[实用新型]建筑膜结构在风荷载作用下的气动力测试系统

说明书

本实用新型公开了一种建筑膜结构在风荷载作用下的气动力测试系统，包括：风室，风室的两个相对的侧面上分别设有进风口和出风口；张拉机构，张拉机构设置于风室内，张拉机构包括骨架和四个张拉电机；供风装置，供风装置设置在风室的进风口处；风速探测装置，风速探测装置设置在风室的出风口处；位移采集装置，位移采集装置位于风室外，并设置在待测膜结构的下方；控制模块，张拉电机、供风装置、风速探测装置以及位移采集装置均与控制模块连接。本实用新型结构简单，降低了建筑膜结构气动力测试的成本，且便于操作；可以对建筑膜结构与风荷载的流固耦合效应进行深入研究，在保证高测试精度的同时适用范围更广，可广泛应用于建筑膜结构技术领域。

技术领域

本实用新型涉及建筑膜结构技术领域，尤其涉及一种建筑膜结构在风荷载作用下的气动力测试系统。

背景技术

随着建筑科学的快速发展，工程师对结构跨度的追求在不断提高，建筑结构也正朝着大跨度、轻质量的方向延伸，而与之相匹配的则是被誉为“21世纪建筑”的大跨度空间曲面建筑膜结构。作为服务民生的公共性、标志性大跨度建筑结构，曲面膜结构的学术价值与工程问题受到了全球各地学者的重视。在国内，国家大力发展与建设了大量的民生基础设施，而在这些基础设施中也有诸多建筑曲面膜结构的身影，如近几年的广场景观小品、歌剧院、大型体育场、会展中心以及机场航站楼等等，这些都体现了曲面膜结构在国内的蓬勃发展与应用。

大跨度空间曲面膜结构在国内外取得广泛应用的同时，其受外界强风、暴雨、冰雹等随机动力荷载作用也越加频繁，而膜结构由于其自身的特点，对这些荷载作用十分敏感，容易产生较大的振动变形。当膜面应力超过材料极限强度或者膜面变形超出使用功能要求时，膜面就会被撕裂或者结构失效。经过一些研究破坏实例发现膜结构破坏时当地风速均低于设计风速，这说明目前仅把风荷载简化的形式作用在结构上的设计思想和理论尚不能完全保证张拉薄膜结构的安全性。据张拉膜结构工程破坏经历和试验观测，发现风与膜结构之间的耦合气动失稳是导致膜结构破坏的一个重要因素，因此有必要对膜结构与风荷载的流固耦合效应进行研究。

对膜结构与风荷载的流固耦合效应进行深入研究的必要条件是要确定膜结构表面的气动力大小。目前尚没有相应的装置和技术可以准确测量膜结构膜面的气动力。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种方便快捷、测试精度高、适用范围广的建筑膜结构在风荷载作用下的气动力测试系统。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种建筑膜结构在风荷载作用下的气动力测试系统，包括：

风室，所述风室的两个相对的侧面上分别设有进风口和出风口；

张拉机构，所述张拉机构设置于所述风室内，所述张拉机构包括骨架和四个张拉电机，所述骨架用于安装待测膜结构，四个所述张拉电机分别用于对所述待测膜结构的四个张拉边进行张拉并形成具有稳定预张力的膜面；

供风装置，所述供风装置设置在所述风室的进风口处，所述供风装置用于为所述风室提供稳定的风场；

风速探测装置，所述风速探测装置设置在所述风室的出风口处，所述风速探测装置用于采集所述风室的风速数据；

位移采集装置，所述位移采集装置位于所述风室外，并设置在所述待测膜结构的下方，所述位移采集装置用于采集所述膜面的位移数据；

控制模块，所述张拉电机、所述供风装置、所述风速探测装置以及所述位移采集装置均与所述控制模块连接。

进一步，所述骨架包括水平支撑部和四个竖直支撑部，四个所述竖直支撑部的底端均固定在所述水平支撑部上，四个所述竖直支撑部的顶端分别用于固定所述待测膜结构的四个角。