風(fēng)洞試驗-模型制作及試驗步驟

1、高層建筑風(fēng)壓實驗研究實驗?zāi)Ｐ偷闹谱?. 工程背景與概況本次實驗旨在研究一擬建高層玻璃幕墻結(jié)構(gòu)建筑的表面風(fēng)壓分布情況，為玻璃幕墻的 設(shè)計強度.施工工藝和材料選用提供依拯。該高層建筑，高41層(120米),水平面為L 形.底部4層或作商用，上部37層為辦公用房，整體采用鋼結(jié)構(gòu)，立面采用玻璃幕墻裝飾。 基于該建筑的以上特點，風(fēng)荷載成為其側(cè)向控制荷載。2. 模型設(shè)計與加工建筑模型的設(shè)計與加工，應(yīng)遵循“相似準(zhǔn)則”，以實際高層建筑為原型，采用1:200 的縮尺比，繪制完成建筑模型圖、構(gòu)件加匸圖，加工得到實物模型，其體步驟如卜：(1)建筑模型圖以擬建高層玻璃慕青結(jié)構(gòu)建筑為原型，以1:200的縮尺比対長寬高三

2、個方向進行等比 例縮小，得到模型的各個立面圖及俯視平而圖。同時，為滿足測量建筑表而風(fēng)壓系數(shù)的需 要，應(yīng)對需要布置測斥管的位置進行標(biāo)記。測斥管的布置采取水平向均勻布點、豎直向取 特征位置布點的方法，在模型頂面和四面共布置了 234個測點，在圖中以“十”字標(biāo)記。(2) 構(gòu)件加工圖模型加工材料為4. 5mm厚的仃機玻璃，首 先在考慮材料厚度的前提卜設(shè)計實驗?zāi)Ｐ偷钠?裝方法，再按照拼裝方法計算各拼裝構(gòu)件的尺 寸.最終獲得各拼裝構(gòu)件的加工圖及試驗?zāi)Ｐ?拼裝說明圖，以AutoCAD文件輸出。(3) 機械加工將設(shè)計好的構(gòu)件加工圖紙導(dǎo)入數(shù)控車床的 控制系統(tǒng)中，以4. 5mm厚的冇機玻璃板為原料 在數(shù)控車床上加

3、工出期里的拼裝構(gòu)件，并按照 設(shè)計的數(shù)冃亦標(biāo)記的測壓管位置打出測壓孔°3測壓管的安裝與編號模型拼裝之前需要在其農(nóng)而埋入內(nèi)徑為eimm的黃銅管，通過內(nèi)徑為4>1.4mm的乙烯 樹脂管9黃銅管及壓力打描閥進行緊密連接，再接到壓力傳感測量模型表面各測斥點的風(fēng) 壓。測壓管的安裝步驟如下：（1）埋置測壓管將測壓管（內(nèi)徑為4>lmm的黃銅管）埋入有機玻璃構(gòu)件上預(yù)先打好的測孔中，用502 膠水粘接，為防止502膠水通過測孔滲入測壓管中而將英堵塞，應(yīng)該首先在模型表面粘上 一層透明膠紙，要求測尿管與模型表面保持垂直仇平齊。測壓管埋好后用洗耳球檢査是否 通暢，如不通氣應(yīng)用細(xì)針進行疏通或重新埋置

4、。（2）連接樹脂管測壓管埋置完成后，將內(nèi)徑為4）1.4nim的乙烯樹脂管裁剪成90cm左右的長度，一端接 到測壓管，另一端留作與壓力掃描閥的連接。（3）測壓管編號為了方便數(shù)據(jù)的采集與分析，需要對每一個測壓管進行編號。我們采用局部編號的方 法，首先對每一塊板（模型的四個立面和一個頂面）依次編號，再在每一塊板上運用二維 坐標(biāo)的方法進行編號，最終每一個測壓管都將得到一個三維向量，用記號筆寫在膠紙上貼 于樹脂管上。模型組裝及及掃描閥連接（1）實驗?zāi)Ｐ偷钠囱b將埋有測壓管和樹脂管的模型構(gòu)件按照模型拼裝圖的說明依次拼接，拼接釆用三氯甲 烷玻璃膠進行粘接。拼接操作應(yīng)在平整的水平面進行，保證模型各立而間的垂立度

5、。因三 氯甲烷為易揮發(fā)有毒液體，操作完成后應(yīng)及時洗手。（2）掃描閥連接與編號模型拼裝完成后，將從模型底面穿出的樹脂管與壓力打描閥連接，壓力掃描閥是一個 有61個接II （從1至64編號）的金屬元件，每一個壓力打描閥又有編號，因此各個接II 的編號方法與之前類似。樹脂管與打描閥接II的連接應(yīng)按照一定的次序進行，最后將兩組 編號一一對應(yīng)起來，便于數(shù)據(jù)的采集與分析處理。四、實驗方法和步驟1. 自然風(fēng)場的模擬試驗在浙江人學(xué)土木水利工程實驗中心的Im（寬）X3m（高）X 18m（長）的試驗段風(fēng)洞進 行，為了考慮臨近建筑物的干擾影響，試驗中模擬了擬建建筑周邊的其它建筑物，根據(jù)建 筑場地的實際情況和風(fēng)統(tǒng)計資

6、料，利用尖塔、擋板、粗糙元等來再現(xiàn)相對接近實際地表面 狀況的方法，模擬了風(fēng)速剖面幕指數(shù)為0.3的大氣邊界層，人氣邊界層模擬比為l:300o2. 建筑模型的固定（1）固定建筑模型將拼接好的建筑模型固定在風(fēng)洞中的轉(zhuǎn)盤中心位置，并將接有測壓管的電子打描閥與 測壓傳感器連接。（2）確定風(fēng)向位置試驗中通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤模擬了 24個等間隔來流風(fēng)向（15° ）,因此首先確定0°為北風(fēng) 來流，90°為東風(fēng)來流，據(jù)此來判斷試驗風(fēng)向與實際風(fēng)向的對應(yīng)關(guān)系.3數(shù)據(jù)的采集（1）測壓原理利用柔性樹脂管將測點壓力連接到疔描閥上，打描閥相當(dāng)于一個自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，能使 不同的測點壓力依次與壓力傳感器相連，為了保證脈動信號不產(chǎn)生畸變，專門設(shè)計了一套 測斥管路，用串接毛細(xì)管的方法較好地改善了系統(tǒng)的頻響特性.壓力傳感器的輸出信號經(jīng) 放人器放人后，送入信號分離器將動.靜態(tài)信號分開，然后再對動態(tài)信號放人.分別送入 風(fēng)洞的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并由計算機進行分析處理.（2）風(fēng)向控制在模擬的風(fēng)環(huán)境中，通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤使得試驗?zāi)Ｐ吞幵诓煌娘L(fēng)向角作用卜，當(dāng)一個風(fēng) 向角卜的所有測孔的壓力測完后，再依次轉(zhuǎn)到另一個風(fēng)向角下朿復(fù)試驗，直到24個風(fēng)向角 全部做完.所有點的壓力數(shù)據(jù)全部用系數(shù)形式給出，