本實(shí)用新型涉及玻璃破裂測(cè)試裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種熱荷載和風(fēng)荷載耦合作用下玻璃破裂測(cè)試裝置。

背景技術(shù)：

高層建筑的玻璃幕墻隨著樓層的升高，建筑物所受到的外界風(fēng)影響會(huì)明顯增大，風(fēng)速很容易達(dá)到20m/s以上，對(duì)于200m以上的高層建筑風(fēng)速梯度甚至為最大風(fēng)速的70％，而如此大的風(fēng)載荷對(duì)玻璃幕墻的力學(xué)性能必然會(huì)帶來(lái)較大的影響。如果高層建筑的較高層發(fā)生室內(nèi)火災(zāi)，玻璃不僅在向火面會(huì)受到較大的熱載荷，背火面也會(huì)受到較大風(fēng)載荷。這種情況下幕墻的破裂和脫落行為將與只有熱載荷的情況大不相同，并且其微觀機(jī)制也會(huì)有較大的差別。而且不同安裝方式的玻璃幕墻，例如點(diǎn)式安裝、框式安裝和全玻璃幕墻，所受到的風(fēng)載荷的影響也會(huì)有所不同，從而使問(wèn)題更加復(fù)雜化。因此，為了使此方面的研究更好地貼近真實(shí)火災(zāi)場(chǎng)景，需要對(duì)熱載荷與風(fēng)載荷共同作用下玻璃幕墻的破裂行為進(jìn)行預(yù)測(cè)和深入研究，以便對(duì)建筑立體交互火蔓延有更深的理解。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種熱荷載和風(fēng)荷載耦合作用下玻璃破裂特性實(shí)驗(yàn)研究裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種熱荷載和風(fēng)荷載耦合作用下玻璃破裂測(cè)試裝置，包括測(cè)試裝置箱體、風(fēng)機(jī)外框架、電機(jī)、風(fēng)機(jī)箱體、風(fēng)機(jī)、玻璃安裝架和底板，所述測(cè)試裝置箱體的前端設(shè)有插入熱流計(jì)的圓孔和玻璃安裝架，測(cè)試裝置箱體的后端開設(shè)有滑槽，測(cè)試裝置箱體的后上方安裝有固定架，測(cè)試裝置箱體內(nèi)的前后側(cè)均設(shè)有豎直的鐵絲，所述風(fēng)機(jī)外框架的底端設(shè)有固定支腳，風(fēng)機(jī)外框架的上方安裝有電機(jī)，所述電機(jī)通過(guò)導(dǎo)線與變頻控制柜連接，電機(jī)通過(guò)牽引索與風(fēng)機(jī)箱體相連，所述風(fēng)機(jī)箱體內(nèi)安裝有風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的位置與測(cè)試裝置箱體內(nèi)玻璃安裝架的位置相對(duì)應(yīng)，所述玻璃安裝架通過(guò)螺絲和卡鎖將玻璃固定安裝，所述測(cè)試裝置箱體的內(nèi)部底端安裝有底板，所述底板的上方5mm處設(shè)有支撐平臺(tái)。

優(yōu)選的，所述測(cè)試裝置箱體的外部為不銹鋼材質(zhì)，測(cè)試裝置箱體的內(nèi)部四周覆蓋有一層防火板，測(cè)試裝置箱體的底端設(shè)有萬(wàn)向輪，且萬(wàn)向輪通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)鎖定從而能讓測(cè)試裝置箱體固定在固定位置。

