123、空气调节阀124和嘴前空气管路125。

空气管路主管122与引风机121连接，引风机121用于向空气管路主管122内供应空气。

嘴前空气管路125一端与烧嘴112连接，另一端与空气管路支管123连接，空气管路支管123与空气管路主管122连接，如此嘴前空气管路125就通过空气管路支管123与空气管路主管122连接。烧嘴112为多个，对应的，嘴前空气管路125也为多条。空气管路支管123将空气管路主管122内的空气通过嘴前空气管路125送入烧嘴112。

空气调节阀124安装在嘴前空气管路125上，控制线与PLC采集控制模块的对应通道的接线端子相连。

如图5所示，燃气管路系统包括嘴前燃气管路131、燃气管路支管132、空燃比例调节阀133、嘴前电磁阀134、燃气管路主管135、燃气主管电磁阀136、减压阀137、过滤器138和燃气总管切断阀139。

燃气主管电磁阀136、减压阀137、过滤器138、燃气总管切断阀139依次安装在燃气管路主管135上。减压阀137与过滤器138分别用于稳定燃气压力和保障燃气洁净度，燃气主管电磁阀136与燃气总管切断阀139用于保障试验安全，极端情况下可以及时切断燃气供应。

嘴前燃气管路131一端与烧嘴112连接，另一端与燃气管路支管132连接，燃气管路支管132与燃气管路主管135连接，如此嘴前燃气管路131就通过燃气管路支管132与燃气管路主管135连接。烧嘴112为多个，对应的，嘴前燃气管路131也为多条。燃气管路支管132将燃气管路主管135内的燃气通过嘴前燃气管路131送入烧嘴112。

空燃比例调节阀133安装在嘴前燃气管路131上，空燃比例调节阀133通过嘴前空气管路125输送的空气量的多少调节嘴前燃气管路131的燃气量，保证火焰始终保持优良的燃烧状态。

嘴前电磁阀134安装在嘴前燃气管路131上，嘴前电磁阀134用于控制燃气的开闭。

如图6所示，加载系统2包括加载梁装置21、柱加载装置22、加载框架23、梁端约束装置24、梁加载装置25与底座装置26。

如图7-1和图7-2所示，加载梁装置21作用为固定柱加载装置22，其包括加载梁211、走轮212与钩头213。加载梁装置21位于试验炉11的上方。

加载梁211用于柱加载装置22的固定。

走轮212安装在加载梁211的底部。在柱加载装置22工作时，加载梁装置21需要承受加载的反作用力，由于总重达4t，所以设置走轮212便于行走。

钩头213安装在加载梁211的底部。设置钩头213方便安装与检修。

如图8-1和图8-2所示，柱加载装置22可以为试件提供最大300t的竖直方向上的加载力。柱加载装置22位于试验炉11的上方，其包括柱加载油缸座221、柱加载液压缸尾部销轴222、柱加载液压缸223、柱加载液压缸连接头224、柱加载液压缸关节轴承225、柱加载液压缸前端销轴226、试件柱顶部连接头227、水平拉杆底座228、水平拉杆销轴229和水平拉杆2210。

柱加载油缸座221固定安装在加载梁211上。

柱加载液压缸223竖直向下设置，其缸体尾部通过柱加载液压缸尾部销轴222铰接安装在柱加载油缸座221上。柱加载液压缸223为提供顶端加载力所用，此装备中，最大的加载力设计为300t。

柱加载液压缸连接头224采用旋转连接的方式安装在柱加载液压缸223的活塞杆的头部。

柱加载液压缸关节轴承225安装在柱加载液压缸连接头224上，试件柱顶部连接头227通过柱加载液压缸前端销轴226安装在柱加载液压缸关节轴承225上。如此试件柱顶部连接头227就铰接安装在了柱加载液压缸连接头224上。试件柱顶部连接头227面向试验炉11。

柱加载液压缸尾部销轴222、柱加载液压缸连接头224、柱加载液压缸关节轴承225、柱加载液压缸前端销轴226均为保证柱加载液压缸223的与试件的铰接而设置，铰接的固定方式可以保障柱加载液压缸223可以自由沿着长度方向运动，避免柱加载液压缸223的侧向力进而保障液压缸的安全工作。

