CN112562483B - 一种强迫振动影响下建筑结构干扰效应实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑实验装置领域，具体公开了一种强迫振动影响下建筑结构干扰效应实验装置，包括位于风场内的实验台，实验台中心开设有圆形通孔，实验台中心处固定有振动模型，振动模型将通孔覆盖住，振动模型底部开设有振动孔，振动孔的直径小于通孔的直径；所述实验台上还设置有测试模型，测试模型与振动模型上均设置有振动传感器与风压传感器；所述实验台底部设置有振动发生装置，振动发生装置包括设置在实验台下表面的底座，底座上开设有水平的滑槽，滑槽内滑动连接有滑座，滑座两侧固定有对称设置的弹簧，弹簧均平行于滑槽，弹簧的自由端则固定在滑座上；本发明意在解决现有的实验装置无法模拟建筑群振动情况下风致干扰效应的问题。

Description

一种强迫振动影响下建筑结构干扰效应实验装置

技术领域

本发明涉及建筑实验装置技术领域，具体公开了一种强迫振动影响下建筑结构干扰效应实验装置。

背景技术

现有的建筑结构往往以建筑群的形式出现，现有装置多为刚性模型的气动干扰，建筑在发生振动的时(非定常效应)的风致干扰效应尚不明确，而现有的实验装置并不能对建筑群产生干扰效应时进行等效。本发明意在提供一种强迫振动影响下建筑结构干扰效应实验装置，以解决现有的实验装置无法对建筑群振动情况下产生的风致干扰效应进行模拟的问题。专利具有一定创造性，可广泛应用于建筑结构气动干扰效应的研究，具有较好的应用价值和社会效益。

发明内容

本发明意在提供一种强迫振动影响下建筑结构干扰效应实验装置，以解决现有的实验装置无法模拟建筑群振动情况下风致干扰效应的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：

一种强迫振动影响下建筑结构干扰效应实验装置，包括位于风场内的实验台，实验台中心开设有圆形通孔，实验台中心处固定有振动模型，振动模型将通孔覆盖住，振动模型底部开设有振动孔，振动孔的直径小于通孔的直径；所述实验台上还设置有测试模型，测试模型与振动模型上均设置有振动传感器与风压传感器；所述实验台底部设置有振动发生装置，振动发生装置包括设置在实验台下表面的底座，底座上开设有水平的滑槽，滑槽内滑动连接有滑座，滑座两侧固定有对称设置的弹簧，弹簧均平行于滑槽，弹簧的自由端则固定在滑座上；滑座上固定有振动杆，振动杆端部伸入振动孔内；所述底座上边缘处固定有定滑轮，其下方底座侧壁上固定竖向设置的线性马达，线性马达输出端上固定有钢丝，钢丝的自由端经过定滑轮与滑座侧壁相连，环形板的表面上开设有容纳钢丝的连接孔。

可选地，底座与实验台之间设置有环形板，环形板、通孔与振动孔均同圆心，且环形板的内径大于通孔的内径；环形板转动连接在实验台下表面，底座固定连接在环形板底部；所述实验台底部固定有两个关于环形板对称设置的伸缩气缸，伸缩气缸的端部均固定有半圆形的夹板，夹板的内径与环形板外径相等，夹板低于连接孔。

可选地，实验台开设有若干环形槽，环形槽均与振动孔同圆心，且相邻的环形槽之间等间距；环形槽内均滑动连接有环形块，环形块的上表面与实验台上表面齐平，环形块上设置有若干圆形阵列分布的凹腔，凹腔贯穿环形块，凹腔内竖向滑动连接有定位座，所述测试模型固定在定位座上；所述环形槽底部开设若干均匀分布的螺纹孔，定位座上设置有对应的螺栓。

可选地，底座上设置有压板，所述螺栓穿过压板，压板上表面与实验台上表面齐平，压板上开设有容纳测试模型的容纳腔，容纳腔侧壁上固定有橡胶圈与测试模型接触，测试模型上设置有振动传感器与橡胶圈接触。

可选地，环形板外表设置有角度刻度，实验台下表面上设置有指针。

可选地，夹板的内壁上固定有防滑橡胶层。

本方案的工作原理及有益效果在于：

1.本方案中，实验台上设置有振动模型与测试模型，利用线性马达驱动滑座直线往复滑动，从而带动振动杆往复撞击振动模型，从而强制振动模型振动，而振动模型受影响同样发生振动，配合风场，从而模拟振动情况下建筑群之间的风致干扰效应；而通过振动传感器、风压传感器分别检测振动模型与测试模型的振动强度与风压强度，以此与未振动情况下振动模型与测试模型的风压强度对比，精确分析振动影响下建筑之间的风致干扰效应；此外，本方案中，仅需调整线性马达的速度，即可调整振动强度，从而多次、多方位分析振动影响下建筑之间的风致干扰效应。

