CN204649451U - 一种金属屋面系统抗风揭性能试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属屋面系统抗风揭性能试验装置，包括箱体和管路系统，还包括位移测量系统、应变测量系统、压力采集系统和视频监控系统，位移测量系统和应变测量系统与测试件相连，所述压力采集系统与箱体和管路系统相连，视频监控系统设置在箱体内的四周，位移测量系统、应变测量系统、压力采集系统和视频监控系统的信号输出端分别与系统控制器的信号输入端相连，系统控制器的信号输出端与变频调速器的信号输入端相连，变频调速器的信号输出端与变频风机的信号输入端相连，变频风机与管路系统相连。本实用新型既能对屋面板静态抗风揭试验，又能对屋面板与吊顶板组成的屋面系统进行动静态抗风揭性能试验，可以广泛应用于屋顶测试领域。

Description

一种金属屋面系统抗风揭性能试验装置

技术领域

本实用新型涉及测试装置，特别是涉及一种金属屋面系统抗风揭性能试验装置。

背景技术

火车站是人口密集的公共场所，考虑到车站的客流量和旅客舒适性要求，车站站台雨棚往往设计为敞开式的空间结构。站台雨棚具有较大跨度，阻尼小，材料轻等特点，是典型的风敏感结构，因此风荷载是火车站站台雨棚的主要设计荷载。在风力作用下火车站站台雨棚上的风荷载主要表现为沿竖向的吸力或压力，它们都由平均风压和脉动风压所组成。在强风作用下，站台雨棚屋面系统可能会出现较严重的风揭破坏。它将大大影响站台雨棚的使用寿命,甚至影响车站列车的安全运营。因而了解金属屋面系统在实际环境中是否符合安全使用条件，保障列车运营安全，有必要在对站台雨棚屋面系统进行抗风揭模型试验。通过试验结果来对站台雨棚屋面系统进行性能评估，确定是否需要进行加固并选择合理的加固措施。此外，近年来部分金属屋面系统出现了不同程度的风揭破坏，为了保证结构安全，上级主管部门要求各建设单位、监管部门和设计单位对所有已建或在建屋面系统进行性能评估与加固。

目前国内仅有单层屋面板抗风揭试验装置，尚无成熟的金属屋面系统(含吊顶板)抗风揭性能试验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种金属屋面系统抗风揭性能试验装置，该装置改进了传统的静风加载方式，可进行变速、变频动风加载；此外，该加载装置不仅具有屋面板静态抗风揭试验的能力，还具有对由屋面板与吊顶板组成的屋面系统进行动静态抗风揭性能试验的能力。

本实用新型提供的一种金属屋面系统抗风揭性能试验装置，包括箱体和管路系统，还包括位移测量系统、应变测量系统、压力采集系统和视频监控系统，所述位移测量系统和应变测量系统与测试件相连，所述压力采集系统与箱体和管路系统相连，所述视频监控系统设置在箱体内的四周，所述位移测量系统、应变测量系统、压力采集系统和视频监控系统的信号输出端分别与系统控制器的信号输入端相连，所述系统控制器的信号输出端与变频调速器的信号输入端相连，所述变频调速器的信号输出端与变频风机的信号输入端相连，所述变频风机与管路系统相连。所述压力采集系统用于测量试验箱体与管路系统的压力，并将数据传送至系统控制器；所述位移测量系统用于测量测试件在荷载作用下的变形，并将数据传送至系统控制器；所述应变测量系统用于测量测试件在荷载作用下的应力变化，并将数据传送至系统控制器；所述系统控制器根据设计及试验要求，选择不同类型的加载信号；所述系统控制器还用于接收信号并处理压力采集系统的数据，进而发出变频调速器控制信号；所述变频风机用于接收变频调速器发送的控制信号，根据信号控制变频风机的转速，以调节与气动开关阀连接的管路系统中的风压力；所述视频监控系统用于记录测试件在荷载作用下的变形与破坏过程；变频风机的控制范围为-10000Pa～10000Pa，风压测试精度可达到0.25％，压力脉冲过程时间控制偏差：升压时为0.7～1.0s，持续2～3s，降压时≥4s，可任意设定循环次数，频次控制准确度100％，加压形式可以任意分级加压，静、动态加压可以任意设置。

