本發明涉及土木工程領域，具體涉及用于空間結構節點火災下性能研究的空間結構節點火災行為實驗裝置及方法。

背景技術：

空間結構以其獨特的造型效果被廣泛的應用在體育場館、文化場館等公共建筑中。節點作為實現造型表達的載體，重要性可見一斑。

當前，多起火災誘發的建筑結構倒塌事故給人民群眾生命財產造成了巨大損失。火災事故對應用空間結構的公共建筑也未幸免。且此類建筑具有使用功能豐富、內部凈空較高、屋蓋造型新穎等特點，凸顯了火災荷載規模不確定、結構構件空間位置高差大、節點樣式、構成材料種類多及所受荷載差異等情況。對結合可能發生的火災，開展節點在火災環境下的行為研究，進而開展空間結構的整體安全性分析提出了挑戰。

現有的技術中，1、節點的行為研究多聚焦于常溫力學性能，已基于相同的研究目的，不同的節點樣式開發了多種常溫實驗裝置，測試獲得了節點受彎狀態的彎矩-轉角關系、軸向拉壓狀態的力-位移關系等數據，用于常溫下的空間結構整體安全性分析；

2、受實驗條件、經濟因素限制，足尺寸及縮尺寸的空間結構的火災下坍塌實驗罕有進行。空間結構的火災下整體安全性分析通常采用有限元數值計算的方法，即通過建立特定空間結構的煙氣分析有限元模型，設置火災場景，計算并獲得空間中不同節點周圍煙氣的時間-溫度關系，進而通過簡化計算方法獲得節點表面的時間-溫度關系，用于整體結構分析。有限元模型的精度、內置算法的可靠性，簡化計算帶來的誤差都將影響整體安全性分析的精確，且缺乏實驗佐證；

3、現有梁、板、柱、墻等結構構件的火災實驗主要在火災實驗爐內進行，需滿足《建筑設計防火規范》（GB 50016）規定的耐火極限和《建筑構件耐火試驗方法》（GB/T 9978）規定的爐溫環境、操作方法。上述規范中未明確不同耐火等級空間結構建筑中節點的耐火極限要求，實驗設備提供的爐溫環境單一，不能反映不同類型建筑內可能發生火災的規模大小，且火災實驗爐的規格尺寸及試件安裝、加載方式未考慮空間結構節點樣式、受力特點。

因此，使用現有的技術方法無法考慮空間結構建筑中的不同火災荷載規模、節點所處的高度位置、節點的樣式、構成材料及所受荷載差異的影響對節點開展火災環境下的行為研究，進而兼顧火災因素對節點進行優化設計、驗證節點防火保護措施的有效性、對保護節點的消防設置進行優化布置，同時無法獲得直接的實驗數據輸入有限元軟件進行空間結構整體安全性分析。

技術實現要素：

鑒于現有技術的狀況，本發明提供了一種空間結構節點火災行為實驗裝置及方法，克服了現有技術中不能對空間結構的節點開展火災行為研究的不足，能夠根據需要開展不同火源類型、火災規模，處于空間中不同高度位置，不同節點樣式、構成材料及所受荷載的節點構件火災行為研究。

獲得的節點溫度、位移數據可用于空間結構建筑中不同部位節點的優化設計、設計并驗證節點采取的防火保護措施、對保護節點的消防設施進行優化布置，還可輸入有限元軟件用于火災下空間結構的整體安全性分析，進而評估潛在火災下空間結構的整體坍塌破壞風險。

本發明為實現上述目的，所采用的技術方案是：一種空間結構節點火災行為實驗裝置，其特征在于：包括提升裝置Ⅰ、提升裝置Ⅱ、加載裝置、火源裝置、煙氣圍護裝置、滑車、滑道；