2.本方案中，通过振动发生装置所产生的振动为横向振动，利用环形板带动振动发生装置旋转，以此来调整所产生的振动方向，模拟不同方位的振动情况下建筑群中产生的风致干扰效应，提高振动影响下建筑群之间风致干扰效应的分析精度。

3.本方案中，测试模型的周侧设置有压板，而压板的上表面与实验台上表面平行，压板上固定有橡胶圈与测试模型接触，以此来模拟建筑地基，再利用振动传感器收集到测试模型在干扰效应下的其地基振动强度，从而贴合建筑结构的实际情况，才能更加全面的分析振动对建筑群风致效应的影响。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言其优点、目标和特征将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到启发。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的左视图；

图3为本发明实施例的纵向剖视图；

图4为图3中A处的放大示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：实验台1、振动模型2、通孔3、振动孔4、底座5、滑槽6、滑座7、弹簧8、振动杆9、线性马达10、定滑轮11、钢丝12、测试模型13、环形板14、伸缩气缸15、夹板16、凹腔17、环形块18、定位座19、螺栓20、压板21。

实施例

如图1、图2、图3与图4所示：

一种强迫振动影响下建筑结构干扰效应实验装置，包括位于风场内的实验台1，实验台1中心开设有圆形通孔3，实验台1中心处固定有振动模型2，振动模型2将通孔3覆盖住，振动模型2底部开设有振动孔4，振动孔4的直径小于通孔3的直径；所述实验台1上还设置有测试模型13，测试模型13与振动模型2上均设置有振动传感器与风压传感器；所述实验台1底部设置有振动发生装置，振动发生装置包括设置在实验台1下表面的底座5，底座5上开设有水平的滑槽6，滑槽6内滑动连接有滑座7，滑座7两侧固定有对称设置的弹簧8，弹簧8均平行于滑槽6，弹簧8的自由端则固定在滑座7上；滑座7上固定有振动杆9，振动杆9端部伸入振动孔4内；所述底座5上边缘处固定有定滑轮11，其下方底座5侧壁上固定竖向设置的线性马达10，线性马达10输出端上固定有钢丝12，钢丝12的自由端经过定滑轮11与滑座7侧壁相连，环形板14的表面上开设有容纳钢丝12的连接孔。

未振动时，通过风压传感器(风压传感器的采用为本领域技术人员常用技术手段，故未在图中画出)检测振动模型2与测试模型13表面的风压强度，从而检测未振动时建筑群之间的风致干扰效应；通过常规电源为线性马达10供电，线性马达10带动钢丝12在定滑轮11往复运动，从而带动滑座7在滑槽6内往复滑动，滑座7滑动的同时带动振动杆9在振动孔4中往复撞击，从而强迫制振动模型2发生振动。测试模型13受影响也发生振动，再采用振动传感器(振动传感器的采用为本领域技术人员常用技术手段，故未在图中画出)、风压传感器对振动模型2与测试模型13进行检测，从而收集到振动情况下，振动模型2与测试模型13表面的风压强度以及振动强度，以此来对振动情况下建筑群之间的风致干扰效应进行模拟与分析；再与未振动情况下所检测到的风压数据进行对比，使得建筑群风致干扰效应的实验分析更加精准；此外，本实施例中，仅需调整线性马达10的速度，即可调整振动强度，从而多次、多方位分析振动影响下建筑群之间的风致干扰效应。

可选地，底座5与实验台1之间设置有环形板14，环形板14、通孔3与振动孔4均同圆心，且环形板14的内径大于通孔3的内径；环形板14转动连接在实验台1下表面，底座5固定连接在环形板14底部；所述实验台1底部固定有两个关于环形板14对称设置的伸缩气缸15，伸缩气缸15的端部均固定有半圆形的夹板16，夹板16的内径与环形板14外径相等，夹板16低于连接孔。

启动伸缩气缸15，伸缩气缸15带动夹板16朝相反方向滑动，将环形板14松开；通过旋转环形板14带动振动发生装置转动，从而调节振动发生装置的角度；再启动伸缩气缸15，伸缩气缸15推动夹板16相向滑动，将环形板14夹持固定住。在本实施例中，通过振动发生装置所产生的振动为横向振动，因此利用环形板14带动振动发生装置旋转，以此来调整所产生的振动方向，模拟不同方位振动下建筑群之间的风致干扰效应，提高振动影响下建筑群风致干扰效应的分析精度。

