CN210400792U - 一种用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，包括通气管路和压力箱，所述压力箱设有用于安装待测试件的试件安装位，所述通气管路的第一端连通所述压力箱的内腔，所述通气管路的第二端设有伸缩装置，所述伸缩装置内部限定有与所述内腔连通的气压腔，所述伸缩装置的一端与所述通气管路相连，所述伸缩装置的另一端与驱动装置相连，所述驱动装置能够驱动所述伸缩装置拉伸或压缩，从而改变所述气压腔的腔体大小。采用本实用新型技术方案的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，结构简单、拆装方便、不受场地和环境等条件的限制，同时可模拟玻璃幕墙及其支承构件在正负压交替作用的受力情况，更贴近实际使用情况。

Description

一种用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置

技术领域

本实用新型涉及风压检测实验设备技术领域，具体涉及一种用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置。

背景技术

随着经济和社会的快速发展，越来越多的高层建筑采用玻璃幕墙作为维护结构，直接承受风荷载作用。玻璃幕墙具有外观优美、视觉效果好、透光性好、质量轻，安装方便等优点，能极大地缩短建筑周期，降低建筑成本，具有广泛的社会与经济效益。但目前超高层建筑玻璃幕墙存在安全隐患，多地曾出现玻璃幕墙损坏、甚至高空坠落等现象，台风期间此现象更为严重，因此有必要对玻璃幕墙的抗风特征进行深入研究。

在风工程及空气动力学领域，玻璃幕墙表面受到的风压包括平均风压和脉动风压，其中，平均风压使玻璃幕墙表面受到比较稳定的风压力，而脉动风压则会使建筑物产生顺风向振动、横风向振动、扭转振动以及涡流激振等现象。除此之外，玻璃幕墙结构的风效应还受到周围建筑物的相互干扰，由旋涡脱落导致的脉动力直接作用在玻璃幕墙表面，使其在同一时间受到正负压交替作用的脉动风荷载。因此，玻璃幕墙受到静力、动力的双重作用，易发生疲劳破坏，影响力学性能和物理性能，降低玻璃幕墙的使用寿命。在这种情况下，玻璃幕墙的支承构件极易发生破坏，进而导致玻璃面板的损坏。所以，对建筑幕墙及其支承构件进行抗风压性能的检测尤为必要。但目前幕墙抗风设计强调的是最大风压，即只考虑静力荷载，所以传统的玻璃幕墙实验装置大多将风荷载等效为静荷载作用，没有考虑玻璃幕墙在正负压交替作用的动荷载下产生的失稳、共振、疲劳破坏等现象，也没有考虑支承构件的疲劳破坏问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，该用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，结构简单、拆装方便、不受场地和环境等条件的限制，同时可模拟玻璃幕墙以及玻璃幕墙的支承构件在正负压交替作用的受力情况，更贴近实际使用情况。

基于此，本实用新型提供了一种用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，包括通气管路和压力箱，所述压力箱设有用于安装待测试件的试件安装位，所述通气管路的第一端连通所述压力箱的内腔，所述通气管路的第二端设有伸缩装置，所述伸缩装置内部限定有与所述内腔连通的气压腔，所述伸缩装置的一端与所述通气管路相连，所述伸缩装置的另一端与驱动装置相连，所述驱动装置能够驱动所述伸缩装置拉伸或压缩，从而改变所述气压腔的腔体大小。

优选的，所述驱动装置驱动所述伸缩装置沿水平方向作线性往复运动。

优选的，所述压力箱包括进气口，所述通气管路的第一端与所述进气口相连，所述进气口和所述试件安装位分别设置于所述压力箱相对的两个壁面上。

优选的，所述伸缩装置的外侧套设有保护套筒，所述保护套筒的长度大于等于所述伸缩装置在拉伸状态下的极限长度，所述保护套筒与所述伸缩装置间隙配合。

优选的，所述保护套筒外侧还设有用于固定所述保护套筒的安装座，所述保护套筒以及所述伸缩装置通过所述安装座放置在操作台上。

优选的，待测试件固定安装在所述试件安装位上，所述待测试件与所述试件安装位间设有密封装置。

优选的，所述待测试件靠近所述压力箱内腔的面为内表面，所述内表面安装有若干用于检测力和扭矩的传感器，所述内表面还贴有若干应变片。

优选的，所述伸缩装置与所述驱动装置之间设有连接件，所述连接件的第一端与所述驱动装置相连，所述连接件的第二端与所述伸缩装置相连。

优选的，所述连接件的第二端设有螺纹，所述伸缩装置与所述连接件相连的一端设有与所述连接件的第二端螺纹匹配的螺纹。

优选的，还包括控制器，所述传感器、所述应变片以及所述驱动装置均与所述控制器电连接。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