所述提升裝置Ⅰ包括立柱、滑輪Ⅰ、提升索Ⅰ；所述立柱上間隔設有數個銷孔Ⅰ，立柱頂端固接一個滑輪Ⅰ，立柱外側底端固定有索把Ⅰ；

所述提升裝置Ⅱ包括提升架、滑輪Ⅱ、提升索Ⅱ、安全滑道、插銷Ⅱ、安全插銷、升降套頭、水平梁、斜撐梁、外圈梁、內圈梁、圈連梁、吊耳Ⅰ；

四個所述升降套頭之間分別固定一根水平梁，四根斜撐梁的一端分別與四個升降套頭固定，另一端分別固定于外圈梁的外側面，每個升降套頭的上表面固定有一個吊耳Ⅰ；

數根圈連梁的一端間隔的固定于外圈梁內側面，另一端間隔的固定于內圈梁的外側面，外圈梁與內圈梁幾何對中且處于同一水平面；

四個升降套頭、四根水平梁、四根斜撐梁、外圈梁、數根圈連梁、內圈梁互相接連共同構成一個錐臺形框架結構的提升架；

在外圈梁上表面間隔的固定三個滑輪Ⅱ，三根安全滑道垂直的固定在外圈梁下表面，每根安全滑道的豎直中心線與對應的每個滑輪Ⅱ的豎直中心線重合；

安全滑道的外側底端設有索把Ⅱ，在安全滑道的內側底端設有一個安全銷孔，在安全銷孔以上部分的安全滑道間隔設有數個貫通銷孔Ⅱ；

所述加載裝置包括H截面環梁、支座、懸托架，對六根H截面型鋼兩端分別進行切削，開口向上水平放置，每兩根H截面型鋼夾角120°，焊接組成H截面環梁，環梁向上連通的開口為閉環式配重槽，三個滑道槽間隔的設置于六根H截面型鋼連接處的外側角部，每個滑道槽內壁上設有一個銷孔Ⅲ，三個吊耳Ⅱ的一端分別固定于滑道槽內壁的上端，另一端分別固定于H截面型鋼連接處的內側上端，每個H截面型鋼的內側面分別設有一套支座；

四根所述立柱底端固定于地面，所述提升裝置Ⅱ四個升降套頭分別套裝在四根立柱的柱身上，四根提升索Ⅰ的一端分別與所述提升裝置Ⅱ上的四個吊耳Ⅰ連接，另一端分別穿過四個滑輪Ⅰ系在每根立柱外側的索把Ⅰ上，同時調整四根提升索Ⅰ的長度，升降套頭在四根立柱的柱身上可上下移動，四個插銷Ⅰ分別插入升降套頭下方設置于立柱上鄰近的銷孔Ⅰ內，將提升裝置Ⅱ固定在一定高度；

所述加載裝置設置在提升裝置Ⅱ內部，提升裝置Ⅱ的三根安全滑道對應插入加載裝置上的三個滑道槽中，三根提升索Ⅱ的一端分別與加載裝置上的吊耳Ⅱ連接，另一端分別穿過滑輪Ⅱ系在每根安全滑道外側底端的索把Ⅱ上，同時調整數根提升索Ⅱ的長度，加載裝置在三根輔助滑道上可上下移動，三個插銷Ⅱ分別穿過三根輔助滑道上處于相同高度的三個銷孔Ⅱ，并插入所述加載裝置上的三個銷孔Ⅲ內，將加載裝置固定在一定高度，三個安全插銷分別插入三根輔助滑道的三個安全銷孔內，防止加載裝置的滑落；

在煙氣圍護裝置上設置六對穿鏈孔，煙氣圍護裝置設置在H截面環梁上，六個所述懸托架的每對懸鏈上端分別穿過煙氣圍護裝置上的六對穿鏈孔固定在內圈梁上；六對懸鏈下段處于煙氣圍護裝置下方空間；

所述滑道設置在地面上，所述滑車設置在滑道上，所述火源裝置設置在滑車上，火源裝置置于加載裝置的下方。

一種空間結構節點火災行為實驗方法，其特征在于：火災下節點力學行為實驗步驟如下：

第一步、板式節點試件配支座公頭Ⅰ，或焊接球節點試件配支座公頭Ⅱ，

將板式節點試件的六個工字型梁自由端分別插入六個支座公頭Ⅰ中，支座公頭Ⅰ的兩片試件板Ⅰ的試件栓孔分別與工字型梁上下翼緣的孔對正，插入腋槽Ⅱ中的工字型梁腹板的孔分別與兩片試件板Ⅱ的試件栓孔對正，通過螺栓將六個支座公頭Ⅰ分別固定在板式節點試件的六個工字型梁自由端上，或將焊接球節點試件的六個圓鋼管自由端分別插入六個支座公頭Ⅱ的環形淺槽中并焊接固定；

第二步、實驗裝置準備，將四個插銷Ⅰ分別從所在的銷孔Ⅰ中拔出，將提升索Ⅰ從立柱的索把Ⅰ上解開，同步緩慢放松數根提升索Ⅰ，將提升裝置Ⅱ高度緩慢降至數個安全滑道底端接觸地面的位置，將數個安全插銷分別從數個安全銷孔中拔出，將數個插銷Ⅱ分別從數個銷孔Ⅲ和銷孔Ⅱ中拔出，將提升索Ⅱ從安全滑道的索把Ⅱ上解開，同步緩慢放松數根提升索Ⅱ，將加載裝置高度緩慢降至接觸地面的位置；