可选地，实验台1开设有若干环形槽，环形槽均与振动孔4同圆心，且相邻的环形槽之间等间距；环形槽内均滑动连接有环形块18，环形块18的上表面与实验台1上表面齐平，环形块18上设置有若干圆形阵列分布的凹腔17，凹腔17贯穿环形块18，凹腔17内竖向滑动连接有定位座19，所述测试模型13固定在定位座19上；所述环形槽底部开设若干均匀分布的螺纹孔，定位座19上设置有对应的螺栓20。

将定位座19与测试模型13安装在所需位置的凹腔17中，再通过环形槽与环形块18的配合，将测试模型13调节转动至所需角度，再利用螺栓20与螺纹孔的配合将定位座19、环形块18固定住，从而完成对测试模型13与振动模型2之间距离、角度的调节，满足实验测试过程中的不同需求，提高实验测试的精度。

可选地，底座5上设置有压板21，所述螺栓20穿过压板21，压板21上表面与实验台1上表面齐平，压板21上开设有容纳测试模型13的容纳腔，容纳腔侧壁上固定有橡胶圈与测试模型13接触，测试模型13上设置有振动传感器与橡胶圈接触。

测试模型13的周侧设置有压板21，而压板21的上表面与实验台1上表面平行，压板21上固定有橡胶圈与测试模型13接触，以此来模拟建筑的地基，再利用振动传感器收集到测试模型13在干扰效应下的其地基振动强度，从而贴合建筑结构的实际情况，才能更加全面的分析振动对建筑群风致效应的影响。

可选地，环形板14外表设置有角度刻度，实验台1下表面上设置有指针。

利用角度刻度与指针之间的配合，来指示旋转过程中，振动发生装置所旋转的角度，便于使用者的对振动角度的调节。

可选地，夹板16的内壁上固定有防滑橡胶层。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (5)

1.一种强迫振动影响下建筑结构干扰效应实验装置，其特征在于：包括位于风场内的实验台，实验台中心开设有圆形通孔，实验台中心处固定有振动模型，振动模型将通孔覆盖住，振动模型底部开设有振动孔，振动孔的直径小于通孔的直径；所述实验台上还设置有测试模型，测试模型与振动模型上均设置有振动传感器与风压传感器；所述实验台底部设置有振动发生装置，振动发生装置包括设置在实验台下表面的底座，底座上开设有水平的滑槽，滑槽内滑动连接有滑座，滑座两侧固定有对称设置的弹簧，弹簧均平行于滑槽，弹簧的自由端则固定在滑座上；滑座上固定有振动杆，振动杆端部伸入振动孔内；所述底座上边缘处固定有定滑轮，其下方底座侧壁上固定竖向设置的线性马达，线性马达输出端上固定有钢丝，钢丝的自由端经过定滑轮与滑座侧壁相连，环形板的表面上开设有容纳钢丝的连接孔；所述底座与实验台之间设置有环形板，环形板、通孔与振动孔均同圆心，且环形板的内径大于通孔的内径；环形板转动连接在实验台下表面，底座固定连接在环形板底部，通过旋转环形板带动振动发生装置转动，从而调节振动发生装置的角度；所述实验台底部固定有两个关于环形板对称设置的伸缩气缸，伸缩气缸的端部均固定有半圆形的夹板，夹板的内径与环形板外径相等，夹板低于连接孔。

2.根据权利要求1所述的一种强迫振动影响下建筑结构干扰效应实验装置，其特征在于：所述实验台开设有若干环形槽，环形槽均与振动孔同圆心，且相邻的环形槽之间等间距；环形槽内均滑动连接有环形块，环形块的上表面与实验台上表面齐平，环形块上设置有若干圆形阵列分布的凹腔，凹腔贯穿环形块，凹腔内竖向滑动连接有定位座，所述测试模型固定在定位座上；所述环形槽底部开设若干均匀分布的螺纹孔，定位座上设置有对应的螺栓。

3.根据权利要求2所述的一种强迫振动影响下建筑结构干扰效应实验装置，其特征在于：所述底座上设置有压板，所述螺栓穿过压板，压板上表面与实验台上表面齐平，压板上开设有容纳测试模型的容纳腔，容纳腔侧壁上固定有橡胶圈与测试模型接触，测试模型上设置有振动传感器与橡胶圈接触。

4.根据权利要求3所述的一种强迫振动影响下建筑结构干扰效应实验装置，其特征在于：所述环形板外表设置有角度刻度，实验台下表面上设置有指针。

5.根据权利要求4所述的一种强迫振动影响下建筑结构干扰效应实验装置，其特征在于：所述夹板的内壁上固定有防滑橡胶层。

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