[发明专利]一种建筑膜结构风驱雨荷载的测试系统及方法

权利要求书

1.一种建筑膜结构风驱雨荷载的测试系统，其特征在于，包括：

张拉机构，所述张拉机构设置在风驱雨环境中，所述张拉机构用于对待测膜结构进行张拉并形成具有稳定预张力的第一膜面；

风速探测装置，所述风速探测装置安装在所述张拉机构迎风的一侧，所述风速探测装置用于采集所述风驱雨环境的风速数据；

雨量采集装置，所述雨量采集装置设置在所述风驱雨环境中，所述雨量采集装置用于采集所述风驱雨环境的雨量数据；

位移采集装置，所述位移采集装置设置在所述张拉机构的下方，所述位移采集装置用于采集所述第一膜面上测点的位移数据；

数据处理模块，所述风速探测装置、所述雨量采集装置、所述位移采集装置均与所述数据处理模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种建筑膜结构风驱雨荷载的测试系统，其特征在于：所述张拉机构包括钢骨架和夹持装置，所述钢骨架包括水平支撑部和竖直支撑部，所述夹持装置用于将所述待测膜结构固定在水平支撑部和竖直支撑部上，使得所述待测膜结构形成具有稳定预张力的第一膜面。

3.根据权利要求2所述的一种建筑膜结构风驱雨荷载的测试系统，其特征在于：所述夹持装置包括上夹板和下夹板，所述上夹板可拆卸地连接于所述下夹板，所述待测膜结构置于所述上夹板与所述下夹板之间。

4.根据权利要求2所述的一种建筑膜结构风驱雨荷载的测试系统，其特征在于：所述风速探测装置包括风速探测针和钢支架，所述钢支架的底端通过夹具固定在所述钢骨架迎风的一侧，所述风速探测针通过螺栓固定在所述钢支架的顶端，所述风速探测针与所述数据处理模块连接。

5.根据权利要求1所述的一种建筑膜结构风驱雨荷载的测试系统，其特征在于：所述雨量采集装置为雨量传感器。

6.根据权利要求1所述的一种建筑膜结构风驱雨荷载的测试系统，其特征在于：所述位移采集装置包括多个激光位移传感器，所述待测膜结构上均匀设置有多个测点，所述激光位移传感器一一对应设置于所述测点的正下方，所述激光位移传感器与所述数据处理模块连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种建筑膜结构风驱雨荷载的测试系统，其特征在于：所述数据处理模块为计算机。

8.一种建筑膜结构风驱雨荷载的测试方法，其特征在于，待测膜结构被固定于如权利要求1至7中任一项所述的建筑膜结构风驱雨荷载的测试系统上，通过所述张拉机构对所述待测膜结构进行张拉并形成具有稳定预张力的第一膜面，所述测试方法包括以下步骤：

通过所述风速探测装置获取所述风驱雨环境的风速数据，根据所述风速数据确定时变平均风速和平稳脉动风速；

通过所述雨量采集装置获取所述风驱雨环境的雨量数据，根据所述雨量数据确定降雨强度；

通过所述位移采集装置获取所述第一膜面的位移数据，根据所述位移数据确定膜面位移函数；

根据所述时变平均风速、所述平稳脉动风速以及所述膜面位移函数确定所述第一膜面的气动力载荷，并根据所述降雨强度确定所述第一膜面的雨载荷，进而根据所述气动力载荷和所述雨载荷确定所述第一膜面的风驱雨载荷。

9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述根据所述风速数据确定时变平均风速和平稳脉动风速这一步骤，其具体为：

根据所述风速数据确定风速时程曲线，进而通过EMD法对所述风速时程曲线进行分解后再进行曲线拟合，得到时变平均风速和平稳脉动风速。

10.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述根据所述位移数据确定膜面位移函数这一步骤，其具体为：

根据所述位移数据确定位移时程曲线，进而根据所述位移时程曲线对所述第一膜面的位移函数进行拟合，得到膜面位移函数。