第三步、實驗試件安裝，支座母頭與支座公頭連接，將與板式節點試件連接的六個支座公頭Ⅰ的凸起板Ⅰ，分別插入加載裝置六個H截面型鋼上分別固定的支座母頭兩片倒角板間的腋槽Ⅰ中，凸起板Ⅰ的單銷孔Ⅰ、單銷孔Ⅱ、單銷孔Ⅲ與兩片倒角板的雙銷孔Ⅰ、雙銷孔Ⅱ、雙銷孔Ⅲ對正，并分別通過三個支座插銷將六個支座公頭Ⅰ固定在六個支座母頭上，實現板式節點試件的固接邊界條件模擬，或分別用一個支座插銷插入單銷孔Ⅱ、雙銷孔Ⅱ中，將六個支座公頭Ⅰ固定在六個支座母頭上，實現板式節點試件的鉸接邊界條件模擬，或將與焊接球節點試件連接的六個支座公頭Ⅱ的凸起板Ⅱ分別插入加載裝置六個H截面型鋼上分別固定的支座母頭兩片倒角板間的腋槽Ⅰ中，凸起板Ⅱ的單銷孔Ⅳ、單銷孔Ⅴ、單銷孔Ⅵ分別與雙銷孔Ⅰ、雙銷孔Ⅱ、雙銷孔Ⅲ對正，并分別通過三個支座插銷將六個支座公頭Ⅱ固定在六個支座母頭上，實現焊接球節點試件的固接邊界條件模擬，或分別用一個支座插銷插入單銷孔Ⅴ、雙銷孔Ⅱ中，將六個支座公頭Ⅱ固定在六個支座母頭上，實現焊接球節點試件的鉸接邊界條件模擬；

第四步、配置荷載，初步提升實驗試件，

將砝碼均勻的放置于加載裝置H截面環梁上的配重槽中，同步緩慢提升數根提升索Ⅱ，將H截面環梁的高度升至實驗方案指定位置，將數個插銷Ⅱ分別穿過處于相同高度的三個銷孔Ⅱ并插入三個銷孔Ⅲ內，將數根提升索Ⅱ的自由端分別系在輔助滑道的索把Ⅱ上，將三個安全插銷分別插入三個安全銷孔內；

第五步、安裝測試儀器、懸托架、煙氣圍護裝置，

按照實驗方案確定的測點布置位置，在板式節點試件或焊接球節點試件上設置溫度采集器和位移采集器，溫度采集器和位移采集器與數據監測儲存裝置用導線連接；

將六對懸鏈下端轉軸上固定的平墊塊分別托住六根工字型梁的底面，或六對懸鏈下端轉軸上固定的弧面墊塊分別托住六根圓鋼管的底面，將煙氣圍護裝置設置在H截面環梁上，將六個懸托架的每對懸鏈上端分別穿過煙氣圍護裝置上的六對穿鏈孔連接在內圈梁下表面；

第六步、實驗試件就位，

同步緩慢提升數根提升索Ⅰ，將提升裝置Ⅱ的高度升至實驗方案指定位置，將四個插銷Ⅰ分別插入升降套頭下方鄰近的立柱上的銷孔Ⅰ內，將數根提升索Ⅰ的自由端分別系在立柱的索把Ⅰ上；

第七步、火源裝置預備，

沿著滑道拖動滑車，使火源裝置位于板式節點試件或焊接球節點試件的幾何中心點正下方，在按照實驗方案準備的木垛底部插入數根浸油木條，數根浸油木條的外露端連接點火引信，將電子磅秤與數據監測儲存裝置用導線連接；

第八步、施加荷載，啟動實驗儀器，

將插銷Ⅱ分別從銷孔Ⅲ和銷孔Ⅱ中緩慢同步拔出，將提升索Ⅱ從立輔助滑道的索把Ⅱ上緩慢同步解開，啟動電子磅秤，啟動數據監測儲存裝置，觀察溫度測點、位移測點以及電子磅秤示數的實時數據變化情況；

第九步、點火，開始實驗，

將數據監測儲存裝置數據重置并開始監測、存儲，同時引燃點火引信；

第十步、實驗結束，按照實驗方案確定的實驗時長控制因素，在實驗即將結束時，撲滅木垛剩余灰燼，實驗結束，按照實驗方案，待板式節點試件或焊接球節點試件測點溫度下降到指定數值后，數據監測儲存裝置存儲每個溫度測點、位移測點及電子磅秤示數隨時間變化的數據，關閉數據監測儲存裝置，實驗完成；

火災下節點溫升行為實驗步驟如下：

第一步~第三步同上述火災下節點力學行為實驗步驟的第一步~第三步；

第四步、初步提升實驗試件，

同步緩慢提升數根提升索Ⅱ，將H截面環梁的高度升至實驗方案指定位置，將數個插銷Ⅱ分別穿過處于相同高度的三個銷孔Ⅱ并插入三個銷孔Ⅲ內，將數根提升索Ⅱ的自由端分別系在輔助滑道的索把Ⅱ上，將三個安全插銷分別插入三個安全銷孔內；