(1)当使用抗风压检测的实验装置检测玻璃的抗风压能力时，在试件安装位安装待测玻璃并密封好，通过驱动装置驱动伸缩装置进行往复运动，当驱动装置向靠近压力箱方向运动时，将气压腔内的空气排入压力箱的内腔中，当驱动装置向远离压力箱方向运动时，将压力箱中的空气吸入气压腔中，从而改变压力箱腔室内气体的体积，达到玻璃幕墙受到正负压交替作用的效果，在这种情况下实验更加贴近实际的使用状况，使得检测结果更加真实可靠。同时可通过调节驱动装置的运动幅度和频率调整实现模拟不同幅度、不同周期的正负交变风压对待测玻璃的影响。

(2)在待测玻璃的内侧设有传感器，可对玻璃幕墙的支承构件的受力情况进行检测，进而通过其检测数据判断支承构件抗风压性能及其安全性。且本实用新型采用的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置结构简单，便于安装，且不受场地和环境等条件的限制。

附图说明

图1为本实用新型实施例中抗风压检测的实验装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例中点支承玻璃幕墙的结构示意图。

图3是本实用新型实施例中框支承玻璃幕墙的结构示意图。

图4是本实用新型实施例中短边夹支，长边密封粘结的玻璃幕墙的结构示意图。

图5是本实用新型实施例中长边夹支，短边密封粘结的玻璃幕墙的结构示意图。

图6是本实用新型实施例中伸缩装置的结构示意图。

图中：1、压力箱，2、待测试件，3、螺栓，4、安装座，5、伸缩装置，6、驱动装置，7、多轴力/扭矩(F/T)传感器，8、铝合金框架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

如图1至图6所示，本实施例提供一种用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，包括通气管路和压力箱1，压力箱1设有用于安装待测试件2的试件安装位，通气管路的第一端连通压力箱1的内腔，通气管路的第二端设有伸缩装置5，伸缩装置5内部限定有与内腔连通的气压腔，伸缩装置5的一端与通气管路相连，伸缩装置5的另一端与驱动装置6相连，驱动装置6能够驱动伸缩装置5拉伸或压缩，从而改变气压腔的腔体大小。

基于以上技术方案，当使用抗风压检测的实验装置检测玻璃的抗风压能力时，在试件安装位安装待测玻璃并密封好，通过驱动装置6驱动伸缩装置5进行往复运动，当驱动装置6向靠近压力箱方向运动时，将伸缩装置5腔室内的空气排入压力箱1的内腔中，当驱动装置6向远离压力箱方向运动时，将压力箱1中的空气吸入气压腔中，从而改变压力箱1腔室内气体的体积，达到玻璃幕墙受到正负压交替作用的效果，在这种情况下实验更加贴近实际的使用状况，使得检测结果更加真实可靠。同时可通过调节驱动装置6的运动幅度和频率调整实现模拟不同幅度、不同周期的正负交变风压对待测玻璃的影响，且本实用新型采用的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置结构简单，便于安装，且不受场地和环境等条件的限制。

进一步地，驱动装置6驱动伸缩装置5沿水平方向作线性往复运动，由此便于对驱动装置6的往复运动的速度进行调整，从而可以模拟不同风速对玻璃幕墙造成的损害情况。

优选的，压力箱1包括进气口，通气管路的第一端与进气口相连，进气口和试件安装位分别设置于压力箱1相对的两个壁面上，由此便于对玻璃幕墙进行风压实验。

在本实施例中，伸缩装置5的外侧套设有保护套筒，保护套筒的长度大于等于伸缩装置5在拉伸状态下的极限长度，保护套筒与伸缩装置5间隙配合，由此在伸缩装置5直线运动过程中不会与保护套筒产生摩擦，且保护套筒的长度满足伸缩装置5的最大伸长量，保护套筒约束伸缩装置5的运动，避免其在运动过程中发生屈曲变形。

具体的，保护套筒外侧还设有用于固定保护套筒的安装座4，保护套筒以及伸缩装置5通过安装座4放置在操作台上。安装座4远离驱动装置6的一端还设有固定座，由此避免伸缩装置5在驱动装置6的作用下产生相对位移。

进一步地，待测试件2固定安装在试件安装位上，待测试件2与试件安装位间设有密封装置。可根据玻璃不同的支承方式选择不同的安装方式，非安装玻璃的面具有一定的刚度，且最后用使用密封结构胶粘结，保证压力箱1的密封性。如图2-5所示，其中点支承玻璃幕墙实验装置如图2所示，框支承玻璃幕墙实验装置如图3所示，短边夹支，长边密封粘结的玻璃幕墙实验装置如图4 所示，长边夹支，短边密封粘结的玻璃幕墙实验装置如图5所示，隐框玻璃幕墙则直接将玻璃用密封结构胶粘贴在压力箱1的一面即可。

此外，待测试件2靠近压力箱1内腔的面为内表面，内表面安装有若干用于检测力和扭矩的传感器，内表面还贴有若干应变片。根据玻璃的支承方式选择传感器和应变片的安装形式，例如：点支承玻璃需在玻璃四角点下安装多轴力/扭矩(F/T)传感器7；框支承玻璃需要将玻璃用铝合金框架8固定，并用螺栓3密封固定在压力箱1上，在铝合金框架8下安装多轴力/扭矩(F/T)传感器7，玻璃内表面(即靠近传感器，直接承受交替正负压的一侧)贴应变片；一对边夹支，一对边采用密封结构胶粘结的玻璃，需要在铝合金框架8下安装多轴力/扭矩(F/T)传感器7，在玻璃内表面贴应变片，其中玻璃四角点、各边中点以及玻璃板的中心点需贴有应变片，其他位置可根据需要灵活布置。由此多轴力/扭矩(F/T)传感器7可对的玻璃幕墙的支承构件的受力情况进行检测，进而通过其检测数据判断支承构件抗风压性及其安全性。