水平拉杆2210水平设置，其一端通过螺栓与试件柱顶部连接头227连接固定，另一端通过水平拉杆销轴229铰接有水平拉杆底座228。

试件柱顶部连接头227、水平拉杆底座228、水平拉杆销轴229以及水平拉杆2210的设计可以约束试件4另一个方向的自由度，保证试件4只能沿着铰接方向运动。

如图9-1、图9-2和图9-3所示，加载框架23保证整个系统的稳定性，其包括加载梁固定座231、导轨232、行走梁233、立柱234、水平拉杆梁235、梁端约束梁236、两端约束梁底座237以及炉子安装座238。

立柱234用于支撑整个加载系统，炉子安装座238、水平拉杆梁235、梁端约束梁236、行走梁233和加载梁固定座231均固定在立柱234上。立柱234固定安装在基础上。

加载梁固定座231用于在试验时固定加载梁211，在试验时加载梁受到的反作用力向上，由加载梁固定座231来承受。

导轨232固定安装在行走梁233上，加载梁装置21的走轮212设置在导轨232上，如此加载梁211就滑动安装在加载框架23上。导轨232与行走梁233的组合，可以使得加载梁装置21在走轮212的帮助下来回移动位置，使得试件4可以吊装至设计工位。

水平拉杆底座228固定安装在水平拉杆梁235上。

梁端约束梁236还通过两端约束梁底座237与基础固定，强化加载系统的整体强度。

炉子安装座238用于支撑试验炉体。试验炉11固定安装在炉子安装座238上。

如图10-1、图10-2和图10-3所示，梁端约束装置24可以将试件4的梁43的两端位置固定，梁端约束装置24为两套，分别位于试验炉11的左右两侧，两套梁端约束装置24相对设置。梁端约束装置24包括梁端约束液压缸座241、梁端约束液压缸尾部销轴242、梁端约束液压缸243、梁端约束液压缸连接头244、梁端约束液压缸前端销轴245、梁端约束液压缸关节轴承246、试件梁端连接头247、竖直拉杆248、竖直拉杆尾部销轴249和竖直拉杆座2410。

梁端约束液压缸座241固定安装在梁端约束梁236上。

梁端约束液压缸243水平设置，其缸体尾部通过梁端约束液压缸尾部销轴242铰接安装在梁端约束液压缸座241上。梁端约束液压缸243用于提供端部加载力，本试验装置最大的端部加载力为150t。

梁端约束液压缸连接头244采用旋转连接的方式安装在梁端约束液压缸243的活塞杆的头部。

梁端约束液压缸关节轴承246通过梁端约束液压缸前端销轴245安装在梁端约束液压缸连接头244上，试件梁端连接头247安装在梁端约束液压缸关节轴承246上，如此试件梁端连接头247就铰接安装在了梁端约束液压缸连接头244上。试件梁端连接头247面向试验炉11。

梁端约束液压缸尾部销轴242、梁端约束液压缸连接头244、梁端约束液压缸前端销轴245以及梁端约束液压缸关节轴承246用于保证梁端约束液压缸243前后均为铰接固定，铰接固定方式可以保障梁端约束液压缸243的工作稳定性。

竖直拉杆248竖直设置，其顶部安装在梁端约束液压缸前端销轴245上，如此竖直拉杆248的顶部就铰接安装在了梁端约束液压缸连接头244上；竖直拉杆248底部通过竖直拉杆尾部销轴249铰接安装有竖直拉杆座2410。

竖直拉杆座2410固定安装在基础上。

竖直拉杆248、竖直拉杆尾部销轴249以及竖直拉杆座2410设置可以约束试件4的自由度，保证试件连接点竖直方向上的位移控制在极小的方位内，不可左右摆动。

如图11-1和11-2图所示，梁加载装置25可以在试件4梁的中间位置施加最大100t的推力或拉力，梁加载装置25为两套，分别位于试验炉11的左右两侧，且位于试验炉11和梁端约束装置24之间。梁加载装置25包括抱箍、梁加载液压缸前端销轴255、梁加载液压缸关节轴承256、梁加载液压缸连接头257、梁加载液压缸258、梁加载液压缸尾部销轴259和梁加载液压缸底座2510。

抱箍包括试件梁固定板251、螺杆252、试件梁固定接头253和螺母254。试件梁固定板251位于试件梁固定接头253的上方，两者通过螺杆252和螺母254连接在一起。为了满足不同高度试件的夹装需求，使用梁固定板251以及试件梁固定接头253与试件上下端紧密贴合，配合上螺杆252与螺母254拧紧后将位置固定。