第五步、安裝測試儀器、煙氣圍護裝置，

按照實驗方案確定的測點布置位置，在板式節點試件或焊接球節點試件上設置溫度采集器，溫度采集器與數據監測儲存裝置用導線連接；

將煙氣圍護裝置設置在H截面環梁上，將煙氣圍護裝置上的六對穿鏈孔封堵；

第六步~第七步同上述火災下節點力學行為實驗步驟的第六步~第七步；

第八步、啟動實驗儀器，

啟動電子磅秤，啟動數據監測儲存裝置，觀察溫度測點以及電子磅秤示數的實時數據變化情況；

第九步~第十步同上述火災下節點力學行為實驗步驟的第九步~第十步。

本發明的有益效果是：

本發明的實驗裝置具有結構簡單、組成部分設置靈活、整體安全性高、實驗操作簡便、重復利用性好、對節點試件適用性強、獲得實驗數據豐富等特點。

使用方法邏輯性強，合理體現實驗方案要求的同時，著重提高操作過程安全性。

通過提升裝置Ⅰ中高度足夠的立柱、滑輪Ⅰ、提升索Ⅰ的設計，可在較大范圍內調整節點試件與火源裝置間的垂直距離。

通過較大間距的銷孔Ⅰ配插銷Ⅰ設計，為實驗進行過程中節點試件及提升裝置Ⅱ提供了額外安全保障。

通過提升裝置Ⅱ中滑輪Ⅱ、提升索Ⅱ的設計，可更加精確的調整節點試件與火源裝置間的垂直距離。

通過較小間距的銷孔Ⅱ配插銷Ⅱ設計，為提升裝置Ⅱ上升過程中節點試件及加載裝置提供了額外安全保障，且為單一研究節點試件溫升或同時研究節點試件溫升與力學性能提供了硬件條件。

通過安全滑道配滑道槽、安全銷配安全銷孔的設計，為實驗進行過程中節點試件及加載裝置提供了額外安全保障。

通過不同樣式的支座公頭、墊塊設計，滿足不同樣式節點試件的實驗要求。

通過使用不同數量的支座插銷對支座公頭、支座母頭進行連接，可簡化模擬實際工程中節點試件的不同邊界條件。

通過使用不同類型的火源裝置，可對不同類型、規模、持續時長的火災開展模擬。

通過測點的靈活布置，可獲得節點試件多個位置的實驗數據，用于定量判斷節點試件在特定受荷條件及火災規模下的耐火時長，為節點的優化設計、節點防火保護措施的設計及驗證、節點周圍消防設施的優化布置提供直接依據，還可將獲得的實驗數據輸入有限元軟件用于空間結構的整體安全性分析，進而對潛在火災下空間結構的整體坍塌破壞風險進行分析，具有巨大的社會經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2為本發明提升裝置Ⅱ的結構示意圖；

圖3為本發明加載裝置的結構示意圖；

圖4為本發明火源裝置的結構分解示意圖；

圖5為本發明煙氣圍護裝置的結構剖視圖；

圖6為本發明支座的分解示意圖；

圖7為本發明裝有平墊塊的懸托架示意圖；

圖8為本發明裝有弧面墊塊的懸托架示意圖；

圖9為本發明安裝有板式節點試件的組裝狀態圖；

圖10為本發明安裝有焊接球節點試件的組裝狀態圖。

具體實施方式

如圖1至圖8所示，一種空間結構節點火災行為實驗裝置，包括提升裝置Ⅰ1、提升裝置Ⅱ2、加載裝置3、火源裝置4、煙氣圍護裝置5、滑車6、滑道7。

提升裝置Ⅰ1包括立柱1-1、滑輪Ⅰ1-2、提升索Ⅰ1-3.

立柱1-1上間隔設有數個銷孔Ⅰ1-1-3，立柱1-1頂端固接一個滑輪Ⅰ1-2，立柱1-1外側底端固定有索把Ⅰ1-1-1。

提升裝置Ⅱ2包括提升架2-1、滑輪Ⅱ2-2、提升索Ⅱ2-3、安全滑道2-4、插銷Ⅱ2-4-2、安全插銷2-4-4、升降套頭2-1-1、水平梁2-1-2、斜撐梁2-1-3、外圈梁2-1-4、內圈梁2-1-5、圈連梁2-1-6、吊耳Ⅰ2-1-7。

四個升降套頭2-1-1之間分別固定一根水平梁2-1-2，四根斜撐梁2-1-3的一端分別與四個升降套頭2-1-1固定，另一端分別固定于外圈梁2-1-4的外側面，每個升降套頭2-1-1的上表面固定有一個吊耳Ⅰ2-1-7。

數根圈連梁2-1-6的一端間隔的固定于外圈梁2-1-4內側面，另一端間隔的固定于內圈梁2-1-5的外側面，外圈梁2-1-4與內圈梁2-1-5幾何對中且處于同一水平面。

四個升降套頭2-1-1、四根水平梁2-1-2、四根斜撐梁2-1-3、外圈梁2-1-4、數根圈連梁2-1-6、內圈梁2-1-5互相接連共同構成一個錐臺形框架結構的提升架2-1。

在外圈梁2-1-4上表面間隔的固定三個滑輪Ⅱ2-2，三根安全滑道2-4垂直的固定在外圈梁2-1-4下表面，每根安全滑道2-4的豎直中心線與對應的每個滑輪Ⅱ2-2的豎直中心線重合。