优选的，伸缩装置5与驱动装置6之间设有连接件，连接件的第一端与驱动装置6相连，连接件的第二端与伸缩装置5相连。由此便于驱动装置6与伸缩装置5的拆卸与安装，具体的，连接件的第二端设有螺纹，伸缩装置5与连接件相连的一端设有与连接件的第二端螺纹匹配的螺纹。

在本实施例中，驱动装置6为气缸，伸缩装置5为气泵。

进一步地，还包括控制器，传感器、应变片以及驱动装置6均与控制器电连接。控制器控制气缸做往复直线运动的频率及幅度，带动伸缩装置5的运动，改变压力箱1腔室内气体体积变化的速度及大小，模拟实际情况下玻璃幕墙表面受到的正负交替作用的脉动风荷载，进行多组对照实验。其中，气缸做直线运动的最大幅度设为伸缩装置5的最大伸长量。同时用激光测振仪测得玻璃板多点处的位移以及频率，用多轴力/扭矩(F/T)传感器7测得支承构件的力和扭矩，用应变片测得玻璃板多点处的应变，同时将上述数据传递到控制器中对其进行记录和分析。通过上述步骤可求得实验过程中玻璃幕墙整体受到的力、弯矩、扭矩、位移，进而分析其整体抗风压性能。

采用本实用新型实施例的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，当使用抗风压检测的实验装置检测玻璃的抗风压能力时，在试件安装位安装待测玻璃并密封好，通过驱动装置6驱动伸缩装置5进行往复运动，当驱动装置6向靠近压力箱方向运动时，将伸缩装置5腔室内的空气排入压力箱1的内腔中，当驱动装置6向远离压力箱方向运动时，将压力箱1中的空气吸入气压腔中，从而改变压力箱1腔室内气体的体积，达到玻璃幕墙受到正负压交替作用的效果，在这种情况下实验更加贴近实际的使用状况，使得检测结果更加真实可靠。同时可通过调节驱动装置6的运动幅度和频率调整实现模拟不同幅度、不同周期的正负交变风压对待测玻璃的影响。此外，在待测玻璃的内侧设有传感器，可对玻璃幕墙的支承构件的受力情况进行检测，进而通过其检测数据判断支承构件抗风压性能及其安全性。且本实用新型采用的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置结构简单，便于安装，且不受场地和环境等条件的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，其特征在于，包括通气管路和压力箱，所述压力箱设有用于安装待测试件的试件安装位，所述通气管路的第一端连通所述压力箱的内腔，所述通气管路的第二端设有伸缩装置，所述伸缩装置内部限定有与所述内腔连通的气压腔，所述伸缩装置的一端与所述通气管路相连，所述伸缩装置的另一端与驱动装置相连，所述驱动装置能够驱动所述伸缩装置拉伸或压缩，从而改变所述气压腔的腔体大小。

2.根据权利要求1所述的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，其特征在于，所述驱动装置驱动所述伸缩装置沿水平方向作线性往复运动。

3.根据权利要求1所述的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，其特征在于，所述压力箱包括进气口，所述通气管路的第一端与所述进气口相连，所述进气口和所述试件安装位分别设置于所述压力箱相对的两个壁面上。

4.根据权利要求1所述的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，其特征在于，所述伸缩装置的外侧套设有保护套筒，所述保护套筒的长度大于等于所述伸缩装置在拉伸状态下的极限长度，所述保护套筒与所述伸缩装置间隙配合。

5.根据权利要求4所述的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，其特征在于，所述保护套筒外侧还设有用于固定所述保护套筒的安装座，所述保护套筒以及所述伸缩装置通过所述安装座放置在操作台上。

6.根据权利要求1所述的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，其特征在于，待测试件固定安装在所述试件安装位上，所述待测试件与所述试件安装位间设有密封装置。

7.根据权利要求1所述的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，其特征在于，所述待测试件靠近所述压力箱内腔的面为内表面，所述内表面安装有若干用于检测力和扭矩的传感器，所述内表面还贴有若干应变片。

8.根据权利要求1所述的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，其特征在于，所述伸缩装置与所述驱动装置之间设有连接件，所述连接件的第一端与所述驱动装置相连，所述连接件的第二端与所述伸缩装置相连。

9.根据权利要求8所述的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，其特征在于，所述连接件的第二端设有螺纹，所述伸缩装置与所述连接件相连的一端设有与所述连接件的第二端的螺纹匹配的螺纹。

10.根据权利要求7所述的用于建筑幕墙结构抗风压检测的实验装置，其特征在于，还包括控制器，所述传感器、所述应变片以及所述驱动装置均与所述控制器电连接。

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