優(yōu)選的，所述支撐平臺(tái)的支腳通過(guò)通孔貫穿底板，且支腳延伸至質(zhì)量檢測(cè)天平上。

優(yōu)選的，所述支撐平臺(tái)的上方設(shè)有方形的油盤。

優(yōu)選的，所述滑槽內(nèi)設(shè)有長(zhǎng)方形的防火板，且防火板穿過(guò)固定架上的抽插孔。

優(yōu)選的，所述鐵絲與測(cè)試裝置箱體的距離為5cm，且鐵絲上用夾子夾著五個(gè)鎧裝熱電偶。

優(yōu)選的，所述玻璃的兩面對(duì)稱布置有貼片熱電偶。

優(yōu)選的，所述測(cè)試裝置箱體靠近滑槽一側(cè)的外圍安裝有攝像機(jī)，且攝像機(jī)為高速攝像儀或普通攝像機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單新穎，采用風(fēng)機(jī)與油盤等結(jié)構(gòu)相結(jié)合，模擬出熱荷載與風(fēng)荷載共同作用下玻璃所處的火災(zāi)環(huán)境，可對(duì)玻璃進(jìn)行單一的熱荷載或風(fēng)荷載環(huán)境模擬，也更貼近現(xiàn)實(shí)環(huán)境，測(cè)試得到的數(shù)據(jù)也更加準(zhǔn)確，另外玻璃安裝架能夠放置不同厚度和不同種類(單層、夾層和中空)的玻璃，玻璃的裝卸簡(jiǎn)便，這也使得該測(cè)試裝置的應(yīng)用變得更加廣泛，油盤、支撐平臺(tái)和質(zhì)量檢測(cè)天平構(gòu)成的系統(tǒng)可以改變位置，以研究不同火源位置對(duì)玻璃破裂的影響，還有攝像機(jī)可以用來(lái)拍攝記錄玻璃的破裂脫落和燃料燃燒情況。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中箱體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型中風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型中熱流計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的油盤支撐結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型中支撐平臺(tái)的俯視圖；

圖7為本實(shí)用新型中玻璃安裝架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本實(shí)用新型中萬(wàn)向輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中附圖標(biāo)記含義為：1-測(cè)試裝置箱體；2-風(fēng)機(jī)外框架；3-電機(jī)；4-牽引索；5-風(fēng)機(jī)箱體；6-固定支腳；7-萬(wàn)向輪；8-風(fēng)機(jī)；9-熱流計(jì)；10-玻璃安裝架；11-鐵絲；12-鎧裝熱電偶；13- 固定架；14-防火板；15-滑槽；16-油盤；17-支撐平臺(tái)；171-支腳；18-質(zhì)量檢測(cè)天平；19-底板；20-貼片熱電偶；21-螺絲；22-卡鎖；23-玻璃；24-攝像機(jī)；25-變頻控制柜。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-8，本實(shí)用新型提供的一種實(shí)施例：一種熱荷載和風(fēng)荷載耦合作用下玻璃破裂測(cè)試裝置，包括測(cè)試裝置箱體1、風(fēng)機(jī)外框架2、電機(jī)3、風(fēng)機(jī)箱體5、風(fēng)機(jī)8、玻璃安裝架10和底板19，測(cè)試裝置箱體1的前端設(shè)有插入熱流計(jì)9的圓孔和玻璃安裝架10，測(cè)試裝置箱體1的后端開設(shè)有滑槽15，滑槽15內(nèi)設(shè)有長(zhǎng)方形的防火板14，且防火板14穿過(guò)固定架13上的抽插孔，測(cè)試裝置箱體1靠近滑槽15一側(cè)的外圍安裝有攝像機(jī)24，且攝像機(jī)24 為高速攝像儀或普通攝像機(jī)，測(cè)試裝置箱體1的后上方安裝有固定架13，測(cè)試裝置箱體1 內(nèi)的前后側(cè)均設(shè)有豎直的鐵絲11，鐵絲11與測(cè)試裝置箱體1的距離為5cm，且鐵絲11上用夾子夾著五個(gè)鎧裝熱電偶12，測(cè)試裝置箱體1的外部為不銹鋼材質(zhì)，測(cè)試裝置箱體1的內(nèi)部四周覆蓋有一層防火板，測(cè)試裝置箱體1的底端設(shè)有萬(wàn)向輪7，且萬(wàn)向輪7通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)鎖定從而能讓測(cè)試裝置箱體1固定在固定位置，風(fēng)機(jī)外框架2的底端設(shè)有固定支腳6，風(fēng)機(jī)外框架2的上方安裝有電機(jī)3，電機(jī)3通過(guò)導(dǎo)線與變頻控制柜25連接，電機(jī)3通過(guò)牽引索4 與風(fēng)機(jī)箱體5相連，風(fēng)機(jī)箱體5內(nèi)安裝有風(fēng)機(jī)8，風(fēng)機(jī)8出風(fēng)口的位置與測(cè)試裝置箱體1內(nèi)玻璃安裝架10的位置相對(duì)應(yīng)，玻璃安裝架10通過(guò)螺絲21和卡鎖22將玻璃23固定安裝，玻璃23的兩面對(duì)稱布置有貼片熱電偶20，測(cè)試裝置箱體1的內(nèi)部底端安裝有底板19，底板 19的上方5mm處設(shè)有支撐平臺(tái)17，支撐平臺(tái)17的支腳171通過(guò)通孔貫穿底板19，且支腳 171延伸至質(zhì)量檢測(cè)天平18上，支撐平臺(tái)17的上方設(shè)有方形的油盤16。

