[发明专利]一种建筑外墙外保温系统风载荷测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑行业外墙的风载荷测试领域，特别设计一种保温建筑外墙外保温系统风载荷测试方法。

背景技术

影响风荷载的因素很多，不同地区各类地面条件的差异，结构本身条件的变化，同一建筑物不同区域内形状、表面粗糙度等的不同都会导致结构上风荷载的改变。在风荷载作用下，结构将产生一定的运动，这种运动反过来又会引起结构表面风压的变化，再加上相邻建筑之间的相互影响，都使结构上风荷载的确定变得相当复杂。

根据文献资料，风荷载分析方法主要有以下4种方法。

1）频域分析法：由风速谱或通过风洞试验测得的风压时程经傅立叶变换为风压谱，然后根据动力传递系数得到动力反应谱，由随机理论经反应谱积分得到结构的动力响应。

2）时域分析法：直接运用风洞试验测得的风压时程或计算机模拟计算得到的风压时程对工程结构进行风振响应时程分析，然后通过动力计算得到结构的动力响应，统计结构动力响应可得到结构风振系数。采用时域分析法，可考虑自然风的时间相关性和结构非线性影响，并能精确地反映结构的耦合风振情况。

3）风洞试验法：由于风有紊流、旋涡脱落等效应，不仅引起剪力和倾覆效应，还对结构整体引起动力波动荷载，因此在复杂结构的设计中，使用风洞试验方法是目前风荷载设计的一种高精度方法，但也存在一定的不稳定性。

4）数值风洞技术：数值风洞技术是利用计算流体力学（CFD）方法通过模拟结构周围风场的变化求解结构表面风荷载的一种新技术。该技术是近十几年发展起来的一种结构风工程研究方法，并逐渐形成了一门新兴的结构风工程分支——计算风工程学（CWE）。目前，“数值风洞”技术已成为结构风工程研究的重要方向之一。

目前分析建筑外墙外保温系统风荷载的测试方法主要是静态海棉法，该方法是通过一个拉力计将液压装置产生的拉力以10±1mm/min的速度施加给钢夹具，然后经过胶合板、泡沫块传递到样品试块上，其主要测试样品破坏时所施加的力，此力即为最大风荷载值。测试过程中，钢夹具与胶合板固定，胶合板与泡沫块用双组分环氧树脂粘结。

该静态海绵法实验通过采用柔性材料粘结拉力设备和保温系统，来模拟实际风力柔性作用于系统表面造成的影响。但此方法也存在着不足之处，首先该方法使用的海绵材料比较软，仅适用于在竖直方向上进行风荷载试验；其次该静态海绵法采用的海绵材料强度不足（0.1MPa左右），主要用于强度较低的岩棉外保温系统的检测，而普通海绵材料的强度不足以实施针对强度更高的膨胀聚苯板系统、挤塑聚苯板系统、聚氨酯系统的风荷载模拟试验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种建筑外墙外保温系统风载荷测试方法，该测试方法不仅克服了现有技术中不能水平拉伸进行风荷载测试的弊端，而且能够测试强度较高的膨胀聚苯板系统、挤塑聚苯板系统、聚氨酯系统等的风载荷。

为解决上述技术问题，所述的建筑外墙外保温系统风载荷测试方法，将硅胶海绵板切割成方体板块，在硅胶海绵板方块的前后两个侧面分别涂抹胶粘剂，然后将该两个侧面分别与固定在基墙上的被测保温系统的表面和一个拉板的表面均匀粘结并压紧固；所述拉板的另一表面通过均匀分布的弹簧与一拉力装置连接；通过拉力装置拉动弹簧、拉板和硅胶海绵板方块对被测保温系统施加一个向外的拉力，以被测保温系统破损作为基点测试其风载荷。

其中，所述拉板按每秒钟1.5-16.7mm的拉升速度加载并保持加载方向垂直与粘结面。 

其中，在给硅胶海绵板方块的前后两个侧面涂抹胶粘剂时，先用汽油清洗两个侧面，然后在一个侧面涂抹胶粘剂晾干后再在另一个相对侧面涂抹胶粘剂，胶粘剂涂层不宜太厚并加压固化。

其中，在所述硅胶海绵板方块内还设有多个位移传感器，上述位移传感器均匀分布在所述硅胶海绵板方块内。

与现有技术相比，本发明建筑外墙外保温系统风载荷测试方法具有如下优点：

1、本方法采用水平拉伸的试验方法替代现有技术中的竖直拉伸；更符合实际检测需要，由于外保温系统需要进行耐候性试验，采用水平拉伸可以直接对耐候性试验后的样板进行风荷载试验；

2、本方法采用弹簧和发泡硅橡胶海绵相结合的柔性拉伸中介体；硅橡胶海绵材料不同于普通的聚氨酯海绵材料，它具有更高的强度，经试验论证其拉伸强度可达0.4MPa以上，能够满足现有外保温系统拉伸试验的强度要求。同时由于采用水平拉伸的试验方式，柔性中介材料不宜过后，否则存在下坠的问题，故采用弹簧与硅橡胶海绵材料相结合的方式，缩短了海绵材料的厚度，增加弹簧来保证柔性；