[發明專利]以風洞為基礎的風-結構-地基耦合同步試驗系統

在審

• 申請號: 202011108727.3
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112229599A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 林坤;劉紅軍;肖少輝;楊婷;胡云鑫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: G01M9/08
• 分類號: G01M9/08;G01M9/04
• 代理公司: 深圳益諾唯創知識產權代理有限公司 44447
• 代理人: 肖婉萍

1.一種以風洞為基礎的風-結構-地基耦合同步試驗系統，其特征在于，包括結構、模擬地基、加速度傳感器、攝像機、激光位移傳感器、測力裝置以及動態信號分析儀，所述結構包括上部結構和基礎結構；該試驗系統與大氣邊界層風洞相結合；其中：

所述模擬地基位于大氣邊界層風洞地面的下沉洞體中；

所述基礎結構的下端埋設在模擬地基里，所述基礎結構的上端外露在模擬地基外并與所述上部結構的下端沿豎直方向固定連接；

所述測力裝置設置在所述結構上，用于測量所述結構在模擬大氣邊界風荷載作用下各部位產生的應力及彎矩；

所述攝像機設置在所述模擬地基表面，且所述攝像機的鏡頭對準所述基礎結構與模擬地基表面的交界處，用于拍攝所述基礎結構在模擬大氣邊界風荷載作用下產生的側向位移和/或豎向位移以及模擬地基表面的變形；

所述激光位移傳感器的數量為兩個以上，分別設置在大氣邊界層風洞地面上且位于上部結構頂端附近以及模擬地基表面，分別用于測量上部結構和基礎結構在大氣邊界層風洞的風荷載的作用下所產生的順風向和/或橫風向位移；

所述加速度傳感器數量為兩個以上，沿豎直方向且間隔設置在所述上部結構上，用于測量風荷載作用下上部結構的加速度時程；

所述動態信號分析儀分別與所述激光位移傳感器、攝像機、測力裝置及加速度傳感器連接，用于采集相關數據并進行分析，進而研究結構的動力特性。

2.根據權利要求1所述的以風洞為基礎的風-結構-地基耦合同步試驗系統，其特征在于，所述模擬地基裝填在一個土桶里，在所述土桶的底部設有排水管道，該土桶置于所述下沉洞體中。

3.根據權利要求1所述的以風洞為基礎的風-結構-地基耦合同步試驗系統，其特征在于，在所述基礎結構的表面沿垂直方向設有刻度值。

4.根據權利要求1所述的以風洞為基礎的風-結構-地基耦合同步試驗系統，其特征在于，所述測力裝置為測力天平、測力單元或應變片。

5.根據權利要求1所述的以風洞為基礎的風-結構-地基耦合同步試驗系統，其特征在于，所述激光位移傳感器分為上部結構激光位移傳感器和基礎結構激光位移傳感器。

6.根據權利要求5所述的以風洞為基礎的風-結構-地基耦合同步試驗系統，其特征在于，所述上部結構激光位移傳感器為兩個，設置于大氣邊界層風洞地面上，其中一個沿順風向設置且位于上部結構的后方，另一個沿橫風向設置且位于上部結構的側面。

7.根據權利要求5所述的以風洞為基礎的風-結構-地基耦合同步試驗系統，其特征在于，所述基礎結構激光位移傳感器為三個，設置于模擬地基表面以上、風洞地面以下，其中一個沿橫風向設置，另外兩個沿垂直方向上下排布并沿順風向設置在基礎結構的后方。

8.根據權利要求1所述的以風洞為基礎的風-結構-地基耦合同步試驗系統，其特征在于，還包括一個用于適配封蓋所述下沉洞體的蓋板，該蓋板的上表面與風洞的地面平齊。

9.權利要求1所述的以風洞為基礎的風-結構-地基耦合同步試驗系統，其特征在于，所述蓋板設有中心通孔和穿線孔，所述上部結構與基礎結構固定連接后穿過所述中心通孔；所述動態信號分析儀利用數據線穿過所述穿線孔分別與所述激光位移傳感器、攝像機、測力裝置及加速度傳感器連接。

10.根據權利要求9所述的以風洞為基礎的風-結構-地基耦合同步試驗系統，其特征在于，所述蓋板沿直徑方向對稱分割成兩塊。