[发明专利]一种静态海绵法外墙外保温系统风荷载测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及外墙外保温系统风荷载测试领域，特别涉及一种静态海绵法外墙外保温系统风荷载测试仪。

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，目前使用该方法测试外墙外保温系统风荷载的装置结构如下：该装置包括拉力计、钢夹具、胶合板、泡沫块和位移传感器，泡沫块通过粘结剂粘结被测样品试块，泡沫块的相对另一端通过粘结剂粘结胶合板，胶合板固定在钢夹具上，钢夹具与拉力计相连接。该装置通过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。

该装置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。但此装置也存在着不足之处，首先该装置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测试；其次该装置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测试。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种静态海绵法外墙外保温系统风荷载测试仪。该测试仪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，所述的静态海绵法外墙外保温系统风荷载测试仪，主要由测试机构和给该测试机构提供拉力的动力机构组成；其特征在于：所述测试机构主要由拉力框架和设置在拉力框架前端的拉力面板组成；拉力面板按照由外到里的顺序依次包括硅胶海绵板、活动安装板、拉板和方形钢板，硅胶海绵板通过胶粘剂粘结在活动安装板上，活动安装板相对粘结硅胶海绵板的另一面设有燕尾形凸块，拉板表面上相应的设有与燕尾形凸块相匹配的燕尾槽，活动安装板通过燕尾形凸块固定在拉板上，拉板相对于固定活动安装板的另一面通过均匀分布的弹簧与方形钢板相连接；在所述拉力框架上设有至少一个水平导柱，该水平导柱贯穿所述方形钢板与所述拉板相连接；所述动力机构与所述方形钢板相连接，测试中动力机构通过拖动所述方形钢板拖动拉力面板沿着水平导柱滑动。

其中，所述拉力面板的尺寸为600mm*600mm，所述方形钢板为一600mm*600mm的钢板，所述硅胶海绵板、活动安装板和拉板均为200mm*200mm的方体块板；硅胶海绵板通过胶粘剂粘结在活动安装板上，活动安装板通过燕尾形凸块固定在拉板上，固定在一起的硅胶海绵板、活动安装板和拉板组成一个拉板组，9组200mm*200mm的拉板组布置在所述600mm*600mm的拉力面板上；每组拉板组分别通过均匀分布的21只弹簧与所述方形钢板相连接，每组拉板组分别通过至少一个贯穿所述方形钢板的水平导柱与所述拉力框架相连接。