一种气弹模型制造技术

本实用新型专利技术提供一种气弹模型，包括安装底座、芯棒、通过支撑组件设置在芯棒外围的外衣板组件，外衣板组件包括多个外衣板单件，外衣板单件包括至少一块外衣板，外衣板的内部设有测压管，其外表面上设有与测压管相通的测压孔；支撑组件包括多个支撑单件。本实用新型专利技术具有以下效果：各组件方便拆卸、组装和重复利用，生产成本低；外衣板单件和支撑单件的形状和数量可根据建筑物的实际外形和高度决定，芯棒、支撑组件以及外衣板组件的连接方式，使其很好地模拟实际超高层建筑的动力特性与气动弹性特性，获得较为真实可靠的风洞实验数据；测压管和测压孔的设计，实现同时测压与测振，同时获得高层建筑的风荷载和风振响应信息，实现多功能应用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及建筑
，具体涉及一种气弹模型。
技术介绍
超高层建筑体型变化多样，占地面积小，在人口稠密的大城市得到蓬勃发展。随着轻质高强材料的广泛应用与施工技术的进步，超高层建筑的高度日益增加，柔度越来越大，对风荷载愈加敏感，因此，风荷载成为了柔性超高层建筑的主要侧向荷载之一，其引起的风致振动也是结构设计的主要控制因素。此时，由于结构-风的耦合作用而产生的气动弹性效应不可忽略，因此，考虑气动弹性效应的振动响应一般通过气动弹性模型风洞试验获得。合理有效的风洞实验技术和模型是获取可靠研究数据的重要基础。目前，常用的风洞试验技术主要有：高频动态天平测力技术、刚体模型测压技术、气弹模型测振技术等，前两者主要获得风荷载，后者主要获得风致响应。气弹模型又分为弹性支撑刚性结构的单自由度气动弹性模型和多自由度气动弹性模型。纯粹的刚性模型测压技术无法模拟实际风场中结构与流场的气动弹性效应；传统的多自由度气动弹性模型能获得风与结构相互作用的振动响应，但是无法同时获得结构上的风荷载，此外，多自由度气动弹性模型在设计技术、制造工艺、费用等问题上都存在较大困难，因此，设计一种简单的、费用低的、满足实际结构相似比要求的、可拆卸的、可同时测压和测振的多自由度气动弹性风洞实验模型以获得精确有效的风荷载和风致振动响应等风洞实验数据的以及全面真实地反映风与结构的相互作用的模型是必要的。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种结构精简、成本低、可拆卸以及同时实现测压和测振的气弹模型，具体技术方案如下：一种气弹模型，包括用于安装的安装底座、下端设置在所述安装底座上且竖直设置的芯棒、通过支撑组件设置在所述芯棒外围的外衣板组件；所述外衣板组件包括由下至上依次设置的多个外衣板单件，所述外衣板单件包括至少一块外衣板，所述外衣板的内部设有测压管，其外表面上设有与所述测压管相通的测压孔；所述支撑组件包括由下至上依次设置的多个支撑单件，所述支撑单件的中心部位设有与所述芯棒尺寸相匹配的通孔。以上技术方案中优选的，所述安装底座上设有用于线路穿过的通道以及均布多个用于安装的安装螺孔；所述安装底座为由钢板、铝板或者铁板制成的底座。以上技术方案中优选的，所述外衣板单件包括四块外衣板；在水平面上，所述外衣板单件的横截面为矩形结构；所述外衣板的材质为有机玻璃，相连两块所述外衣板之间通过无间断刚接方式进行连接；上下相邻两个所述外衣板单件之间的间隙为0.1-0.5cm。以上技术方案中优选的，所述芯棒为工字型结构的钢芯棒；所述支撑单件为镂空格结构。为了达到更好的技术效果，所述支撑单件上设有用于进行配重的卡槽。以上技术方案中优选的，所述芯棒的下端焊接在所述安装底座上；所述支撑单件上的所述通孔处通过夹片组件或者夹片组件与支撑块的组合刚接在所述芯棒上。以上技术方案中优选的，所述夹片组件包括两块平行设置的钢夹片。以上技术方案中优选的，还包括垫片，所述垫片的一侧连接所述支撑单件，其另一侧连接所述外衣板；所述外衣板上设有螺丝安装孔，所述外衣板、垫片以及支撑单件之间通过平头螺丝穿过所述螺丝安装孔进行刚性连接，所述平头螺丝帽的顶部与所述外衣板的外表面齐平。为了达到更好的技术效果，所述垫片为有机玻璃板垫片。应用本技术的技术方案，具有以下有益效果：(1)本技术的气弹模型包括安装底座、芯棒、通过支撑组件设置在所述芯棒外围的外衣板组件，外衣板组件包括由下至上依次设置的多个外衣板单件，所述外衣板单件包括至少一块外衣板，所述外衣板的内部设有测压管，其外表面上设有与所述测压管相通的测压孔；所述支撑组件包括由下至上依次设置的多个支撑单件，所述支撑单件的中心部位设有与所述芯棒尺寸相匹配的通孔。