梁加载液压缸258竖直向上设置，其缸体尾部通过梁加载液压缸尾部销轴259铰接安装在梁加载液压缸底座2510上。梁加载液压缸258用于提供试件梁的加载力，此装备中，最大的加载力为100t，行程为200mm，梁加载液压缸258可以沿着垂直方向上下各位移100mm。

梁加载液压缸底座2510固定安装在基础上，与基础牢牢固定可以有效保障加载试验过程中的安全性。

梁加载液压缸连接头257采用旋转连接的方式安装在梁加载液压缸258的活塞杆的头部。

梁加载液压缸关节轴承256安装在梁加载液压缸连接头257上，试件梁固定接头253通过梁加载液压缸前端销轴255安装在梁加载液压缸关节轴承256上。如此抱箍就铰接安装在了梁加载液压缸连接头257上。

为了配合梁加载液压缸258的前后端铰接配合需求，设计梁加载液压缸前端销轴255、梁加载液压缸关节轴承256、梁加载液压缸连接头257以及梁加载液压缸尾部销轴259。

如图12所示，底座装置26下部与基础连接固定，上部与试件4的下端固定。底座装置26位于试验炉11的下方，其包括铰接底座264和固定底座265，根据试验试件需要变换连接方式，当需要固接时，试件与固定底座265直接螺栓连接，固定底座265与基础直接焊接固定，不需要用到铰接底座264。当需要铰接时，将铰接底座264下端先与固定底座265螺栓连接，上端再与试件连接。

铰接底座264包括试件柱底部连接头261、底座连接头262与铰接底座销轴263；试件柱底部连接头261通过铰接底座销轴263铰接安装在底座连接头262上；底座连接头262与固定底座265螺栓连接。

如图13所示，液压系统3与柱加载液压缸223、梁加载液压缸258、梁端约束液压缸243连接，其设置有油箱31、加热器32、温度计33、空滤器34、液位继电器35、滤油器36、冷却器37、叶片泵38、柱塞泵39、溢流阀310、电磁卸荷阀311、蓄能器312、伺服阀313、电磁换向阀314、电磁球阀315与压力传感器316。油箱31负责存储多余液压油，加热器32与冷却器37用于保证液压油温度，温度计33用于实时反馈液压油温度，空滤器34与滤油器34用于保障液压油质量，液位继电器35用于判断液位，叶片泵38与柱塞泵39用于保持液压油循环，溢流阀310、电磁卸荷阀311以及蓄能器312用于保证液压系统功能，伺服阀313、电磁球阀315、压力传感器316用于液压缸的精度闭环控制。此装备中液压系统精度超过国标要求，偏差可控制在0.5%以内。

如图14所示，试件4呈十字形，主体由柱42和梁43构成，以底部铰接十字节点试件4为例，试件高3300mm长5390mm。

在柱42的顶端安装顶端法兰41，用于与柱加载装置22相连，底端安装底端法兰45，用于与底座装置26相连。在梁43的两端安装梁端法兰44，用于与两侧的梁端约束装置24相连。

一种建筑结构十字节点耐火性能试验装置的工作方法，步骤如下：

1）、试件4加工：在试件4的柱42的顶端安装顶端法兰41，底端安装底端法兰45；试件4的梁43的两端安装梁端法兰44；

2）、试件4安装时，将水平拉杆2210和试件柱顶部连接头227之间的螺栓拆开，水平拉杆2210和试件柱顶部连接头227分离；将加载梁装置21通过走轮212与导轨232的配合移动至行走梁233上的一边，露出试验炉11位置；将炉盖117吊至附近，露出试件4的安装工位，将试件4通过行车吊装进炉体111内，梁43的两端分别通过炉体侧壁槽118伸出炉体111外，柱42的底部通过炉体底部孔119伸出炉体111外；将柱42底端法兰45与铰接底座264的试件柱底部连接头261装配固定在一起，将梁43两端的梁端法兰44分别与两套梁端约束装置24中的试件梁端连接头247装配固定在一起，同时调整梁固定板251、螺杆252位置，配合上试件梁固定接头253以及螺母254将试件4的梁夹紧；将炉盖117吊装至工位，炉盖117盖在炉体111上，且柱42的顶部通过炉盖孔伸出炉盖117外；加载梁装置21移动至加载位置，加载梁211位于加载梁固定座231下方，将水平拉杆2210和试件柱顶部连接头227通过螺栓重新固定在一起，将试件4的柱42的顶端法兰41与柱加载装置22的试件柱顶部连接头227装配固定在一起；使用耐火材料将炉体111与试件4间的空隙封堵，待检查封堵完毕后准备开始试验。

