风洞试验技术在建筑风洞实验室上的应用
1、建筑风洞实验室的形成
近些年来,因为建筑工程材料及施工方式的急剧进步,工程设计逐渐向轻质量、大跨径及超高度的方向发展,致使在传统上以水灾为结构主要水平斥力的观念在逐步改变,风力成为裙房建筑、体育场馆大跨钢箱梁、斜拉桥等结构的主要水平载荷。风洞实验室自然就成了建筑领域的研究工具。
建筑风洞实验室是工业风洞的一种物理实验设备,为低速风洞,回路方式有直流式和回流式,国外已出现了十几座这样的风洞。近些年来,风洞试验作为结构风工程研究的主要手段,在试验设备、试验理论及试验结果的可靠度等方面都取得了很大进步。
2、建筑风洞试验的介绍
所谓风洞,就是模拟自然风的特点人为地产生气流的装置。地面的山丘、森林、房屋等粗糙物的磨擦力,产生了离地几百米内的“大气边界层”,结构风工程中采用模拟大气边界层特点的大气边界层风洞进行试验。
风洞试验方式的选择直接影响到试验结果的精度。为此,应按照结构的特性及风环境,适当地选择模型及量测方式,拟定Z优的试验方案。
3、建筑风洞实验室中的仪器
风洞试验中的仪器主要有量测系统、数据采集系统、支撑系统及操纵控制系统等。量测系统,包括量测模型试验风速的风速量测装置(热线风速仪、补偿微压计、皮托管等)、量测模型表面压力的压力检测系统(电子压力扫描阀等)、量测模型各项分力和扭矩的天平检测系统(应变天平)、量测模型位移响应的位移检测系统(激光位移计)、量测模型加速度响应的加速度检测系统(加速度传感)等等。
量测系统的精度对试验结果有很大影响,配备技术先进的量测系统是保证风洞工作能力的重要保障。数据采集系统负责将天平或压力传感等量测系统的联通号转化成数据,通过多通道数据采集板采集试验数据。支撑系统包括给定模型的攻角的机构、给定模型风向角的机构和支撑模型或仪器的支架等等。通过模型支撑系统辅助风场的模拟装置(尖劈、粗糙元等),可以给模型设置不同的试验工况。操纵控制系统通过操纵控制台,使用风洞控制系统软件对模型试验进行自动或手动控制。
建筑结构做风洞实验应当怎样考虑?
大跨结构做风洞试验通常是从三个方面考虑:1、形体复杂,体系系数难以确切确定;2、周围环境复杂,干扰系数难以确切确定;3、结构体系柔和,多阶振型响应耦合,风振系数难以确定确定
通常来说就会大于规范值。风控地区的裙房做个风洞会省好多钱。
裙房建筑做风洞试验主要是横风向问题,规范横风向只给了方形、圆形,且有严格应用范围。横风向风载荷主要是绕流产生的涡激激励,与形体密切相关,也只有风洞试验能够确定。
横风向和顺风向作用机制不一样,按顺风向去套横风向作用不是很合适。

横风向规范只是参考,多数情况试验结果比规范小。个人觉得,通常情况,200米或250米以上,横风向效应才开始超过顺风向,须要做风洞试验。
风洞试验结果有比规范大,有比规范小才是正常现象
规范给的横风向是十分特殊的情况,你们做的工程,形体、周围条件差异很大,和规范横风向去比意义不大。
建筑风洞实验室中的模型
风洞实验室中的模型,主要有质心部份模型(包括模拟结构静力特点的静力支撑质心部份模型、模拟气动弹性响应的弹簧悬挂支撑质心部份模型)、整体气弹模型和反映结构整体静力特点的质心整体模型。模型种类及其满足的相像条件,直接影响了试验结果的可靠性,试验应按照结构特性,选择相应的模型及相像条件。
上海易鑫泰和可以依据用户需求研制风洞设备,该设备是以人工的方法形成而且控制气流,拿来模拟飞行器或实体周围二氧化碳的流动情况物理实验设备,并可量度气流对实体的作用疗效以及观察化学现象的一种管线状实验设备,它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。
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