[實用新型]一種用于超高層建筑風(fēng)洞實驗的多自由度氣彈模型骨架

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720059971.2
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN206387558U
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王磊;梁樞果;祝曦晨;鄒良浩;湯懷強
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 張火春

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種風(fēng)洞實驗氣彈模型骨架，具體涉及一種用于超高層建筑風(fēng)洞實驗的多自由度氣彈模型骨架。

背景技術(shù)

對超高層建筑進行風(fēng)效應(yīng)研究的主要途徑是模型風(fēng)洞試驗，常見的風(fēng)洞試驗?zāi)Ｐ陀袆傂詼y壓模型、測力天平模型、單自由度氣彈模型和多自由度氣彈模型。其中，多自由度氣彈模型風(fēng)洞試驗是模擬超高層建筑風(fēng)致響應(yīng)最為精確的風(fēng)洞試驗方式。目前多自由度氣彈模型骨架的制作方式種類較多，普遍是采用將若干豎向方柱和水平剛板通過一定的方式連接構(gòu)成模型骨架，在骨架上再固定外衣板制成高層建筑多自由度氣彈模型。

a.在豎向方柱和水平剛板的連接方式方面，現(xiàn)有制作方式上是采用膠劑永久粘接或夾具固定的方式。其中：膠劑粘接的方式不可拆卸，無法改變模型的平動剛度，因而無法模擬不同剛度的超高層建筑；純粹靠夾具固定的方式，可以通過控制方柱間距來調(diào)整剛度，但只能以來手工、肉眼來調(diào)整方柱間距，因而精度和可操作性較差。

b.在豎向方柱的設(shè)置方面，現(xiàn)有制作方式是采用一根或四根豎向方柱。采用中間一根方柱的方式會使扭轉(zhuǎn)向剛度嚴重偏大，使得振型成分主要為彎曲型，與實際建筑振型有很大不同。采用四邊各一根方柱的方式，可以對振型進行調(diào)節(jié)，但由于夾具尺寸的限制，振型的可調(diào)范圍較小、且精度難以控制。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種能改變模型骨架平動剛度的氣彈模型骨架，以適應(yīng)不同剛度的超高層建筑模擬實驗；本實用新型的另一目的在于提供一種能精確控制并容易調(diào)整調(diào)整模型剛度的氣彈模型骨架；本實用新型的另一目的在于提供一種布局合理的氣彈模型骨架以便能更真實的模擬實際建筑振型。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種用于超高層建筑風(fēng)洞實驗的多自由度氣彈模型骨架，其特征在于：主要由多根立柱將至少三層水平鋼板串聯(lián)組成，所述水平鋼板為多邊形框架，多邊形框架的中間設(shè)有方孔，所述方孔與多邊形框架的側(cè)邊之間設(shè)有橫梁，所述立柱包括一根方形粗柱和多根異形細柱，所述方形粗柱穿過每一層水平鋼板上的方孔并與方孔通過粘接方式相對固定，所述異形細柱與每一層水平鋼板的橫梁可拆卸的固定相連，所述多層水平鋼板根據(jù)實驗需要以一定間隔在方形粗柱上下排列。

作為改進，所述每一層多邊形框架的橫梁上設(shè)有多個水平方向排列的凸塊，所述異形細柱上設(shè)有與每一層多邊形框架的橫梁上的凸塊相配合的卡孔，所述異形細柱與橫梁通過凸塊和卡孔定位。

作為改進，所述異形細柱與橫梁通過夾具相連，所述夾具由兩塊夾板和螺栓組成。

作為改進，所述水平鋼板有3-10層，所述異形細柱有3-8根。

作為改進，所述橫梁以多邊形框架中間的方孔為中心對稱分布，橫梁數(shù)量有3-8個。

作為改進，所述橫梁上的凸塊有3-8個。

作為改進，所述方形粗柱四周的多邊形框架上設(shè)有通過螺孔可拆卸固定的配重塊。

與現(xiàn)有技術(shù)的方式相比，本專利具有以下有益效果：

1、振型、頻率可調(diào)范圍大，能模擬通常的實際超高層建筑。

2、異形細柱調(diào)節(jié)方便易行、精度高。

3、異形細柱的可拆卸性使模型骨架能夠重復(fù)使用。

4、用上述方式制作的模型骨架，能夠支撐多種外形的模型外衣板，從而模擬多種外形的實際高層建筑。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型剖面示意圖。

圖3為多邊形框架平面示意圖。

圖4為異形細柱局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖3中A1局部示意圖。

圖6為本實用新型多自由度氣彈模型骨架自由振動衰減曲線。

圖7為多自由度氣彈模型骨架三種振型圖。

其中，圖7a為一階平動振型，圖7b為一階扭轉(zhuǎn)振型，圖7c為二階平動振型。

附圖標記：1-凸塊，2-方孔，3-螺孔，4-卡孔，5-異形細柱，6-螺栓，7-夾板，8-方形粗柱，9-多邊形框架，10-橫梁。

具體實施方式

本實用新型實施例的多自由度氣彈模型骨架所用制作材料為鋁合金，該材料可以模擬實際高層建筑的力學(xué)性能。