安全滑道2-4的外側底端設有索把Ⅱ2-4-1，在安全滑道2-4的內側底端設有一個安全銷孔2-4-5，在安全銷孔2-4-5以上部分的安全滑道2-4間隔設有數個貫通銷孔Ⅱ2-4-3。

加載裝置3包括H截面環梁3-1、支座3-2、懸托架3-3，對六根H截面型鋼3-1-5兩端分別進行切削，開口向上水平放置，每兩根H截面型鋼夾角120°，焊接組成H截面環梁3-1，環梁3-1向上連通的開口為閉環式配重槽3-1-1，三個滑道槽3-1-4間隔的設置于六根H截面型鋼3-1-5連接處的外側角部，每個滑道槽3-1-4內壁上設有一個銷孔Ⅲ3-1-3，三個吊耳Ⅱ3-1-2的一端分別固定于滑道槽內壁的上端，另一端分別固定于H截面型鋼3-1-5連接處的內側上端，每個H截面型鋼3-1-5的內側面分別設有一套支座3-2。

四根立柱1-1底端固定于地面，提升裝置Ⅱ2四個升降套頭2-1-1分別套裝在四根立柱1-1的柱身上，四根提升索Ⅰ1-3的一端分別與所述提升裝置Ⅱ2上的四個吊耳Ⅰ2-1-7連接，另一端分別穿過四個滑輪Ⅰ1-2系在每根立柱1-1外側的索把Ⅰ1-1-1上，同時調整四根提升索Ⅰ1-3的長度，升降套頭2-1-1在四根立柱1-1的柱身上可上下移動，四個插銷Ⅰ1-1-2分別插入升降套頭2-1-1下方設置于立柱1-1上鄰近的銷孔Ⅰ1-1-3內，將提升裝置Ⅱ2固定在一定高度。

加載裝置3設置在提升裝置Ⅱ2內部，提升裝置Ⅱ2的三根安全滑道2-4對應插入加載裝置3上的三個滑道槽3-1-4中，三根提升索Ⅱ2-3的一端分別與加載裝置3上的吊耳Ⅱ3-1-2連接，另一端分別穿過滑輪Ⅱ2-2系在每根安全滑道2-4外側底端的索把Ⅱ2-4-1上，同時調整數根提升索Ⅱ2-3的長度，加載裝置3在三根輔助滑道2-4上可上下移動，三個插銷Ⅱ2-4-2分別穿過三根輔助滑道2-4上處于相同高度的三個銷孔Ⅱ2-4-3，并插入所述加載裝置3上的三個銷孔Ⅲ3-1-3內，將加載裝置3固定在一定高度，三個安全插銷2-4-4分別插入三根輔助滑道2-4的三個安全銷孔2-4-5內，防止加載裝置3的滑落；

在煙氣圍護裝置5上設置六對穿鏈孔5-3，煙氣圍護裝置5設置在H截面環梁3-1上，六個所述懸托架3-3的每對懸鏈3-3-1上端分別穿過煙氣圍護裝置5上的六對穿鏈孔5-3固定在內圈梁2-1-5上；六對懸鏈3-3-1下段處于煙氣圍護裝置5下方空間；滑道7設置在地面上，滑車6設置在滑道7上，火源裝置4設置在滑車6上，火源裝置4置于加載裝置3的下方。

火源裝置4自下而上由電子磅秤4-1、隔熱氈4-2、托盤4-3、木垛4-4構成。

煙氣圍護裝置5包括防火板5-1、防火棉5-2，兩層防火板5-1之間填充防火棉5-2。

支座3-2包括支座母頭3-2-1、支座公頭Ⅰ3-2-2或支座公頭Ⅱ3-2-3、支座插銷3-2-4，支座公頭Ⅰ3-2-2通過支座插銷3-2-4與支座母頭3-2-1連接，或支座公頭Ⅱ3-2-3通過支座插銷3-2-4與支座母頭3-2-1連接。

支座母頭3-2-1前端為凹形，支座母頭3-2-1的前端兩肢由兩片倒角板3-2-1-4構成，兩片倒角板3-2-1-4之間為腋槽Ⅰ3-2-1-5，在兩片倒角板3-2-1-4的面上垂直間隔的設有雙銷孔Ⅰ3-2-1-1、雙銷孔Ⅱ3-2-1-2、雙銷孔Ⅲ3-2-1-3，在支座母頭3-2-1的后端矩形板上設有數個固定栓孔3-2-1-6。

支座公頭Ⅰ3-2-2矩形板的前面上水平設有兩片試件板Ⅰ3-2-2-4，兩片試件板Ⅰ3-2-2-4之間垂直設有兩片試件板Ⅱ3-2-2-5，兩片試件板Ⅱ3-2-2-5之間為腋槽Ⅱ3-2-2-7，在兩片試件板Ⅰ3-2-2-4、兩片試件板Ⅱ3-2-2-5上分別設有數個試件栓孔3-2-2-6，支座公頭Ⅰ3-2-2矩形板的后面上垂直設有凸起板Ⅰ3-2-2-8，在凸起板Ⅰ3-2-2-8的面上垂直間隔的設有單銷孔Ⅰ3-2-2-1、單銷孔Ⅱ3-2-2-2、單銷孔Ⅲ3-2-2-3。

