本發(fā)明屬于爆炸試驗系統(tǒng)，具體涉及一種工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)意外爆炸模擬的泄爆試驗系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在對具有潛在爆炸風(fēng)險的工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)開展建造時，應(yīng)將其防爆能力納入考慮。目前應(yīng)用最為廣泛、最有效的防爆手段為泄爆設(shè)計，已有《建筑設(shè)計防火規(guī)范》

2、(gb50016-2018)、《抗爆、泄爆門窗及屋蓋、墻體建筑構(gòu)造》(14j938)等多部規(guī)范進行了相關(guān)規(guī)定；但由于爆炸荷載具有持時短、荷載強，易突發(fā)、難預(yù)警、破壞大等諸多特點，導(dǎo)致泄爆結(jié)構(gòu)在承受爆炸荷載時表現(xiàn)出十分復(fù)雜的動力學(xué)行為，開展泄爆試驗是進行工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)抗爆防護研究最為行之有效的技術(shù)方式。然而，工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)種類多樣，根據(jù)工程材料類型可分為磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等廠房結(jié)構(gòu)；根據(jù)體系不同又可分為剛架結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)、拱結(jié)構(gòu)等；廠房的屋架也可分為鋼筋混凝土屋架、鋼屋架、木屋架等多種形式。針對如此多種類的工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)分別開展泄爆試驗研究是不切實際的，如何建立一種具有普適性、多樣性的泄爆試驗系統(tǒng)，滿足工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)泄爆防護研究的現(xiàn)實需求是亟需解決的瓶頸問題。目前泄爆試驗系統(tǒng)主要分為三類：固定容積裝置試驗系統(tǒng)、固定構(gòu)筑物試驗系統(tǒng)與可拆卸構(gòu)筑物試驗系統(tǒng)。

3、固定容積裝置試驗系統(tǒng)主要以20l球或1m3立方體爆炸容器裝置為主體，主體內(nèi)填充燃氣、粉塵等易燃物，同空氣混合后，利用點火頭引爆，并在其上開啟泄爆口，從而實現(xiàn)泄爆行為；上述系統(tǒng)不適用于工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)泄爆試驗研究，平臺主體的爆炸倉體積十分有限，且其構(gòu)型通常為球形或立方體，同工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)形式相差甚遠，其試驗結(jié)構(gòu)難以代表試劑工況，僅可做出一些定性的規(guī)律研究。

4、固定構(gòu)筑物試驗系統(tǒng)主要為足尺或縮尺條件下制作的構(gòu)筑物模型，其按照目標工況進行設(shè)計制作，試驗結(jié)構(gòu)可代表該條件建筑的泄爆作用，但該類系統(tǒng)不可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)，僅針對某種試驗工況進行設(shè)計，開展不同泄爆參數(shù)或者不同結(jié)構(gòu)構(gòu)型的試驗時，往往需要重新設(shè)計構(gòu)筑物并進行加工，其普適性較差。

5、可拆卸構(gòu)筑物實驗系統(tǒng)主要為多個單元構(gòu)筑物進行拼接而成或構(gòu)筑物的某部分可進行拆卸變換，實現(xiàn)工況變更的試驗系統(tǒng)，該類系統(tǒng)相較于前兩種系統(tǒng)的工況調(diào)節(jié)更加靈活，但此類系統(tǒng)多為掛載不同試件的抗爆間室或是可拼接式管道，多用于對固定位置的泄爆試件開展爆炸試驗，其泄爆措施僅能布置于系統(tǒng)預(yù)定位置，同時，該類系統(tǒng)無法通過拆卸來形成不同構(gòu)型的建筑模型，其泄爆與結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)整靈活性，試驗系統(tǒng)的普適性仍顯不足。

6、可以看出，既有的泄爆試驗平臺具有難以調(diào)整結(jié)構(gòu)構(gòu)型，泄爆措施布置靈活度低，試驗平臺普適性較差等技術(shù)問題。

7、因此，本技術(shù)提出一種工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)意外爆炸模擬的泄爆試驗系統(tǒng)及方法用以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明研發(fā)目的是為了解決現(xiàn)有的泄爆試驗平臺結(jié)構(gòu)構(gòu)型難以調(diào)整，泄爆措施布置靈活度低且試驗平臺普適性較差的問題。在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當理解，這個概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案：

3、方案一：一種工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)意外爆炸模擬的泄爆試驗系統(tǒng)，包括基礎(chǔ)系統(tǒng)、裝配式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、爆源控制子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，裝配式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)安裝在基礎(chǔ)系統(tǒng)上，爆源控制子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)分別設(shè)置在裝配式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)內(nèi)，所述基礎(chǔ)系統(tǒng)包括箱型基礎(chǔ)和t型槽剛性平臺，t型槽剛性平臺安裝在箱型基礎(chǔ)上，所述裝配式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括裝配式墻體、封閉墻體、結(jié)構(gòu)柱和屋面板，多個結(jié)構(gòu)柱與t型槽剛性平臺配合連接，相鄰兩根結(jié)構(gòu)柱通過柱間連梁連接，裝配式墻體和封閉墻體與結(jié)構(gòu)柱分別配合連接，裝配式墻體與封閉墻體合圍形成爆炸空間，爆源控制子系統(tǒng)布置在爆炸空間內(nèi)，屋面板安裝在裝配式墻體和封閉墻體上，裝配式墻體和屋面板上加工有泄爆部。

4、進一步的，所述t型槽剛性平臺加工有t型槽，多條t型槽橫縱交叉布置在t型槽剛性平臺上，橫向布置的t型槽與縱向布置的t型槽交叉節(jié)點處設(shè)置有圓槽，t型槽剛性平臺的底部設(shè)置有錨固桿，t型槽剛性平臺通過錨固桿固定在箱型基礎(chǔ)上。

