CN101598628A - 雷暴冲击风多功能试验模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雷暴冲击风多功能试验模拟装置。将框架固定在底板上，上部悬挂安装有变频轴流风机变截面立式风筒，框架两侧各安装两个为一组能在底板上移动的立柱，两组两个立柱之间均安装有一根能沿该组立柱上下移动的横梁，两榀平行的桁架穿过长方形框架，固定在横梁上，两桁架上安装均匀分布的滚轮，平台铺在滚轮上能沿桁架滑动，两横梁中部分别安装链轮，直流调速电机的转轴上安装链轮，链条将三个链轮连接成封闭的链环，平台底面中心点与链条联结。通过改变受风平台的高度、倾角和运动速度来模拟不同高度、不同来流风向和不同移动速度的雷暴冲击风，通过改变风机转速来模拟不同强度的雷暴冲击风。适用于雷暴冲击风作用下建筑物的抗风试验。

Description

雷暴冲击风多功能试验模拟装置

技术领域

本发明涉一种试验模拟装置，尤其是涉及一种雷暴冲击风多功能试验模拟装置。

背景技术

我国是风灾频发的国家，近些年来受风灾影响造成大量房屋倒塌和人员伤亡。东南沿海地区受台风影响较大，而在内陆地区最具破坏力的是雷暴冲击风。雷暴冲击风是在雷暴天气中形成的一阵强烈的雷暴大风，其形成实质是大气不稳定能量的快速释放，很多内陆地区的建筑抗风设计的极值风速都是根据雷暴冲击风风速确定的。由于雷暴冲击风形成机理复杂，冲击风风速非常大，而且冲击风的形成高度、冲击角度和冲击风本身移动速度对风场影响很大，因此雷暴冲击风的风场特性没有具体设计依据可循，因此通过试验装置来模拟雷暴冲击风对研究雷暴冲击风作用下建筑的抗风设计是非常有必要的。雷暴冲击风模拟试验无法在现有的风洞实验室进行，国外有少数研究人员设计了简易的壁面射流装置来模拟雷暴冲击风，但装置功能单一，无法模拟复杂的雷暴冲击风的流场特征。

发明内容

本发明的目的在于克服现有雷暴冲击风试验模拟技术的不足，提供一种大比例的雷暴冲击风多功能试验模拟装置，使其能够模拟多种雷暴冲击风的流场特征，为开展针对雷暴冲击风的建筑结构抗风设计研究提供依据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

将长方形框架底部固定在底板上，上部悬挂进风口朝上出风口朝下的变截面立式风筒，变截面立式风筒上端进风口处安装变频轴流风机，长方形框架一侧安装两个为一组能在底板上移动的钢结构立柱，所述一组两个立柱之间安装有能沿该组立柱上下移动的一根钢结构横梁，长方形框架另一侧安装两个为另一组能在底板上移动的钢结构立柱，所述另一组两个立柱之间安装有能沿该组立柱上下移动的另一根钢结构横梁，两榀平行的钢结构桁架穿过长方形框架，一端固定在所述一根钢结构横梁上，另一端固定在所述另一根钢结构横梁上，两榀平行的钢结构桁架上安装均匀分布的滚轮，木制平台铺在滚轮上能沿钢结构桁架滑动，所述一根钢结构横梁和所述另一根钢结构横梁中部分别安装第一、第二个链轮，在底板上安装直流调速电机，直流调速电机的转轴上安装第三个链轮，所述三个链轮在同一平面内，且轴向与木制平台滑动方向垂直，链条经过所述三个链轮形成一个封闭的链环，木制平台底面中心点与链条联结。

所述的木制平台在靠近所述一根钢结构横梁和所述另一根钢结构横梁的两侧分别由多根与木制平台滑动方向垂直的能转动的百叶构成。

所述的两榀钢结构桁架的两端分别安装一个限位开关，木制平台与百叶交界位置两端与限位开关相对应处分别安装一个限位档块。

本发明具有的有益效果是：

该装置将自然界中复杂多变的雷暴冲击风风源用固定的变截面立式风筒来模拟，通过改变受风平台的高度、倾角和运动速度来模拟不同高度、不同来流风向和不同移动速度的雷暴冲击风，通过改变风机转速来模拟不同强度的雷暴冲击风。该装置适用于进行雷暴冲击风的风场特性研究和雷暴冲击风作用下建筑物的抗风研究。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的侧视图。