支座公頭Ⅱ3-2-3矩形板的前面上設有一圈環形淺槽3-2-3-4，支座公頭Ⅱ3-2-3矩形板的后面上垂直設有凸起板Ⅱ3-2-3-5，在凸起板Ⅱ3-2-3-5的面上垂直間隔的設有單銷孔Ⅳ3-2-3-1、單銷孔Ⅴ3-2-3-2、單銷孔Ⅵ3-2-3-3。

支座公頭Ⅰ3-2-2凸起板Ⅰ3-2-2-8插入支座母頭3-2-1的腋槽Ⅰ3-2-1-5中，雙銷孔Ⅰ3-2-1-1、雙銷孔Ⅱ3-2-1-2、雙銷孔Ⅲ3-2-1-3分別與單銷孔Ⅰ3-2-2-1、單銷孔Ⅱ3-2-2-2、單銷孔Ⅲ3-2-2-3對正，通過三個支座插銷3-2-4將支座公頭Ⅰ3-2-2連接在支座母頭3-2-1上；或通過一個支座插銷3-2-4插入雙銷孔Ⅱ3-2-1-2和單銷孔Ⅱ3-2-2-2中將支座公頭Ⅰ3-2-2連接在支座母頭3-2-1上，或支座公頭Ⅱ3-2-3凸起板Ⅱ3-2-3-5插入支座母頭3-2-1的腋槽Ⅰ3-2-1-5中，雙銷孔Ⅰ3-2-1-1、雙銷孔Ⅱ3-2-1-2、雙銷孔Ⅲ3-2-1-3分別與單銷孔Ⅳ3-2-3-1、單銷孔Ⅴ3-2-3-2、單銷孔Ⅵ3-2-3-3對正，通過三個支座插銷3-2-4將支座公頭Ⅱ3-2-3連接在支座母頭3-2-1上；或通過一個支座插銷3-2-4插入雙銷孔Ⅱ3-2-1-2和單銷孔Ⅴ3-2-3-2中將支座公頭Ⅱ3-2-3連接在支座母頭3-2-1上。

懸托架3-3包括懸鏈3-3-1、軸套3-3-2、轉軸3-3-3、平墊塊3-3-4、弧面墊塊3-3-5；兩條懸鏈3-3-1的底端分別固定一個軸套3-3-2，平墊塊3-3-4或弧面墊塊3-3-5固定在轉軸3-3-3上，轉軸3-3-3的兩外伸端分別穿過兩個軸套3-3-2。

如圖9、圖10所示，一種空間結構節點火災行為實驗方法，火災下節點力學行為實驗步驟如下：

第一步、板式節點試件8配支座公頭Ⅰ3-2-2，或焊接球節點試件9配支座公頭Ⅱ3-2-3，

將板式節點試件8的六個工字型梁8-1自由端分別插入六個支座公頭Ⅰ3-2-2中，支座公頭Ⅰ3-2-2的兩片試件板Ⅰ3-2-2-4的試件栓孔3-2-2-6分別與工字型梁8-1上下翼緣的孔對正，插入腋槽Ⅱ3-2-2-7中的工字型梁8-1腹板的孔分別與兩片試件板Ⅱ3-2-2-5的試件栓孔3-2-2-6對正，通過螺栓將六個支座公頭Ⅰ3-2-2分別固定在板式節點試件8的六個工字型梁8-1自由端上，或將焊接球節點試件9的六個圓鋼管9-1自由端分別插入六個支座公頭Ⅱ3-2-3的環形淺槽3-2-3-4中并焊接固定。

第二步、實驗裝置準備，將四個插銷Ⅰ1-1-2分別從所在的銷孔Ⅰ1-1-3中拔出，將提升索Ⅰ1-3從立柱1-1的索把Ⅰ1-1-1上解開，同步緩慢放松數根提升索Ⅰ1-3，將提升裝置Ⅱ2高度緩慢降至數個安全滑道2-4底端接觸地面的位置，將數個安全插銷2-4-4分別從數個安全銷孔2-4-5中拔出，將數個插銷Ⅱ2-4-2分別從數個銷孔Ⅲ3-1-3和銷孔Ⅱ2-4-3中拔出，將提升索Ⅱ2-3從安全滑道2-4的索把Ⅱ2-4-1上解開，同步緩慢放松數根提升索Ⅱ2-3，將加載裝置3高度緩慢降至接觸地面的位置。

