CN107576473A - 一种适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统,包括风洞,所述风洞主要由洞体、驱动系统及测量控制系统组成,还包括设置在风洞内的转盘及台风风压实测装置,所述台风风压实测装置设置在转盘上方并由转盘带动偏转,所述台风风压实测装置主要由屋面、双坡屋盖及屋檐组成,所述双坡屋盖铰接在屋面上方,屋檐设置在双坡屋盖下端处并与屋面相铰接,所述双坡屋盖下方连接有升降机构,所述屋檐与屋面间铰接有伸缩机构;结构简单、可变范围大,可根据实际使用需求进行结构变化,可直观准确、真实的反映低矮建筑风荷载特性,可对风洞试验和数值模拟进行指导,研究结果对我国东南沿海地区村镇低矮建筑抗风研究具有重要意义。

Description

一种适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统
技术领域
本发明属于风洞领域,具体涉及一种可适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统。
背景技术
台风的破坏作用主要针对建筑结构,如果能够提高建筑结构抵御台风的能力,将大大减小台风破坏造成的经济损失。我国东部沿海地区多以低矮建筑为主,并且这类建筑是在台风中最易遭受破坏的一种结构形式,为提高建筑结构尤其是低矮建筑抵御台风破坏的能力,减轻其在台风中的损失,现场实测就成为结构抗台风研究中非常重要的基础性和长期性方向。
现有的现场实测装置多为直接设置台风登陆地区的建筑,虽能根据台风登陆的实际状况在台风登陆地区开展实测研究,但研究条件较为被动,需被动等待台风登陆,研究时间较短,数据采集困难,试验效率低,造成试验设备在非台风天气下的长期空置,不能实现资源的合理利用。另外,由于屋盖角度对风压十分敏感,而现有实测装置中的屋盖不能与屋檐实现同步调节,无法在屋盖调节过程中将屋盖、屋檐与屋面间夹角固定在某一值,从而无法进行有效的对比,致使试验结果可靠性差。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种可用于研究台风作用下结构屋盖表面风压特性的适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统,使其既能实现对低矮建筑风荷载的现场实测研究,又能满足常规风洞试验需求。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:一种适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统,包括风洞,所述风洞主要由洞体、驱动系统及测量控制系统组成,还包括设置在风洞内的转盘及台风风压实测装置,所述台风风压实测装置设置在转盘上方并由转盘带动偏转,所述台风风压实测装置主要由屋面、双坡屋盖及屋檐组成,所述双坡屋盖铰接在屋面上方,下端设有插槽,所述屋檐插装在插槽中,且屋檐随双坡屋盖一起在位于双坡屋盖下方的升降机构的驱动下变换角度。
进一步,所述双坡屋盖是由内盖板与外盖板叠合而成的双层结构,所述内盖板与外盖板间设有相互扣合的导槽。
进一步,所述双坡屋盖两侧与屋面间的空隙处设有封堵板。
进一步,所述封堵板为柔性胶板,所述柔性胶板两端分别连接在双坡屋盖与屋面上。
进一步,所述封堵板一端连接在双坡屋盖上,另一端通过滑动导向装置设置在屋面上,所述封堵板可在双坡屋盖的带动下沿滑动导向装置升降。
进一步,所述双坡屋盖与屋檐间设有橡胶密封垫。
进一步,所述洞体由若干块板块拼接组成,各板块间可拆卸连接。
进一步,所述驱动系统设置在洞体一端,且驱动系统由若干个风机组成,各风机矩阵排布且分别独立控制。
进一步,所述洞体顶部处设有淋雨喷头。
本发明的有益效果在于:该风洞从真实性与客观性的角度出发,通过建立台风风压实测装置和淋雨喷头,能够形成一个小型的风雨天气的模拟场景,通过调整风雨的大小,实现不同雨量、不同风场的天气模拟,从而满足风雨联合作用下结构表面的压力检测要求;结构简单、可变范围大,可根据实际使用需求进行结构变化,可直观准确、真实的反映低矮建筑风荷载特性,可对风洞试验和数值模拟进行指导,研究结果对我国东南沿海地区村镇低矮建筑抗风研究具有重要意义。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1为本发明的结构示意图;
图2为台风风压实测装置的结构示意图;
图3为双坡屋盖结构示意图;
图4为驱动系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图所示,本发明中的适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统,包括风洞,所述风洞主要由洞体1、驱动系统2及测量控制系统组成,还包括设置在风洞内的转盘3及台风风压实测装置4,所述台风风压实测装置4设置在转盘3上方并由转盘3带动偏转,所述台风风压实测装置4主要由屋面41、双坡屋盖42及屋檐43组成,所述双坡屋盖42铰接在屋面41上方,下端设有插槽,所述屋檐43插装在插槽中,且屋檐43随双坡屋盖42一起在位于双坡屋盖42下方的升降机构44的驱动下变换角度。
