一种对称布置式建筑结构同步气弹-测压-测空气力装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种对称布置式建筑结构同步气弹‑测压‑测空气力装置，应用在风洞试验装置领域，包括建筑模型、安装座、基板、形变杆和应变片，本发明专利技术通过设计对称的建筑模型及风力传感器，可实现测出同一点的试验风力大小和空气惯性力的大小，试验风力大小和空气惯性力获得实际由风引起的气动力大小，使测量的实际由风引起的气动力数据更加准确，且可同时进行测压试验和气弹试验，全面反应模型振动对风荷载的影响，使实验分析用数据更加贴近实际情况，且提高试验效率。

【技术实现步骤摘要】
一种对称布置式建筑结构同步气弹-测压-测空气力装置
本专利技术属于风洞试验装置领域，具体涉及一种对称布置式建筑结构同步气弹-测压-测空气力装置。
技术介绍
在设计超高层建筑时，结构的风致响应是设计过程中需要重点考虑的因素，因此在设计超高层建筑时，须用风洞试验来对建筑模型的风致效应进行研究。现有技术中，可用于研究建筑模型风致效应的试验装置功能都较为单一，比如，常见的风洞测压试验装置所用的试验装置，其无法对模型在风致作用下的振动进行模拟，其测到的压力未包含结构振动的影响(流固耦合的影响)，因此测量结果无法全面反应模型振动对风荷载的影响，并且模型振动过程中会存在空气惯性力，现有的试验系统多忽略了对该因素力的测量，因此得到的实际由风引起的气动力结果不够精确。又如常见的风洞气弹试验所用的试验装置，由于无法测到作用在结构上的气动力，因此其测量结果也存在片面性。有少数能够在一套装置上进行测压试验和气弹试验的试验设备，却只能将测压试验和气弹试验两个试验分别进行，实验效率较低，且试验数据无法反应出振动对模型的影响。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种对称布置式建筑结构同步气弹-测压-测空气力装置，能同步进行测压试验和气弹试验，全面反应模型振动对风荷载的影响，并且测量出模型振动过程中的空气惯性力，使获得的实际由风引起的气动力结果更加精确。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种对称布置式建筑结构同步气弹-测压-测空气力装置，包括建筑模型、安装座、基板、形变杆和应变片；所述基板水平固定设置于风洞试验区域内，且基板上表面为有试验风一侧，下表面为无试验风一侧，基板中央垂直开设有安装孔；所述安装孔在水平方向上的左右两侧呈圆弧形；所述安装座通过一根转轴可转动设置于基板的安装孔内，且其水平方向上的左右两侧呈与安装孔型面相契合匹配的圆弧形；所述转轴平行试验风风向设置，且其轴心位于基板水平方向上的中轴线M上；所述安装座及安装孔左右两侧的圆弧形的圆心均在转轴的轴心处；所述建筑模型有完全相同的两个，分别连接设置于安装座的上下侧并关于中轴线M对称，每个建筑模型在垂直试验风风向的左右两侧设有风力传感器，且设置在两个建筑模型上的风力传感器关于中轴线M对称；所述形变杆有两根相对连接于基板下表面，每根形变杆均通过一根弹簧分别与建筑模型的左/右表面连接；所述应变片有两片分别镶嵌于两根形变杆相对外侧，且均位于弹簧上方。优选的，还包括阻尼力模拟机构；所述阻尼力模拟机构包括连杆、阻尼片、容器和阻尼油；所述连杆上部连接于下侧的建筑模型下端中央，下部与阻尼片连接；所述容器开口向上，里面盛装阻尼油；所述阻尼片呈片状插放在阻尼油中，且其片状结构的窄面一侧与试验风风向平行。优选的，所述风力传感器在每一个建筑模型高度方向上均布设有多个。优选的，所述安装座与安装孔相契合匹配的圆弧形面之间的距离为1～3mm。优选的，还包括柔性袋；所述柔性袋呈冗状连接于上侧建筑模型与基板上表面之间，以及下侧建筑模型与基板下表面之间，将安装座与安装孔相契合匹配的圆弧形面之间的间隙完全覆盖。优选的，所述柔性袋为塑胶袋。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术通过设计对称的建筑模型及风力传感器，可实现测出同一点的试验风力大小和空气惯性力的大小，试验风力大小和空气惯性力获得实际由风引起的气动力大小，使测量的实际由风引起的气动力数据更加准确。2、本专利技术可同时进行测压试验和气弹试验，全面反应模型振动对风荷载的影响，使实验分析用数据更加贴近实际情况，且提高试验效率。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为实施例一结构示意图；图2为实施例二结构示意图。附图中标记如下：建筑模型1、安装座2、基板3、安装孔31、形变杆4、应变片5、转轴6、连杆7、阻尼片8、容器9、阻尼油10、紧定螺栓11、风力传感器12、柔性袋13、弹簧14。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例一如图1，一种对称布置式建筑结构同步气弹-测压-测空气力装置，包括建筑模型1、安装座2、基板3、形变杆4和应变片5；所述基板3水平固定设置于风洞试验区域内，且基板3上表面为有试验风一侧，下表面为无试验风一侧，实现该风力分配的方式之一可以是将整个试验装置置于风洞内，但基板3以下的结构采用围挡进行完全隔离，实现基板下表面无风；实现该风力分配的方式之二可以是将基板3以上的结构置于风洞内，基板3以下的结构置于风洞外(风洞外侧的下部通常为闲置空间，以便于在风洞下侧对各项试验参数及结构的调节)，当然，本领域技术人员应当知晓，也可以为其他结构。