具體使用方式：使用本實(shí)用新型工作時(shí)，將測(cè)試裝置箱體1內(nèi)玻璃安裝架10的位置與風(fēng)機(jī)8出風(fēng)口的位置對(duì)應(yīng)放置，通過(guò)測(cè)試裝置箱體1底端設(shè)置的機(jī)械結(jié)構(gòu)鎖定的萬(wàn)向輪7將測(cè)試裝置箱體1固定在固定位置，玻璃安裝架10上可以通過(guò)螺絲21的移動(dòng)安裝不同厚度或不同種類(單層、夾層和中空)的玻璃23，玻璃23兩面對(duì)稱布置的貼片熱電偶20可以測(cè)量玻璃23的溫度變化，電機(jī)3通過(guò)牽引索4牽引風(fēng)機(jī)箱體5進(jìn)行上下移動(dòng)，變頻控制柜25實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)8在不同的輸出功率下產(chǎn)生不同風(fēng)速的風(fēng)，并吹向玻璃23，進(jìn)行不同風(fēng)速的自然風(fēng)模擬，與此同時(shí)測(cè)試裝置箱體1內(nèi)部底板19上設(shè)置的支撐平臺(tái)17上安裝的油盤16起火燃燒模擬現(xiàn)實(shí)火災(zāi)，支撐平臺(tái)17下方的質(zhì)量檢測(cè)天平18可以隨時(shí)記錄油盤16的質(zhì)量變化，這樣的話就可以記錄油盤16的油隨著燃燒的進(jìn)行所發(fā)生的質(zhì)量變化，而且油盤16、支撐平臺(tái) 17和質(zhì)量檢測(cè)天平18這個(gè)系統(tǒng)可以在底板19上變換位置，以研究不同火源位置對(duì)玻璃破裂的影響，固定架13、防火板14與滑槽15組合形成不同大小開口模擬現(xiàn)實(shí)的通風(fēng)口，測(cè)試裝置箱體1前后兩側(cè)距離約5cm布置的兩根豎直鐵絲11，每個(gè)鐵絲11上用夾子固定的5個(gè)鎧裝熱電偶12可以用來(lái)測(cè)量測(cè)試裝置箱體1內(nèi)部煙氣的溫度變化，攝像機(jī)24可以用來(lái)拍攝記錄玻璃的破裂脫落和燃料燃燒情況，最后對(duì)各種變化進(jìn)行匯總分析即可。

實(shí)施例1：

研究玻璃在火災(zāi)熱載荷和風(fēng)載荷共同作用下的破裂和脫落行為。各參數(shù)確定為：玻璃23 為普通鋼化玻璃，尺寸為800×800mm²，厚度為6mm，玻璃邊緣進(jìn)行車邊處理；玻璃安裝架 10為不銹鋼材質(zhì)，厚度為1.5mm，邊緣遮蔽寬度為20mm：玻璃23通過(guò)玻璃安裝架10上的螺絲21和卡鎖22豎直固定在箱體1的外側(cè)，玻璃邊緣與框架之間用防火棉進(jìn)行固定和絕熱?；鹪礊橛统鼗?，油盆尺寸為200×200mm²，放置于箱體下表面中心處，距玻璃500mm。實(shí)驗(yàn)所用燃料為99％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的正庚烷，用量為1800mL，穩(wěn)定燃燒階段熱釋放速率約為150kW，可持續(xù)燃燒7min；在點(diǎn)火前開啟風(fēng)機(jī)8，調(diào)節(jié)變頻控制柜25的檔位，使其風(fēng)速分別保持在 0m/s，2m/s，5m/s，8m/s和10m/s。