具体的,本实施例中的双坡屋盖42是由内盖板421与外盖板422叠合而成的双层结构,所述内盖板421与外盖板422间设有相互扣合的导槽。导槽能对内盖板421与外盖板422进行约束,从而增加其相互配合的稳定性。当然,采用导轨结构可也起到同样作用。该台风风压实测装置4通过控制升降机构44升降,可实现双坡屋盖42坡面角度的调节。屋檐43通过双坡屋盖42下端的插槽与双坡屋盖42连接在一起,在升降机构44的驱动下,屋檐43可与双坡屋盖42同步进行角度调整。此处的屋檐43可有多种规格,通过更换不同宽度的屋檐,以及变换不同的坡面角度,可实现不同屋盖表面风压特性实测实验。此处的升降机构44为电动蜗轮蜗杆升降机,整体机构具有控制简单,传动平稳可靠,自锁性好,维护方便等优点。
作为上述方案的进一步改进,所述双坡屋盖42两侧与屋面41间的空隙处设有封堵板46。本实施例中的封堵板46为钢板,一端连接在双坡屋盖42上,另一端通过滑动导向装置47设置在屋面41上,所述封堵板46可在双坡屋盖42的带动下沿滑动导向装置47升降。当然,也可直接采用柔性胶板,所述柔性胶板两端分别连接在双坡屋盖与屋面上,此处的柔性胶板采用折叠式或非折叠式的均可。通过封堵板46,可实现双坡屋盖42两侧与屋面41间空隙的密封,实现对装置内元器件的保护。同样的,双坡屋盖42与屋檐43间设有橡胶密封垫45,进一步保证了装置整体的密封性能。
作为上述方案的进一步改进,所述洞体1由若干块板块拼接组成,各板块间可拆卸连接。根据实际使用需求,可将风洞拆除,仅留存台风风压实测装置4部分进行台风风压实测。非台风时段,可将风洞安装上,通过转盘3,可调整台风风压实测装置4相对于驱动系统的偏转角度,使其可进行常规风压作用下结构屋盖表面风压特性检测。
本实施例中的驱动系统2由若干个风机组成,以矩阵形式排布竖直设置在洞体1一端且分别独立控制,通过调节各风机的风力大小,可对台风风压实测装置4模拟出不同的风场。
本实施例中的洞体1顶部处设有淋雨喷头5,可与驱动系统2共同作用进行风、雨耦合,实现台风风压实测装置4在风、雨耦合作用下的屋盖表面风压特性检测。
本实施例中的测量控制系统包括风速测试系统及风压测试系统,其中风速测试系统主要由风速传感器,数据采集与传输系统、数据存储与处理系统三部分组成。风压测试系统是为建筑物实体表面动态压力检测设计,由微差压风载荷压力传感器、强抗雷击风载荷压力传感器、采保电路、数据采集卡、数字量输入输出卡、超级隔离稳压电源、UPS电源、GSM模块、电源防雷器、计算机和采集软件组成。该系统采用两张80路串行数据采集卡,实时采集记录各通道压力信号,并通过GSM模块定时发送系统工作状态短信息到管理人员手机,以便于管理人员掌握系统工作情况,及时做出相应处理。计算机上配备的采集软件完成采集控制、波形实时显示、读取数据、数据处理、存盘、打印及通讯功能,操作直观、便捷。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统,包括风洞,所述风洞主要由洞体、驱动系统及测量控制系统组成,其特征在于:还包括设置在风洞内的转盘及台风风压实测装置,所述台风风压实测装置设置在转盘上方并由转盘带动偏转,所述台风风压实测装置主要由屋面、双坡屋盖及屋檐组成,所述双坡屋盖铰接在屋面上方,下端设有插槽,所述屋檐插装在插槽中,且屋檐随双坡屋盖一起在位于双坡屋盖下方的升降机构的驱动下变换角度。
2.根据权利要求1所述的适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统,其特征在于:所述双坡屋盖是由内盖板与外盖板叠合而成的双层结构,所述内盖板与外盖板间设有相互扣合的导槽。
3.根据权利要求2所述的适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统,其特征在于:所述双坡屋盖两侧与屋面间的空隙处设有封堵板。
4.根据权利要求3所述的适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统,其特征在于:所述封堵板为柔性胶板,所述柔性胶板两端分别连接在双坡屋盖与屋面上。
5.根据权利要求3所述的适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统,其特征在于:所述封堵板一端连接在双坡屋盖上,另一端通过滑动导向装置设置在屋面上,所述封堵板可在双坡屋盖的带动下沿滑动导向装置升降。
6.根据权利要求1所述的适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统,其特征在于:所述双坡屋盖与屋檐间设有橡胶密封垫。
7.根据权利要求1~6任一项所述的适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统,其特征在于:所述洞体由若干块板块拼接组成,各板块间可拆卸连接。
8.根据权利要求7所述的适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统,其特征在于:所述驱动系统设置在洞体一端,且驱动系统由若干个风机组成,各风机矩阵排布且分别独立控制。
9.根据权利要求7所述的适用于野外的足尺低矮建筑风载荷模拟系统,其特征在于:所述洞体顶部处设有淋雨喷头。
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