图3是本发明的俯视图。

图4是图1的A局部放大图。

图5是图2的B局部放大图。

图6是本发明进行针对雷暴冲击风的建筑抗风试验图。

图中：1、钢结构立柱，2、钢结构横梁，3、变截面立式风筒，4、交流变频风机，5、交流变频器，6、钢结构立柱，7、钢结构立柱，8、木制平台，9、滚轴，10、链轮，11、钢结构桁架，12、链条，13、直流调速电机，14、硅整流调速器，15、钢结构横梁，16、钢结构横梁，17、某机场航站楼建筑模型，18、限位开关，19、限位档块，20、百叶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，四根钢结构立柱1和若干钢结构横梁2搭建成长方形框架，将该长方形框架底部固定在底板上，上部悬挂进风口朝上出风口朝下的变截面立式风筒3，变截面立式风筒3上端进风口处安装变频轴流风机4，开启变频轴流风机4时空气从变截面立式风筒3上端流入，在变截面立式风筒3中部截面扩大流速减小，经过变截面立式风筒3内部的阻尼网和蜂窝器，在变截面立式风筒3下部截面缩小流速增大，并从变截面立式风筒3下端出风口冲出形成冲击风，变频轴流风机4受交流变频器5控制，调节交流变频器5输出频率来改变变频轴流风机4的转速进而控制冲击风风速。长方形框架一侧安装两个为一组能在底板上移动的钢结构立柱6，所述一组两个立柱6之间安装有能沿该组立柱6上下移动的一根钢结构横梁15，长方形框架另一侧安装两个为另一组能在底板上移动的钢结构立柱7，所述另一组两个立柱7之间安装有能沿该组立柱7上下移动的另一根钢结构横梁16，两榀平行的钢结构桁架11穿过长方形框架，一端固定在所述一根钢结构横梁15上，另一端固定在所述另一根钢结构横梁16上，两榀平行的钢结构桁架11上安装均匀分布的滚轮9，木制平台8铺在滚轮9上能沿钢结构桁架11滑动，所述一根钢结构横梁15和所述另一根钢结构横梁16中部分别安装第一、第二个链轮10，在底板上安装直流调速电机13，直流调速电机13的转轴上安装第三个链轮10，所述三个链轮10在同一平面内，且轴向与木制平台8滑动方向垂直，链条12经过所述三个链轮10形成一个封闭的链环，木制平台8底面中心点与链条12联结。直流调速电机13受硅整流调速器14控制，调节硅整流调速器14来改变直流调速电机13的转速进而控制木制平台8沿桁架11滑动的速度。

如图3所示，所述的木制平台8在靠近所述的一根钢结构横梁15和另一根钢结构横梁16的两侧分别由多根与木制平台8滑动方向垂直的能转动的百叶20构成。当木制平台8滑动超出桁架11支承范围时，百叶20自然下挂。

如图4、图5所示，所述的两榀钢结构桁架11的两端分别安装一个限位开关18，木制平台8与百叶20交界位置两端与限位开关18相对应处分别安装一个限位档块19，当木制平台8滑动到一定位置时，限位档块19触动限位开关18控制直流调速电机13停止运行。

实施例：

现以某机场航站楼建筑模型受雷暴冲击风作用下的抗风试验为例来说明本试验装置的使用方法。

如图6所示，根据事先确定的试验模拟比尺以及雷暴冲击风的形成高度和冲击角度来调节钢结构立柱6和钢结构立柱7的水平位置以及钢结构横梁15、钢结构横梁16具体安装位置和角度，使变截面立式风筒3出风口到木制平台8的竖向距离以及木制平台8的倾角符合试验要求，将机场航站楼建筑模型17安装在风筒3下的木制平台8上，并在建筑17表面预埋测压点，开启并调节交流变频器5同时测定变截面立式风筒3出风口中央的风速，直至该风速值符合试验要求，开启直流调速电机13使木制平台8以预先确定的速度滑动，在此过程中同步测定风筒3出口处风速时程和建筑物17表面的动态风压时程，数据经处理后最终用于建筑物17抗冲击风结构设计研究。

上述具体实施方式用来说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和变更，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1、一种雷暴冲击风多功能试验模拟装置，其特征在于：将长方形框架底部固定在底板上，上部悬挂进风口朝上出风口朝下的变截面立式风筒(3)，变截面立式风筒(3)上端进风口处安装变频轴流风机(4)，长方形框架一侧安装两个为一组能在底板上移动的钢结构立柱(6)，所述一组两个立柱(6)之间安装有能沿该组立柱(6)上下移动的一根钢结构横梁(15)，长方形框架另一侧安装两个为另一组能在底板上移动的钢结构立柱(7)，所述另一组两个立柱(7)之间安装有能沿该组立柱(7)上下移动的另一根钢结构横梁(16)，两榀平行的钢结构桁架(11)穿过长方形框架，一端固定在所述一根钢结构横梁(15)上，另一端固定在所述另一根钢结构横梁(16)上，两榀平行的钢结构桁架(11)上安装均匀分布的滚轮(9)，木制平台(8)铺在滚轮(9)上能沿钢结构桁架(11)滑动，所述一根钢结构横梁(15)和所述另一根钢结构横梁(16)中部分别安装第一、第二个链轮(10)，在底板上安装直流调速电机(13)，直流调速电机(13)的转轴上安装第三个链轮(10)，所述三个链轮(10)在同一平面内，且轴向与木制平台(8)滑动方向垂直，链条(12)经过所述三个链轮(10)形成一个封闭的链环，木制平台(8)底面中心点与链条(12)联结。

2、根据权利要求1所述的一种雷暴冲击风多功能试验模拟装置，其特征在于：所述的木制平台(8)在靠近所述一根钢结构横梁(15)和所述另一根钢结构横梁(16)的两侧分别由多根与木制平台(8)滑动方向垂直的能转动的百叶(20)构成。

3、根据权利要求1所述的一种雷暴冲击风多功能试验模拟装置，其特征在于：所述的两榀钢结构桁架(11)的两端分别安装一个限位开关(18)，木制平台(8)与百叶(20)交界位置两端与限位开关(18)相对应处分别安装一个限位档块(19)。

Images