第三步、實驗試件安裝，支座母頭3-2-1與支座公頭3-2-2連接，將與板式節點試件8連接的六個支座公頭Ⅰ3-2-2的凸起板Ⅰ3-2-2-8，分別插入加載裝置3六個H截面型鋼3-1-5上分別固定的支座母頭3-2-1兩片倒角板3-2-1-4間的腋槽Ⅰ3-2-1-5中，凸起板Ⅰ3-2-2-8的單銷孔Ⅰ3-2-2-1、單銷孔Ⅱ3-2-2-2、單銷孔Ⅲ3-2-2-3與兩片倒角板3-2-1-4的雙銷孔Ⅰ3-2-1-1、雙銷孔Ⅱ3-2-1-2、雙銷孔Ⅲ3-2-1-3對正，并分別通過三個支座插銷3-2-4將六個支座公頭Ⅰ3-2-2固定在六個支座母頭3-2-1上，實現板式節點試件8的固接邊界條件模擬，或分別用一個支座插銷3-2-4插入單銷孔Ⅱ3-2-2-2、雙銷孔Ⅱ3-2-1-2中，將六個支座公頭Ⅰ3-2-2固定在六個支座母頭3-2-1上，實現板式節點試件8的鉸接邊界條件模擬，或將與焊接球節點試件9連接的六個支座公頭Ⅱ3-2-3的凸起板Ⅱ3-2-3-5分別插入加載裝置3六個H截面型鋼3-1-5上分別固定的支座母頭3-2-1兩片倒角板3-2-1-4間的腋槽Ⅰ3-2-1-5中，凸起板Ⅱ3-2-3-5的單銷孔Ⅳ3-2-3-1、單銷孔Ⅴ3-2-3-2、單銷孔Ⅵ3-2-3-3分別與雙銷孔Ⅰ3-2-1-1、雙銷孔Ⅱ3-2-1-2、雙銷孔Ⅲ3-2-1-3對正，并分別通過三個支座插銷3-2-4將六個支座公頭Ⅱ3-2-3固定在六個支座母頭3-2-1上，實現焊接球節點試件9的固接邊界條件模擬，或分別用一個支座插銷3-2-4插入單銷孔Ⅴ3-2-3-2、雙銷孔Ⅱ3-2-1-2中，將六個支座公頭Ⅱ3-2-3固定在六個支座母頭3-2-1上，實現焊接球節點試件9的鉸接邊界條件模擬。

第四步、配置荷載，初步提升實驗試件，將砝碼均勻的放置于加載裝置3H截面環梁3-1上的配重槽3-1-1中，同步緩慢提升數根提升索Ⅱ2-3，將H截面環梁3-1的高度升至實驗方案指定位置，將數個插銷Ⅱ2-4-2分別穿過處于相同高度的三個銷孔Ⅱ2-4-3并插入三個銷孔Ⅲ3-1-3內，將數根提升索Ⅱ2-3的自由端分別系在輔助滑道2-4的索把Ⅱ2-4-1上，將三個安全插銷2-4-4分別插入三個安全銷孔2-4-5內。

第五步、安裝測試儀器、懸托架、煙氣圍護裝置，按照實驗方案確定的測點布置位置，在板式節點試件8或焊接球節點試件9上設置溫度采集器和位移采集器，溫度采集器和位移采集器與數據監測儲存裝置用導線連接。

將六對懸鏈3-3-1下端轉軸3-3-3上固定的平墊塊3-3-4分別托住六根工字型梁8-1的底面，或六對懸鏈3-3-1下端轉軸3-3-3上固定的弧面墊塊3-3-5分別托住六根圓鋼管9-1的底面，將煙氣圍護裝置5設置在H截面環梁3-1上，將六個懸托架3-3的每對懸鏈3-3-1上端分別穿過煙氣圍護裝置5上的六對穿鏈孔5-3連接在內圈梁2-1-5下表面。

第六步、實驗試件就位，同步緩慢提升數根提升索Ⅰ1-3，將提升裝置Ⅱ2的高度升至實驗方案指定位置，將四個插銷Ⅰ1-1-2分別插入升降套頭2-1-1下方鄰近的立柱1-1上的銷孔Ⅰ1-1-3內，將數根提升索Ⅰ1-3的自由端分別系在立柱1-1的索把Ⅰ1-1-1上。

第七步、火源裝置預備，沿著滑道7拖動滑車6，使火源裝置4位于板式節點試件8或焊接球節點試件9的幾何中心點正下方，在按照實驗方案準備的木垛4-4底部插入數根浸油木條，數根浸油木條的外露端連接點火引信，將電子磅秤4-1與數據監測儲存裝置用導線連接。

第八步、施加荷載，啟動實驗儀器，將插銷Ⅱ2-4-2分別從銷孔Ⅲ3-1-3和銷孔Ⅱ2-4-3中緩慢同步拔出，將提升索Ⅱ2-3從立輔助滑道2-4的索把Ⅱ2-4-1上緩慢同步解開，啟動電子磅秤4-1，啟動數據監測儲存裝置，觀察溫度測點、位移測點以及電子磅秤4-1示數的實時數據變化情況。

