[發明專利]一種氣動彈性實驗系統

有效

• 申請號: 201611237907.5
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106768788B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 余先鋒;謝壯寧;石碧青;鄧挺
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00;G01M9/08
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 邵穗娟;湯喜友

本發明公開了一種氣動彈性實驗系統，包括底座、支承件、建筑物模型、若干配重塊、彈性裝置、可變阻尼器、若干位移測量裝置、萬向聯軸器和微處理器；建筑物模型的一端固定連接于支承件的中部并向上延伸，各配重塊固定連接于支承件且位于建筑物模型的側面；萬向聯軸器的一端固定連接于底座，另一端固定連接于支承件，且萬向聯軸器與建筑物模型的位置對應；彈性裝置位于萬向聯軸器的側面，且彈性裝置的一端固定連接于底座，另一端固定連接于支承件；可變阻尼器用于向支承件提供阻尼；各位移測量裝置用于測量支承件的位移；可變阻尼器和各位移測量裝置均與微處理器信號連接；以便在進行風洞實驗時準確控制建筑物模型的結構阻尼。

技術領域

本發明涉及建筑技術領域，尤其涉及一種氣動彈性實驗系統。

背景技術

隨著經濟和科技的發展，在建的數百米以上的超高層建筑在數量上不斷增加，建筑高度亦逐步向千米級逼近；超高層建筑在高度上的急劇增加，必然使得風與結構的相互耦合效應趨于明顯，為準確測量結構與風荷載之間的耦合效應，必須開展超高層建筑的氣動彈性模型風洞實驗。

根據是否考慮高層建筑的高階模態可以將氣動彈性實驗系統分為多自由度氣動彈性實驗系統和單自由度氣動彈性實驗系統；多自由度氣動彈性實驗系統制作十分費時，而且制作費用也相當昂貴，同時針對每一個模型都必須單獨進行設計，其難度相當大；對于絕大多數高層建筑，風致響應的一階分量在總響應中通常占絕對份量，且一階振型接近直線形狀，因此采用單自由度氣動彈性實驗系統可保證實驗結果的可靠性，且其制作與調試相對簡單，目前被廣泛應用于研究和實際工程抗風設計之中；然而，傳統的單自由度氣動彈性模型存在以下缺陷：通常采用油槽阻尼器，無法精確定量控制結構的阻尼比；通過在建筑頂部增加砝碼來調整配重，這會使得結構模型的質量分布不均勻；當建筑物平面完全對稱時，兩個平動方向的響應會產生耦合效應，出現拍振現象，此時傳統的氣動彈性實驗裝置無法識別出結構的氣動阻尼。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種氣動彈性實驗系統，以便在進行風洞實驗時準確控制建筑物模型的結構阻尼。

本發明的目的采用以下技術方案實現：

一種氣動彈性實驗系統，包括底座、支承件、建筑物模型、若干配重塊、彈性裝置、可變阻尼器、若干位移測量裝置、萬向聯軸器和微處理器；建筑物模型的一端固定連接于支承件的中部并向上延伸，各配重塊固定連接于支承件且位于建筑物模型的側面；萬向聯軸器的一端固定連接于底座，另一端固定連接于支承件，且萬向聯軸器與建筑物模型的位置對應；彈性裝置位于萬向聯軸器的側面，且彈性裝置的一端固定連接于底座，另一端固定連接于支承件；可變阻尼器用于向支承件提供阻尼，可變阻尼器包括基座和伸出端，基座固定連接于底座朝向支承件的表面，伸出端從基座伸出且與支承件抵接；各位移測量裝置用于測量支承件的位移，各位移測量裝置的一端固定連接于底座并向上延伸，另一端與支承件之間存在間隙；可變阻尼器和各位移測量裝置均與微處理器信號連接。

優選的，所述可變阻尼器為電磁感應阻尼器。

優選的，所述配重塊為鐵塊。

優選的，所述彈性裝置包括彈簧，彈簧的一端固定連接于支承件，另一端固定連接于底座。

優選的，所述支承件為十字形鋼梁。

優選的，所述萬向聯軸器為十字形萬向聯軸器。

優選的，所述建筑物模型由木頭制成。

優選的，所述位移測量裝置為電渦流位移傳感器。

相比現有技術，本發明的有益效果在于：

采用可變阻尼器，利于精確地控制該氣動彈性實驗系統的阻尼比；在建筑物模型底部的支承件上增加或減少配重塊，以達到質量相似，且不影響建筑物模型的質量分布的效果。

附圖說明