首先將玻璃23安裝在安裝架10上，用螺絲21和卡鎖22在玻璃正面和背面進(jìn)行約束固定，然后用防火棉填充玻璃與外框架之間的空隙。利用高溫膠，在玻璃23表面布置貼片熱電偶；將直徑為1mm的鎧裝熱電偶等距固定在鐵絲11上，箱體正面和背面各布置5個(gè)鎧裝熱電偶；將水冷熱流計(jì)布置在圓孔9處，使其測(cè)量探頭與玻璃表面齊平。檢查熱電偶、熱流計(jì)和風(fēng)機(jī)能否正常工作。連接質(zhì)量檢測(cè)天平18到計(jì)算機(jī)，檢查數(shù)據(jù)采集軟件是否正常工作，并對(duì)天平進(jìn)行校零。布置數(shù)碼攝像機(jī)，調(diào)節(jié)焦距使其剛好能夠清晰拍攝整塊玻璃。油盤16 放置于箱體底面中心處，并向油盤內(nèi)倒入燃料1800mL，準(zhǔn)備點(diǎn)火。打開風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)檔位，并開啟所有測(cè)試設(shè)備，使其正常工作并開始測(cè)量數(shù)據(jù)，利用點(diǎn)火棒點(diǎn)燃油盤16。

通過(guò)該實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到玻璃23的表面溫度變化，以及腔體1的出口煙氣溫度，玻璃23破裂和脫落時(shí)間，玻璃23破裂時(shí)刻的熱流值，對(duì)分析不同風(fēng)載荷對(duì)玻璃熱破裂行為的影響提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉各個(gè)測(cè)量?jī)x器和控制儀器，切斷電源。

實(shí)施例2：

研究風(fēng)載荷作用下不同火源位置對(duì)玻璃破裂和脫落行為的影響。各參數(shù)確定為：玻璃23 為普通浮法玻璃，尺寸為800×800mm²，厚度為6mm，玻璃邊緣進(jìn)行車邊處理；玻璃安裝架 10為不銹鋼，厚度為1.5mm，邊緣遮蔽寬度為20mm：玻璃23通過(guò)玻璃安裝架10上的螺絲 21和卡鎖22豎直固定在箱體1的外側(cè)，玻璃邊緣與框架之間用防火棉進(jìn)行固定和絕熱?；鹪礊橛统鼗?，油盆尺寸為200×200mm²，分別放置于箱體1下表面中心、側(cè)邊緣、前后邊緣，前后拐角處，共計(jì)6個(gè)不同位置。實(shí)驗(yàn)所用燃料為99％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的正庚烷，用量為1800mL，穩(wěn)定燃燒階段熱釋放速率約為150kW，可持續(xù)燃燒7分鐘；在點(diǎn)火點(diǎn)開啟風(fēng)機(jī)8，調(diào)節(jié)變頻控制柜25的檔位至中間位置，使其風(fēng)速保持在5m/s。

將玻璃23安裝在安裝架10上，用螺絲21和卡鎖22在玻璃正面和背面進(jìn)行約束固定，然后用防火棉填充玻璃與外框架之間的空隙。利用高溫膠，在玻璃23表面布置貼片熱電偶；將直徑為1mm的鎧裝熱電偶等距固定在鐵絲11上，箱體正面和背面各布置5個(gè)鎧裝熱電偶；將水冷熱流計(jì)布置在圓孔9處，使其測(cè)量探頭與玻璃表面齊平。檢查熱電偶、熱流計(jì)和風(fēng)機(jī)能否正常工作。連接質(zhì)量檢測(cè)天平18到計(jì)算機(jī)，檢查數(shù)據(jù)采集軟件是否正常工作，并對(duì)天平進(jìn)行校零。布置數(shù)碼攝像機(jī)，調(diào)節(jié)焦距使其剛好能夠清晰拍攝整塊玻璃。將油盤16放置在箱體1的底面中心處向油盤內(nèi)倒入燃料1800mL，準(zhǔn)備點(diǎn)火。打開風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)檔位，并開啟所有測(cè)試設(shè)備，使其正常工作并開始測(cè)量數(shù)據(jù)，利用點(diǎn)火棒點(diǎn)燃油盤16。利用同樣的步驟和方法，分別再將油盤放置在箱體1的側(cè)邊中心，前后邊中心以及前后拐角處，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)測(cè)量。

通過(guò)該實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到玻璃23的表面溫度變化，以及腔體1的出口煙氣溫度，玻璃23破裂和脫落時(shí)間，玻璃23破裂時(shí)刻的熱流值，對(duì)分析風(fēng)載荷作用下不同火源位置對(duì)玻璃破裂行為的影響研究提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉各個(gè)測(cè)量?jī)x器和控制儀器，切斷電源。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍有所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。