第九步、點火，開始實驗，將數據監測儲存裝置數據重置并開始監測、存儲，同時引燃點火引信。

第十步、實驗結束，按照實驗方案確定的實驗時長控制因素，在實驗即將結束時，撲滅木垛剩余灰燼，實驗結束，按照實驗方案，待板式節點試件8或焊接球節點試件9測點溫度下降到指定數值后，數據監測儲存裝置存儲每個溫度測點、位移測點及電子磅秤示數隨時間變化的數據，關閉數據監測儲存裝置，實驗完成。

火災下節點溫升行為實驗步驟如下：

第一步~第三步同上述火災下節點力學行為實驗步驟的第一步~第三步。

第四步、初步提升實驗試件，同步緩慢提升數根提升索Ⅱ2-3，將H截面環梁3-1的高度升至實驗方案指定位置，將數個插銷Ⅱ2-4-2分別穿過處于相同高度的三個銷孔Ⅱ2-4-3并插入三個銷孔Ⅲ3-1-3內，將數根提升索Ⅱ2-3的自由端分別系在輔助滑道2-4的索把Ⅱ2-4-1上，將三個安全插銷2-4-4分別插入三個安全銷孔2-4-5內。

第五步、安裝測試儀器、煙氣圍護裝置，按照實驗方案確定的測點布置位置，在板式節點試件8或焊接球節點試件9上設置溫度采集器，溫度采集器與數據監測儲存裝置用導線連接；

將煙氣圍護裝置5設置在H截面環梁3-1上，將煙氣圍護裝置5上的六對穿鏈孔5-3封堵。

第六步~第七步同上述火災下節點力學行為實驗步驟的第六步~第七步。

第八步、啟動實驗儀器，啟動電子磅秤4-1，啟動數據監測儲存裝置，觀察溫度測點以及電子磅秤4-1示數的實時數據變化情況。

第九步~第十步同上述火災下節點力學行為實驗步驟的第九步~第十步。

板式節點試件8包括：工字型梁8-1、節點盤8-2、連接栓8-3，六根工字型梁8-1與節點盤8-2通過數個連接栓8-3連接。

焊接球節點試件9包括：圓鋼管9-1、空心鋼球9-2，六根圓鋼管9-1與空心鋼球9-2分別焊接。

煙氣圍護裝置5還包括在H截面環梁3-1外側下部的六個邊緣分別設擋煙垂幔，垂幔采用防火纖維布。

本發明所提供的立柱1-1可為鋼柱、鋼混組合柱。當立柱1-1表面為鋼時，可在朝向火源裝置4的表面采用噴涂防火涂料或使用防火板、防火棉氈包覆等方法進行臨時防火保護，立柱1-1的截面形狀可按實際情況選擇。

銷孔Ⅰ1-1-3可以0.5m、0.75m、1.0m為設置間距，銷孔Ⅱ2-4-3可以0.1m、0.15m、0.2m為設置間距。

提升架2-1、安全滑道2-4可使用鋼材。當提升架2-1、安全滑道2-4表面為鋼時，可在朝向火源裝置4的表面采用噴涂防火涂料或使用防火板、防火棉氈包覆等方法進行臨時防火保護；提升架2-1中的子部件截面形狀可按實際情況選擇。

H截面環梁3-1、平墊塊3-3-4、弧面墊塊3-3-5可使用鋼材。當H截面環梁3-1、平墊塊3-3-4、弧面墊塊3-3-5表面為鋼時，可在朝向火源裝置4的表面采用噴涂防火涂料或使用防火板、防火棉氈包覆等方法進行臨時防火保護。

加載裝置3距地面的升降高度為2m~30m。

支座3-2的外觀樣式可按實際情況設計。

墊塊應與所承托試件的下表面貼合，不限于平墊塊3-3-4、弧面墊塊3-3-5兩種。

本發明所提供的火源裝置4為優選的火源實例，木垛4-4可按照實驗方案的計算用量并進行加工，亦可以采用能夠提供不同火災規模的氣體火源，油類火源或采用火災規模與燃燒時長均可控的火源；

火源裝置4提供的火災規模為0.5MW~15MW；油類燃料的種類可為汽油、煤油、柴油、正庚烷。

本專利所提供的煙氣圍護裝置5為優選的煙氣圍護實例，亦可采用雙層防火纖維布夾防火棉或僅采用單層較厚的防火棉，等。

本專利所提供的板式節點試件8、焊接球節點試件9為優選的空間結構節點實例，亦可對其它樣式的空間結構節點試件開展實驗研究。

本專利所提供的支座公頭Ⅰ3-2-2、支座公頭Ⅱ3-2-3僅為配合板式節點試件8、焊接球節點試件9使用的優選支座公頭實例，亦可針對其它樣式的空間結構節點試件開展不同的設計、制作。

溫度采集器可為鎳硅-鎳鉻鎧裝熱電偶，等。

位移采集器可為拉線式位移計，等。

數據監測儲存裝置可為電腦與Agilent（安捷倫）34970A型采集器聯用，等。