在上述技术方案中，所述位移测量系统包括位移传感器和位移测量仪，所述位移传感器安装在测试件上，所述位移传感器与位移测量仪的信号输入端相连，所述位移测量仪的信号输出端分别与系统控制器的信号输入端相连。位移传感器传感范围可达到0.01～50mm。

在上述技术方案中，所述应变测量系统包括应变传感器和应变测量仪，所述应变传感器安装在测试件上，所述应变传感器与应变测量仪的信号输入端相连，所述应变测量仪的信号输出端分别与系统控制器的信号输入端相连。

在上述技术方案中，所述压力采集系统是压力传感器，所述压力传感器的信号输出端分别与系统控制器的信号输入端相连。

在上述技术方案中，所述视频监控系统是视频监视器，所述视频监视器的信号输出端分别与系统控制器的信号输入端相连。

在上述技术方案中，还包括与管路系统相连的气动开关阀，所述气动开关阀的信号输入端与系统控制器的信号输出端相连。所述气动开关阀接收系统控制器3发送的控制信号，根据信号控制气动开关阀的开关，从而使试验箱体内的气压达到测试所需的加载方式及压力大小。

在上述技术方案中，所述箱体分上下两部分，所述箱体底盘内部尺寸为3.7m×7.3m。

本实用新型金属屋面系统抗风揭性能试验装置，具有以下有益效果：与现有技术相比，采用了底盘内部尺寸为3.7m×7.3m的试验箱体，能更好地模拟火车站台屋面系统实际所处的风场环境。通过使用变频风机与变频调速器，可实现动态风荷载模拟，对测试件可进行变速、变频风力加载。通过压力采集系统、应变测量系统、位移测量系统以及视频监控系统实现了测试件在风荷载作用下多参量数据的测量与可视化。通过系统控制器可自动控制加载方式和大小，同时接收测量信号并处理压力采集系统的数据。

附图说明

图1为本实用新型金属屋面系统抗风揭性能试验装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本实用新型的限制。

参见图1，本实用新型金属屋面系统抗风揭性能试验装置，包括箱体1和管路系统2，还包括位移测量系统、应变测量系统、压力采集系统和视频监控系统，所述位移测量系统和应变测量系统与测试件(图中未示出)相连，所述压力采集系统与箱体1和管路系统2相连，所述视频监控系统设置在箱体1内的四周，所述位移测量系统、应变测量系统、压力采集系统和视频监控系统的信号输出端分别与系统控制器3的信号输入端相连，所述系统控制器3的信号输出端与变频调速器4的信号输入端相连，所述变频调速器4的信号输出端与变频风机5的信号输入端相连，所述变频风机5与管路系统2相连。所述压力采集系统用于测量试验箱体1与管路系统2的压力，并将数据传送至系统控制器3；所述位移测量系统用于测量测试件在荷载作用下的变形，并将数据传送至系统控制器3；所述应变测量系统用于测量测试件在荷载作用下的应力变化，并将数据传送至系统控制器3；所述系统控制器3根据设计及试验要求，选择不同类型的加载信号；所述系统控制器3还用于接收信号并处理压力采集系统的数据，进而发出变频调速器4控制信号；所述变频风机5用于接收变频调速器4发送的控制信号，根据信号控制变频风机5的转速，以调节与气动开关阀12连接的管路系统2中的风压力；所述视频监控系统用于记录测试件在荷载作用下的变形与破坏过程；变频风机5的控制范围为-10000Pa～10000Pa，风压测试精度可达到0.25％，压力脉冲过程时间控制偏差：升压时为0.7～1.0s，持续2～3s，降压时≥4s，可任意设定循环次数，频次控制准确度100％，加压形式可以任意分级加压，静、动态加压可以任意设置。