3）、试验时，先将引风机121以及烟阀115打开，待风压稳定后依次开启烧嘴112，火焰稳定后开始加载试验，液压系统3驱动柱加载液压缸223、梁加载液压缸258、梁端约束液压缸243工作；操作人员在操作系统中设置各位置的加载力，液压系统3可根据设定的目标自动高精度的施加加载力，各传感器运行收集试验过程中的数据，后续根据需要选用目标数据研究受火条件下的受力曲线。

4）、试验后，关闭烧嘴112以及燃气总管手动切断阀139，液压系统3停止加载，卸除载荷，待试验炉11冷却至室温后将试件4上下及两侧连接拆除，将炉盖117移位，使用行车将试件4吊出试验炉11。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。

Claims (10)

1.一种建筑结构十字节点耐火性能试验装置，其特征在于：包括试验炉系统、加载系统和液压系统；

试验炉系统包括试验炉，试验炉包括炉体、烧嘴和炉盖；烧嘴安装在炉体上，并伸入炉体的内部；炉盖安装在炉体上；

加载系统包括加载梁装置、柱加载装置、加载框架、梁端约束装置、梁加载装置和底座装置；

试验炉固定安装在加载框架上；

加载梁装置包括加载梁，加载梁滑动安装在加载框架上；

柱加载装置位于试验炉的上方，其包括柱加载油缸座、柱加载液压缸、柱加载液压缸连接头、试件柱顶部连接头、水平拉杆底座和水平拉杆；柱加载油缸座固定安装在加载梁上；柱加载液压缸竖直设置，其缸体铰接安装在柱加载油缸座上；柱加载液压缸连接头安装在柱加载液压缸的活塞杆上；试件柱顶部连接头铰接安装在柱加载液压缸连接头上；水平拉杆水平设置，其一端通过螺栓与试件柱顶部连接头连接固定，另一端铰接有水平拉杆底座；水平拉杆底座固定安装在加载框架上；

梁端约束装置为两套，分别位于试验炉的左右两侧，两套梁端约束装置相对设置；梁端约束装置包括梁端约束液压缸座、梁端约束液压缸、梁端约束液压缸连接头、试件梁端连接头、竖直拉杆和竖直拉杆座；梁端约束液压缸座固定安装在加载框架上；梁端约束液压缸水平设置，其缸体铰接安装在梁端约束液压缸座上；梁端约束液压缸连接头安装在梁端约束液压缸的活塞杆上；试件梁端连接头铰接安装在梁端约束液压缸连接头上；竖直拉杆竖直设置，其顶部铰接安装在梁端约束液压缸连接头上，底部铰接安装有竖直拉杆座；竖直拉杆座固定安装在基础上；

梁加载装置为两套，分别位于试验炉的左右两侧，且位于试验炉和梁端约束装置之间；梁加载装置包括抱箍、梁加载液压缸连接头、梁加载液压缸和梁加载液压缸底座；梁加载液压缸竖直设置，其缸体铰接安装在梁加载液压缸底座上；梁加载液压缸底座固定安装在基础上；梁加载液压缸连接头安装在梁加载液压缸的活塞杆上；抱箍铰接安装在梁加载液压缸连接头上；

底座装置固定安装在基础上，且位于试验炉的下方；

液压系统与柱加载液压缸、梁加载液压缸、梁端约束液压缸连接；

十字节点的试件安装时，将水平拉杆和试件柱顶部连接头之间的螺栓拆开，水平拉杆和试件柱顶部连接头分离；将加载梁装置移动至一边，露出试验炉位置；将炉盖吊至附近，露出试件的安装工位，将试件吊装进炉体内，试件的梁的两端伸出炉体外，试件的柱的底部伸出炉体外；将试件的柱的底部与底座装置装配固定在一起，将试件的梁的两端分别与两套梁端约束装置中的试件梁端连接头装配固定在一起，同时抱箍将试件的梁夹紧；将炉盖吊装至工位，炉盖盖在炉体上，且试件的柱的顶端伸出炉盖外；加载梁装置移动至加载位置，将水平拉杆和试件柱顶部连接头通过螺栓重新固定在一起，将试件的柱的顶端与柱加载装置的试件柱顶部连接头装配固定在一起。