基板3中央垂直开设有安装孔31；所述安装孔31在水平方向上的左右两侧呈圆弧形；所述安装座2通过一根转轴6可转动设置于基板3的安装孔31内，且其水平方向上的左右两侧呈与安装孔31型面相契合匹配的圆弧形；所述转轴6平行试验风风向设置，且其轴心位于基板3水平方向上的中轴线M上；所述安装座2及安装孔31左右两侧的圆弧形的圆心均在转轴6的轴心处；所述建筑模型1有完全相同的两个，分别通过紧定螺栓11连接设置于安装座2的上下侧并关于中轴线M对称，每个建筑模型1在垂直试验风风向的左右两侧设有风力传感器12，且设置在两个建筑模型1上的风力传感器12关于中轴线M对称；所述形变杆4有两根相对连接于基板3下表面，每根形变杆4均通过一根弹簧14分别与建筑模型1的左/右表面连接；所述应变片5有两片分别镶嵌于两根形变杆4相对外侧，且均位于弹簧14上方。试验时，将预先制作好的建筑模型1两个对称的安装于安装座2的上下侧，然后将整套试验装置置于风洞内或基板3以下结构置于风洞外，具体参考上文“基板3上表面为有试验风一侧，下表面为无试验风一侧”的实现方式。风洞启动后，试验风风向如图1所示，作用于建筑模型1，建筑模型1在横风作用下会发生如图1中绕转轴6的左右方向的摆动。由于上侧的建筑模型1与下侧的建筑模型1关于中轴线M对称，且每个建筑模型1在垂直试验风风向的左右两侧设有风力传感器12，且设置在两个建筑模型1上的风力传感器12关于中轴线M对称，参考图1，即风力传感器A-a对称，B-b对称，C-c对称，D-d对称，以风力传感器A-a为例，A点可测得试验风力FA的大小，a点可测得对应于A点的空气惯性力的大小Fa，那么FA-Fa就是实际由风引起的气动力大小。该对称式建筑模型及风力传感器的布置，可测出同一点的空气惯性力的大小，再将该点测得的试验风力减去惯性力，就可获得完全由风引起的气动力，相对于常规风洞试验测到的包含空气惯性力的气动力数据，本发获得的完全由风引起的气动力数据更加真实准确。与此同时，建筑模型1摆动的过程中，下侧的建筑模型1会压迫与其连接的弹簧14，进而压迫形变杆4发生形变，而镶嵌于形变杆4上的应变片5则获得了测压数据，实现同步进行测压试验和气弹试验，全面反应模型振动对风荷载的影响。需要特别说明的是，上述风力传感器12及应变片5的布线方式以信号接收、数据获取方式均为本领域的常规设置，故本申请不做赘述。进一步的，本实施例还包括阻尼力模拟机构；所述阻尼力模拟机构包括连杆7、阻尼片8、容器9和阻尼油10；所述连杆7上部连接于下侧的建筑模型1下端中央，下部与阻尼片8连接；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对称布置式建筑结构同步气弹‑测压‑测空气力装置，其特征在于：包括建筑模型、安装座、基板、形变杆和应变片；所述基板水平固定设置于风洞试验区域内，且基板上表面为有试验风一侧，下表面为无试验风一侧，基板中央垂直开设有安装孔；所述安装孔在水平方向上的左右两侧呈圆弧形；所述安装座通过一根转轴可转动设置于基板的安装孔内，且其水平方向上的左右两侧呈与安装孔型面相契合匹配的圆弧形；所述转轴平行试验风风向设置，且其轴心位于基板水平方向上的中轴线M上；所述安装座及安装孔左右两侧的圆弧形的圆心均在转轴的轴心处；所述建筑模型有完全相同的两个，分别连接设置于安装座的上下侧并关于中轴线M对称，每个建筑模型在垂直试验风风向的左右两侧设有风力传感器，且设置在两个建筑模型上的风力传感器关于中轴线M对称；所述形变杆有两根相对连接于基板下表面，每根形变杆均通过一根弹簧分别与建筑模型的左/右表面连接；所述应变片有两片分别镶嵌于两根形变杆相对外侧，且均位于弹簧上方。

【技术特征摘要】
1.一种对称布置式建筑结构同步气弹-测压-测空气力装置，其特征在于：包括建筑模型、安装座、基板、形变杆和应变片；所述基板水平固定设置于风洞试验区域内，且基板上表面为有试验风一侧，下表面为无试验风一侧，基板中央垂直开设有安装孔；所述安装孔在水平方向上的左右两侧呈圆弧形；所述安装座通过一根转轴可转动设置于基板的安装孔内，且其水平方向上的左右两侧呈与安装孔型面相契合匹配的圆弧形；所述转轴平行试验风风向设置，且其轴心位于基板水平方向上的中轴线M上；所述安装座及安装孔左右两侧的圆弧形的圆心均在转轴的轴心处；所述建筑模型有完全相同的两个，分别连接设置于安装座的上下侧并关于中轴线M对称，每个建筑模型在垂直试验风风向的左右两侧设有风力传感器，且设置在两个建筑模型上的风力传感器关于中轴线M对称；所述形变杆有两根相对连接于基板下表面，每根形变杆均通过一根弹簧分别与建筑模型的左/右表面连接；所述应变片有两片分别镶嵌于两根形变杆相对外侧，且均位于弹簧上方。2.根据权利要求1所述的对称布置式建筑结构同步气弹-...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈增顺，周建庭，王旭，黄海林，傅先枝，
申请(专利权)人：重庆大学，重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50