所述位移测量系统包括位移传感器6和位移测量仪7，所述位移传感器6安装在测试件上，所述位移传感器6与位移测量仪7的信号输入端相连，所述位移测量仪7的信号输出端分别与系统控制器3的信号输入端相连。位移传感器6传感范围可达到0.01～50mm。

所述应变测量系统包括应变传感器8和应变测量仪9，所述应变传感器8安装在测试件上，所述应变传感器8与应变测量仪9的信号输入端相连，所述应变测量仪9的信号输出端分别与系统控制器3的信号输入端相连。

所述压力采集系统是压力传感器10，所述压力传感器10的信号输出端分别与系统控制器3的信号输入端相连。

所述视频监控系统是视频监视器11，所述视频监视器11的信号输出端分别与系统控制器3的信号输入端相连。

金属屋面系统抗风揭性能试验装置还包括与管路系统2相连的气动开关阀12，所述气动开关阀12的信号输入端与系统控制器3的信号输出端相连。所述气动开关阀12接收系统控制器3发送的控制信号，根据信号控制气动开关阀12的开关，从而使试验箱体1内的气压达到测试所需的加载方式及压力大小。

所述箱体1分上下两部分，所述箱体1底盘内部尺寸为3.7m×7.3m。

所述位移传感器6和应变传感器8安装在测试件上，并分别通过导线连接到位移测量仪7和应变测量仪9；压力传感器10分别布置在管路系统2及试验箱体1内，并通过导线连接到系统控制器3；视频监视器11布置在试验箱体1内的四周，以监控测试件在试验过程中的变形及破坏过程，并将视频内容通过连接导线传回系统控制器3，实时在计算机显示器(图中未示出)上显示。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种金属屋面系统抗风揭性能试验装置，包括箱体(1)和管路系统(2)，其特征在于：还包括位移测量系统、应变测量系统、压力采集系统和视频监控系统，所述位移测量系统和应变测量系统与测试件相连，所述压力采集系统与箱体(1)和管路系统(2)相连，所述视频监控系统设置在箱体(1)内的四周，所述位移测量系统、应变测量系统、压力采集系统和视频监控系统的信号输出端分别与系统控制器(3)的信号输入端相连，所述系统控制器(3)的信号输出端与变频调速器(4)的信号输入端相连，所述变频调速器(4)的信号输出端与变频风机(5)的信号输入端相连，所述变频风机(5)与管路系统(2)相连。

2.根据权利要求1所述的金属屋面系统抗风揭性能试验装置，其特征在于：所述位移测量系统包括位移传感器(6)和位移测量仪(7)，所述位移传感器(6)安装在测试件上，所述位移传感器(6)与位移测量仪(7)的信号输入端相连，所述位移测量仪(7)的信号输出端分别与系统控制器(3)的信号输入端相连。

3.根据权利要求1所述的金属屋面系统抗风揭性能试验装置，其特征在于：所述应变测量系统包括应变传感器(8)和应变测量仪(9)，所述应变传感器(8)安装在测试件上，所述应变传感器(8)与应变测量仪(9)的信号输入端相连，所述应变测量仪(9)的信号输出端分别与系统控制器(3)的信号输入端相连。

4.根据权利要求1所述的金属屋面系统抗风揭性能试验装置，其特征在于：所述压力采集系统是压力传感器(10)，所述压力传感器(10)的信号输出端分别与系统控制器(3)的信号输入端相连。

5.根据权利要求1所述的金属屋面系统抗风揭性能试验装置，其特征在于：所述视频监控系统是视频监视器(11)，所述视频监视器(11)的信号输出端分别与系统控制器(3)的信号输入端相连。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的金属屋面系统抗风揭性能试验装置，其特征在于：还包括与管路系统(2)相连的气动开关阀(12)，所述气动开关阀(12)的信号输入端与系统控制器(3)的信号输出端相连。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的金属屋面系统抗风揭性能试验装置，其特征在于：所述箱体(1)分上下两部分，所述箱体(1)底盘内部尺寸为3.7m×7.3m。