2.根据权利要求1所述的建筑结构十字节点耐火性能试验装置，其特征在于：所述的试验炉系统还包括空气管路系统，空气管路系统包括引风机、空气管路主管、空气管路支管、空气调节阀和嘴前空气管路；空气管路主管与引风机连接；嘴前空气管路一端与烧嘴连接，另一端与空气管路支管连接，空气管路支管与空气管路主管连接；空气调节阀安装在嘴前空气管路上。

3.根据权利要求1所述的建筑结构十字节点耐火性能试验装置，其特征在于：所述的试验炉系统还包括燃气管路系统，燃气管路系统包括嘴前燃气管路、燃气管路支管、空燃比例调节阀、嘴前电磁阀和燃气管路主管；嘴前燃气管路一端与烧嘴连接，另一端与燃气管路支管连接，燃气管路支管与燃气管路主管连接；空燃比例调节阀安装在嘴前燃气管路上；嘴前电磁阀安装在嘴前燃气管路上。

4.根据权利要求1所述的建筑结构十字节点耐火性能试验装置，其特征在于：所述的加载框架包括加载梁固定座、导轨、行走梁、立柱、水平拉杆梁、梁端约束梁、两端约束梁底座以及炉子安装座；炉子安装座、水平拉杆梁、梁端约束梁、行走梁和加载梁固定座均固定在立柱上；导轨固定安装在行走梁上，加载梁的底部设置有走轮，走轮设置在导轨上；梁端约束梁通过两端约束梁底座与基础固定；试验炉固定安装在炉子安装座上；梁端约束液压缸座固定安装在梁端约束梁上；水平拉杆底座固定安装在水平拉杆梁上。

5.根据权利要求1所述的建筑结构十字节点耐火性能试验装置，其特征在于：所述的抱箍包括试件梁固定板、螺杆、试件梁固定接头和螺母；试件梁固定板位于试件梁固定接头的上方，两者通过螺杆和螺母连接在一起。

6.根据权利要求1所述的建筑结构十字节点耐火性能试验装置，其特征在于：所述的底座装置包括铰接底座和固定底座，固定底座与基础固定；铰接底座包括试件柱底部连接头和底座连接头；试件柱底部连接头铰接安装在底座连接头上；底座连接头与固定底座固定。

7.根据权利要求1所述的建筑结构十字节点耐火性能试验装置，其特征在于：所述的炉体的两侧壁上设置有炉体侧壁槽，底部设置有炉体底部孔；所述的炉盖上设置有炉盖孔。

8.根据权利要求1所述的建筑结构十字节点耐火性能试验装置，其特征在于：所述的柱加载装置还包括柱加载液压缸关节轴承和柱加载液压缸前端销轴，柱加载液压缸关节轴承安装在柱加载液压缸连接头上，试件柱顶部连接头通过柱加载液压缸前端销轴安装在柱加载液压缸关节轴承上；所述的梁端约束装置还包括梁端约束液压缸关节轴承和梁端约束液压缸前端销轴，梁端约束液压缸关节轴承通过梁端约束液压缸前端销轴安装在梁端约束液压缸连接头上，试件梁端连接头安装在梁端约束液压缸关节轴承上；所述的梁加载装置还包括梁加载液压缸关节轴承和梁加载液压缸前端销轴，梁加载液压缸关节轴承安装在梁加载液压缸连接头上，抱箍通过梁加载液压缸前端销轴安装在梁加载液压缸关节轴承上。

9.一种权利要求1-8任一权利要求所述的建筑结构十字节点耐火性能试验装置的工作方法，其特征在于：步骤如下：

1）、试验时，开启烧嘴，火焰稳定后开始加载试验，液压系统驱动柱加载液压缸、梁加载液压缸、梁端约束液压缸工作；

2）、试验后，关闭烧嘴，液压系统停止加载，卸除载荷，待试验炉冷却至室温后将试件上下及两侧连接拆除，将炉盖移位，将试件吊出试验炉。

10.根据权利要求9所述的建筑结构十字节点耐火性能试验装置的工作方法，其特征在于：试件安装前，对试件进行加工：在试件的柱的顶端安装顶端法兰，底端安装底端法兰；在试件的在梁的两端安装梁端法兰。