单层建筑风洞试验模型内部气承刚度模拟装置

摘要

本发明公开了一种单层建筑风洞试验模型内部气承刚度模拟装置。四根空心圆钢管底部垂直安装于风洞转台周边，四根钢管顶部与风洞转盘固定，风洞转盘中心安装有可拆卸圆盘，可拆卸圆盘中心开有孔洞。四根钢管间的风洞转台上通过圆形橡胶垫，安置有一个由上段小和下段大圆筒组成的有机玻璃容器，有机玻璃容器的圆环形杯口与风洞转盘下表面之间设有圆环形橡胶垫，有机玻璃容器轴线与风洞转台转轴同轴，有机玻璃容器上侧安装有进水阀门，下侧安装有出水阀门。根据单层建筑模型风洞试验要求，通过进出水阀门调节容器内水位，达到调节风洞试验模型内部容积。本发明能精确调节单层建筑风洞试验模型的内部气承刚度，为开展单层建筑抗风试验研究奠定基础。

说明书

技术领域

本发明涉及结构风工程技术的试验模拟装置，尤其是涉及一种单层建筑风洞试验模型内部气承刚度模拟装置。

背景技术

我国是风灾频发的国家，近些年来风灾造成大量房屋倒塌和人员伤亡，其中最主要的风灾损失是量大面广的单层建筑风损，因此开展单层建筑抗风研究是现代风工程研究的重中之重。风洞试验是开展建筑抗风研究的重要手段，通过将缩小后的建筑模型安装于边界层风洞中，在人工制造的风环境中进行风压、风力及风振测试，以获得建筑抗风研究的基础数据。对于非敞开式单层建筑模型内部动态压力或屋面风振响应风洞试验中，模型内部气承刚度模拟是必须解决的关键问题。研究表明，解决单层建筑风洞模型内部气承刚度模拟的方法是调节模型内部容积，即模型除按比例缩小外，还必须以风速比平方的倒数调节模型内部容积，通常风速比小于1，模型需要的内部容积通常大于模型本身的内部容积，因此在边界层风洞中应具备能放大模型内部容积的装置。遗憾的是目前国内大多数风洞都没有一套能比较灵活地调节模型内部容积的装置，试验结果往往与预期值相差甚远，严重影响了单层建筑抗风研究的进展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单层建筑风洞试验模型内部气承刚度模拟装置，使其能够灵活地调节单层建筑模型内部容积，从而改变建筑模型内部气承刚度，从而为开展单层建筑抗风试验研究奠定基础。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

四根空心圆钢管底部垂直安装于风洞转台周边，四根空心圆钢管顶部与风洞转盘固定，所述风洞转盘中心安装有可拆卸圆盘，可拆卸圆盘中心开有孔洞；四根空心圆钢管间的风洞转台上通过圆形橡胶垫，安置有一个由上段小圆筒和下段大圆筒组成的有机玻璃容器，有机玻璃容器的圆环形杯口与风洞转盘下表面之间铺设有圆环形橡胶垫，有机玻璃容器轴线与风洞转台转轴同轴，所述的有机玻璃容器上侧安装有进水阀门，下侧安装有出水阀门。

所述的有机玻璃容器大端直径小于可拆卸圆盘的直径，所述的有机玻璃容器小端直径大于孔洞的直径。

所述的有机玻璃容器上沿竖向标有刻度尺。

本发明具有的有益效果是：

本发明可以根据单层建筑模型风洞试验要求，通过进出水阀门调节容器内水位，从而达到调节风洞试验模型内部容积。本装置能精确调节单层建筑风洞试验模型的内部气承刚度，为开展单层建筑抗风试验研究奠定基础。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的A-A俯视图。

图4是本发明的实施例图。

图中：1、空心圆钢管，2、螺栓，3、风洞转台，4、风洞转盘，5、可拆卸圆盘，6、孔洞，7、有机玻璃容器，8、进水阀门，9、出水阀门, 10、圆形橡胶垫，11、圆环形橡胶垫，12、刻度尺，13、圆环形杯口，14、加劲肋，15、单层建筑模型，16、压力测试仪器，17、压力传输管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本发明的四根空心圆钢管1底部通过若干螺栓2均匀垂直安装于风洞转台3周边，四根空心圆钢管1顶部通过若干螺栓2与风洞转盘4固定，所述风洞转盘4中心安装有可拆卸圆盘5，可拆卸圆盘5中心有孔洞6；四根空心圆钢管1间的风洞转台3上通过圆形橡胶垫10，安置有一个由上段小圆筒和下段大圆筒组成的有机玻璃容器7，有机玻璃容器7的圆环形杯口13与风洞转盘4下表面之间铺设有圆环形橡胶垫11，圆环形杯口13下设有加劲肋14以提高圆环形杯口的刚度，有机玻璃容器7轴线与风洞转台3转轴同轴，所述的有机玻璃容器7上侧安装有进水阀门8，下侧安装有出水阀门9。

所述的有机玻璃容器7高度小于风洞转台3上表面与风洞转盘4下表面之间的距离，所述的有机玻璃容器7大端直径小于可拆卸圆盘5的直径，所述的有机玻璃容器7小端直径大于孔洞6的直径。

所述的有机玻璃容器7上沿竖向标有刻度尺12。

实施例：

现以开孔单层建筑模型动态内压试验为例来说明本装置的使用方法。

如图4所示，首先拆去风洞转盘4中央的可拆卸圆盘5，将圆形橡胶垫10平铺于风洞转台3上，将有机玻璃容器7放置于圆形橡胶垫10上，将压力测量仪器16放置于有机玻璃容器7上，将圆环形橡胶垫11放置于有机玻璃容器7圆环形杯口13上，然后将可拆卸圆盘5用螺栓2安装在风洞转盘4中央，将有机玻璃容器7压紧于风洞转台3和风洞转盘4之间，将单层建筑模型15底板卸去，并将其粘贴于风洞转盘4中央，使单层建筑模型15内部空间与有机玻璃容器7连通，并保证连接紧密不漏气。将自来水管与进水阀门8连接，并关紧出水阀门9，往有机玻璃容器7中注水，通过有机玻璃容器7上的刻度尺12确定水位高度，并计算单层建筑模型15内部容积和有机玻璃容器7水面以上空间容积之和为单层建筑模型15的实际内部容积，通过进水阀门8和出水阀门9精确调节有机玻璃容器7中水面的高度，使单层建筑模型15的实际内部容积与目标内部容积一致，将与单层建筑模型15上的测压孔相连接的压力传输管道17的另一端与压力测量仪器16相连通，开启风洞吹风，启动压力测量仪器16测量单层建筑模型15的内部动态压力，开启风洞转台3，有机玻璃容器7、单层建筑模型15和风洞转盘4随风洞转台3一起转动，启动压力测量仪器16测量不同风向作用下单层建筑模型15的内部动态压力。 

上述具体实施方式用来说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和变更，都落入本发明的保护范围。