整体结构精简；外衣板单件和支撑单件的形状和数量可根据建筑物的实际外形和高度决定，通过相似理论的基础，使得本技术气弹模型能够很好地模拟实际超高层建筑的动力特性与气动弹性特性，使模型实验能获得较为真实可靠的风洞实验数据；测压管和测压孔的设计，实现本技术气弹模型同时测压与测振，同时获得高层建筑的风荷载和风振响应信息，实现多功能应用。(2)本技术中安装底座上设有用于线路穿过的通道以及均布多个用于安装的安装螺孔，便于布线和安装；所述安装底座为由钢板、铝板或者铁板制成的底座，满足模拟现实中建筑的刚度需求，使用寿命长。(3)本技术中外衣板单件包括四块外衣板；在水平面上，所述外衣板单件的横截面为矩形结构；所述外衣板的材质为有机玻璃，相连两块所述外衣板之间通过无间断刚接方式进行连接；上下相邻外衣板单件之间留有一定的间隙0.1-0.5cm，使得外衣板组件不阻碍芯棒的变形、不参与模型的整体刚度，从而使得所设计的实验模型与实际结构的串联多自由度振动形态相符；外衣板的数量及其材质以及外衣板单件的形状的设计，使得外衣板组件满足刚性需求；外衣板单件可实现层层组装，使外衣板上的测压管路缩短，减少气流畸变，从而获得较为精确的表面风压数据。(4)本技术中所述芯棒为工字型结构的钢芯棒；所述支撑单件为镂空格结构。在满足模型刚度需求的同时，便于安装和拆卸。(5)本技术中所述支撑单件上设有用于进行配重的卡槽。卡槽的设计便于进行配重，满足不同的需求，实用性强。(6)本技术中所述芯棒的下端焊接在所述安装底座上，芯棒和安装底座进行刚性连接，稳定性好。所述支撑单件通过夹片组件或者夹片组件与支撑块的组合刚接在所述芯棒上，所述夹片组件包括两块平行设置的钢夹片。可实现芯棒和支撑单件之间的组装和拆卸，便于更换芯棒改变整体结构的基本力学特性而进行多方面的研究，或者便于改变不同外衣板组件的结构而进行多方面的研究，节省科研或工程试验成本。(7)本技术中还包括垫片，垫片的设计以及其安装方式既可通过平头螺丝使外衣板与支撑单件之间进行刚性连接，又可保证外衣板表面平整。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术优选实施例1的气弹模型的结构示意图；图2是图1拆掉外衣板组件且安装底座上省略掉通道和安装螺孔的结构示意图；图3是图2的左视图；图4是图1的C-C断面图；图5是图1中安装底座的仰视图；其中，1、安装底座，11、通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气弹模型，其特征在于，包括用于安装的安装底座(1)、下端设置在所述安装底座(1)上且竖直设置的芯棒(2)、通过支撑组件(4)设置在所述芯棒(2)外围的外衣板组件(3)；所述外衣板组件(3)包括由下至上依次设置的多个外衣板单件(31)，所述外衣板单件(31)包括至少一块外衣板(311)，所述外衣板(311)的内部设有测压管，其外表面上设有与所述测压管相通的测压孔(A)；所述支撑组件(4)包括由下至上依次设置的多个支撑单件(41)，所述支撑单件(41)的中心部位设有与所述芯棒(2)尺寸相匹配的通孔(411)。

【技术特征摘要】
1.一种气弹模型，其特征在于，包括用于安装的安装底座(1)、下端设置在所述安
装底座(1)上且竖直设置的芯棒(2)、通过支撑组件(4)设置在所述芯棒(2)外围的
外衣板组件(3)；
所述外衣板组件(3)包括由下至上依次设置的多个外衣板单件(31)，所述外衣板单
件(31)包括至少一块外衣板(311)，所述外衣板(311)的内部设有测压管，其外表面上
设有与所述测压管相通的测压孔(A)；
所述支撑组件(4)包括由下至上依次设置的多个支撑单件(41)，所述支撑单件(41)
的中心部位设有与所述芯棒(2)尺寸相匹配的通孔(411)。
2.根据权利要求1所述的气弹模型，其特征在于，所述安装底座(1)上设有用于线
路穿过的通道(11)以及均布多个用于安装的安装螺孔(12)；所述安装底座(1)为由钢
板、铝板或者铁板制成的底座。
3.根据权利要求1所述的气弹模型，其特征在于，所述外衣板单件(31)包括首尾
相连的四块外衣板(311)；在水平面上，所述外衣板单件(31)的横截面为矩形结构；所
述外衣板(311)的材质为有机玻璃，相连两块所述外衣板(311)之间通过无间断刚接方
式进行连接；上下相邻两个所述外衣板单件(31)之间的间隙为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄东梅，何世青，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43