[实用新型]一种用于超高层建筑风洞实验的多自由度气弹模型骨架

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风洞实验气弹模型骨架，具体涉及一种用于超高层建筑风洞实验的多自由度气弹模型骨架。

背景技术

对超高层建筑进行风效应研究的主要途径是模型风洞试验，常见的风洞试验模型有刚性测压模型、测力天平模型、单自由度气弹模型和多自由度气弹模型。其中，多自由度气弹模型风洞试验是模拟超高层建筑风致响应最为精确的风洞试验方式。目前多自由度气弹模型骨架的制作方式种类较多，普遍是采用将若干竖向方柱和水平刚板通过一定的方式连接构成模型骨架，在骨架上再固定外衣板制成高层建筑多自由度气弹模型。

a.在竖向方柱和水平刚板的连接方式方面，现有制作方式上是采用胶剂永久粘接或夹具固定的方式。其中：胶剂粘接的方式不可拆卸，无法改变模型的平动刚度，因而无法模拟不同刚度的超高层建筑；纯粹靠夹具固定的方式，可以通过控制方柱间距来调整刚度，但只能以来手工、肉眼来调整方柱间距，因而精度和可操作性较差。

b.在竖向方柱的设置方面，现有制作方式是采用一根或四根竖向方柱。采用中间一根方柱的方式会使扭转向刚度严重偏大，使得振型成分主要为弯曲型，与实际建筑振型有很大不同。采用四边各一根方柱的方式，可以对振型进行调节，但由于夹具尺寸的限制，振型的可调范围较小、且精度难以控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能改变模型骨架平动刚度的气弹模型骨架，以适应不同刚度的超高层建筑模拟实验；本实用新型的另一目的在于提供一种能精确控制并容易调整调整模型刚度的气弹模型骨架；本实用新型的另一目的在于提供一种布局合理的气弹模型骨架以便能更真实的模拟实际建筑振型。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于超高层建筑风洞实验的多自由度气弹模型骨架，其特征在于：主要由多根立柱将至少三层水平钢板串联组成，所述水平钢板为多边形框架，多边形框架的中间设有方孔，所述方孔与多边形框架的侧边之间设有横梁，所述立柱包括一根方形粗柱和多根异形细柱，所述方形粗柱穿过每一层水平钢板上的方孔并与方孔通过粘接方式相对固定，所述异形细柱与每一层水平钢板的横梁可拆卸的固定相连，所述多层水平钢板根据实验需要以一定间隔在方形粗柱上下排列。

作为改进，所述每一层多边形框架的横梁上设有多个水平方向排列的凸块，所述异形细柱上设有与每一层多边形框架的横梁上的凸块相配合的卡孔，所述异形细柱与横梁通过凸块和卡孔定位。

作为改进，所述异形细柱与横梁通过夹具相连，所述夹具由两块夹板和螺栓组成。

作为改进，所述水平钢板有3-10层，所述异形细柱有3-8根。

作为改进，所述横梁以多边形框架中间的方孔为中心对称分布，横梁数量有3-8个。

作为改进，所述横梁上的凸块有3-8个。

作为改进，所述方形粗柱四周的多边形框架上设有通过螺孔可拆卸固定的配重块。

与现有技术的方式相比，本专利具有以下有益效果：

1、振型、频率可调范围大，能模拟通常的实际超高层建筑。

2、异形细柱调节方便易行、精度高。

3、异形细柱的可拆卸性使模型骨架能够重复使用。

4、用上述方式制作的模型骨架，能够支撑多种外形的模型外衣板，从而模拟多种外形的实际高层建筑。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型剖面示意图。

图3为多边形框架平面示意图。

图4为异形细柱局部结构示意图。

图5为图3中A1局部示意图。

图6为本实用新型多自由度气弹模型骨架自由振动衰减曲线。

图7为多自由度气弹模型骨架三种振型图。

其中，图7a为一阶平动振型，图7b为一阶扭转振型，图7c为二阶平动振型。

附图标记：1-凸块，2-方孔，3-螺孔，4-卡孔，5-异形细柱，6-螺栓，7-夹板，8-方形粗柱，9-多边形框架，10-横梁。

具体实施方式

本实用新型实施例的多自由度气弹模型骨架所用制作材料为铝合金，该材料可以模拟实际高层建筑的力学性能。