[发明专利]一种气动弹性实验系统

说明书

本发明公开了一种气动弹性实验系统，包括底座、支承件、建筑物模型、若干配重块、弹性装置、可变阻尼器、若干位移测量装置、万向联轴器和微处理器；建筑物模型的一端固定连接于支承件的中部并向上延伸，各配重块固定连接于支承件且位于建筑物模型的侧面；万向联轴器的一端固定连接于底座，另一端固定连接于支承件，且万向联轴器与建筑物模型的位置对应；弹性装置位于万向联轴器的侧面，且弹性装置的一端固定连接于底座，另一端固定连接于支承件；可变阻尼器用于向支承件提供阻尼；各位移测量装置用于测量支承件的位移；可变阻尼器和各位移测量装置均与微处理器信号连接；以便在进行风洞实验时准确控制建筑物模型的结构阻尼。

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种气动弹性实验系统。

背景技术

随着经济和科技的发展，在建的数百米以上的超高层建筑在数量上不断增加，建筑高度亦逐步向千米级逼近；超高层建筑在高度上的急剧增加，必然使得风与结构的相互耦合效应趋于明显，为准确测量结构与风荷载之间的耦合效应，必须开展超高层建筑的气动弹性模型风洞实验。

根据是否考虑高层建筑的高阶模态可以将气动弹性实验系统分为多自由度气动弹性实验系统和单自由度气动弹性实验系统；多自由度气动弹性实验系统制作十分费时，而且制作费用也相当昂贵，同时针对每一个模型都必须单独进行设计，其难度相当大；对于绝大多数高层建筑，风致响应的一阶分量在总响应中通常占绝对份量，且一阶振型接近直线形状，因此采用单自由度气动弹性实验系统可保证实验结果的可靠性，且其制作与调试相对简单，目前被广泛应用于研究和实际工程抗风设计之中；然而，传统的单自由度气动弹性模型存在以下缺陷：通常采用油槽阻尼器，无法精确定量控制结构的阻尼比；通过在建筑顶部增加砝码来调整配重，这会使得结构模型的质量分布不均匀；当建筑物平面完全对称时，两个平动方向的响应会产生耦合效应，出现拍振现象，此时传统的气动弹性实验装置无法识别出结构的气动阻尼。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种气动弹性实验系统，以便在进行风洞实验时准确控制建筑物模型的结构阻尼。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种气动弹性实验系统，包括底座、支承件、建筑物模型、若干配重块、弹性装置、可变阻尼器、若干位移测量装置、万向联轴器和微处理器；建筑物模型的一端固定连接于支承件的中部并向上延伸，各配重块固定连接于支承件且位于建筑物模型的侧面；万向联轴器的一端固定连接于底座，另一端固定连接于支承件，且万向联轴器与建筑物模型的位置对应；弹性装置位于万向联轴器的侧面，且弹性装置的一端固定连接于底座，另一端固定连接于支承件；可变阻尼器用于向支承件提供阻尼，可变阻尼器包括基座和伸出端，基座固定连接于底座朝向支承件的表面，伸出端从基座伸出且与支承件抵接；各位移测量装置用于测量支承件的位移，各位移测量装置的一端固定连接于底座并向上延伸，另一端与支承件之间存在间隙；可变阻尼器和各位移测量装置均与微处理器信号连接。

优选的，所述可变阻尼器为电磁感应阻尼器。

优选的，所述配重块为铁块。

优选的，所述弹性装置包括弹簧，弹簧的一端固定连接于支承件，另一端固定连接于底座。

优选的，所述支承件为十字形钢梁。

优选的，所述万向联轴器为十字形万向联轴器。

优选的，所述建筑物模型由木头制成。

优选的，所述位移测量装置为电涡流位移传感器。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

采用可变阻尼器，利于精确地控制该气动弹性实验系统的阻尼比；在建筑物模型底部的支承件上增加或减少配重块，以达到质量相似，且不影响建筑物模型的质量分布的效果。

附图说明