5、進一步的，所述t型槽剛性平臺上安裝有柱腳法蘭，柱腳法蘭通過多個安裝地螺栓固定在t型槽剛性平臺上，安裝地螺栓通過圓槽滑動設(shè)置在t型槽內(nèi)，結(jié)構(gòu)柱的底部與柱腳法蘭連接。

6、進一步的，所述泄爆部包括泄爆天窗、泄爆口和泄爆門，泄爆天窗設(shè)置在屋面板上，泄爆口和泄爆門設(shè)置在裝配式墻體上。

7、進一步的，所述箱型基礎(chǔ)包括側(cè)板、頂板、隔墻和底板，底板與側(cè)板一體成型加工，頂板與底板之間設(shè)置有隔墻。

8、進一步的，所述柱間連梁上設(shè)置有墻體夾持裝置，相鄰兩根結(jié)構(gòu)柱之間設(shè)置有滑軌，側(cè)墻與滑軌滑動連接并通過墻體夾持裝置固定，墻體夾持裝置包括夾持固定端、夾持滑動端和液壓控制裝置，夾持固定端安裝在柱間連梁上，夾持滑動端與夾持固定端滑動連接，夾持滑動端上設(shè)置有液壓控制裝置，所述結(jié)構(gòu)柱上設(shè)置有多個安裝螺栓，封閉墻體通過安裝螺栓與結(jié)構(gòu)柱連接，封閉墻體的底部設(shè)置有墻體地梁。

9、進一步的，所述柱間連梁的兩端分別通過梁安裝法蘭與結(jié)構(gòu)柱連接，結(jié)構(gòu)柱上設(shè)置有柱預(yù)埋螺栓桿，梁安裝法蘭與柱預(yù)埋螺栓桿配合連接并通過緊固件固定。

10、進一步的，所述爆炸控制子系統(tǒng)的高能炸藥放置在鋼制底座上，鋼制底座通過安裝地螺栓固定在t型槽剛性平臺上，爆炸空間內(nèi)還設(shè)置有障礙物，障礙物通過連接法蘭和連接螺栓固定在t型槽剛性平臺上。

11、進一步的，所述結(jié)構(gòu)柱上設(shè)置有屋架，屋面板通過螺栓與屋架連接，屋架為拱屋架，屋面板為拱屋蓋。

12、方案二：一種工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)意外爆炸模擬的泄爆試驗方法，該方法基于方案一所述的一種工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)意外爆炸模擬的泄爆試驗系統(tǒng)所實現(xiàn)的，包括以下步驟：

13、步驟一：將t型槽剛性平臺通過底部多個錨固桿固定在箱型基礎(chǔ)上，錨固桿穿過箱型基礎(chǔ)的頂板布置在頂板與底板之間；

14、步驟二：將多個安裝地螺栓通過t型槽剛性平臺上的圓槽插入，并在t型槽內(nèi)滑動，將柱腳法蘭通過安裝地螺栓固定，將結(jié)構(gòu)柱的底部焊接在柱腳法蘭上；

15、步驟三：在相鄰兩根結(jié)構(gòu)柱之間連接柱間連梁，柱間連梁的兩端通過梁安裝法蘭與預(yù)埋在結(jié)構(gòu)柱上的柱預(yù)埋螺栓桿連接，再通過緊固件固定，將所有相鄰結(jié)構(gòu)柱之間連接好柱間連梁后，在前后兩側(cè)的結(jié)構(gòu)柱上焊接安裝螺栓，將封閉墻體通過安裝螺栓安裝在結(jié)構(gòu)柱上，再將多個側(cè)墻通過滑軌滑動在相鄰兩根結(jié)構(gòu)柱之間，確定好側(cè)墻的位置后，通過液壓控制裝置帶動夾持滑動端收縮，將側(cè)墻固定；

16、步驟四：在側(cè)墻與封閉墻體之間合圍形成的爆炸空間內(nèi)安裝放置高能炸藥，先將鋼制底座通過安裝地螺栓固定在t型槽剛性平臺上，再將高能炸藥放置在鋼制底座上，障礙物通過連接法蘭和連接螺栓固定在t型槽剛性平臺上，障礙物也放置在爆炸空間內(nèi)；

17、步驟五：在結(jié)構(gòu)柱上安裝屋架，將屋面板通過螺栓固定在屋架上，分別在屋面板和側(cè)墻上加工泄爆部，引爆高能炸藥，通過數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)并匯總分析。

18、本發(fā)明具有以下有益效果：

19、1、本發(fā)明的一種工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)意外爆炸模擬的泄爆試驗系統(tǒng)可根據(jù)試驗需要自由變更結(jié)構(gòu)尺度、材料和長寬比等，形成不同種類的工業(yè)廠房試驗?zāi)Ｐ?，泄爆措施可靈活布置于墻體、屋面板處，其種類、泄爆面積等均可靈活調(diào)整，實現(xiàn)多種泄爆條件，進行不同工況試驗或試驗系統(tǒng)需進行維護時，僅需更換目標構(gòu)件即可實現(xiàn)，不需要重新構(gòu)建試驗平臺，增加了泄爆試驗的便利性和普適性。

20、2、本發(fā)明的一種工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)意外爆炸模擬的泄爆試驗系統(tǒng)可調(diào)整爆源種類、位置、當量，從而實現(xiàn)不同類型爆炸載荷的加載，且結(jié)構(gòu)內(nèi)部地面各位置可布置不同尺寸的障礙物，使系統(tǒng)可開展不同爆源、障礙物影響下的爆炸載荷試驗。