一种用于建筑屋盖流场控制和优化的装配式气动控制结构的制作方法

本实用新型涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种用于建筑屋盖流场控制和优化的装配式气动控制结构。

背景技术：

在我国强/台风多发区域，建筑结构屋盖的风致破坏时有发生，特别是低矮建筑、工业厂房和大跨度场馆等结构，屋盖的损毁是其主要破坏形式。当自然风流经建筑结构，屋盖的前缘位置会出现复杂的流体分离、再附及旋涡脱落等现象，屋盖的上、下表面均受到向上的升力，承受很大的瞬时峰值风压，极易发生损毁。在此情况下，若能采取一定的气动控制措施，改善屋盖边缘的流场结构，优化屋盖的气动力分布情况，将有效改善屋盖的抗风安全性能。

由于装配式建筑具有绿色环保、工业化程度高、受气候影响小等诸多优点，是建筑行业极具发展潜力的建设施工方式，是未来建筑发展的必然趋势。根据我国建筑行业的政策要求，到2020年新建建筑的装配率达到15％以上，在此背景下，应使建筑不同构件尽量实现装配化，以满足政策要求。传统建筑上，一般会在屋顶边缘砌筑女儿墙，由于暴露在室外，在反复热胀冷缩和极端气候作用下容易老化开裂，引起渗漏，影响建筑结构的外观，而且该部位维修操作困难，是建筑工程质量难以解决的通病之一。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于建筑屋盖流场控制和优化的装配式气动控制结构，采用该结构能够有效的提高屋盖结构的抗风安全性，并能实现女儿墙结构的装配式施工，能在一定程度上解决传统建筑女儿墙难以维修操作的难题。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种用于建筑屋盖流场控制和优化的装配式气动控制结构，包括固定在屋顶上的多个立柱，所述屋顶上方设有多个横杆，所述横杆与每个所述立柱固定连接，所述立柱上部设有控制板立柱，所述控制板立柱与立柱之间通过风场控制板条连接板可拆卸连接，所述横杆上方间隔设有多个气动控制板条，且气动控制板条与每个所述控制板立柱通过螺栓可拆卸连接。

进一步地，所述立柱为型钢立柱。

进一步地，所述多个横杆均匀间隔设置。

进一步地，所述立柱与所述控制板立柱的连接面为折叠式斜面，从而增加立柱与控制板立柱的固定牢固性。

进一步地，所述装配式气动控制结构还包括固定在屋顶面的安装基座，所述立柱下端固定设有底板，所述底板与所述安装基座通过螺栓固定连接。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型能显著改善建筑屋盖流场结构和降低瞬时峰值升力，可提高强风区域建筑屋盖的抗风安全性能，该装配式气动控制结构采用轻质材料制作，有利于工业化生产，能有效降低成本，减小吊装重量，提高施工效率，便于实际工程的推广应用。

附图说明

图1为本实用新型提供的装配式气动控制结构的示意图；

图2为本实用新型提供的装配式气动控制结构的左视图；

图3为风洞模拟试验的测点布置情况；

图4为装配式气动控制结构对建筑屋盖流场特性影响的风洞试验结果。

图中：1-屋顶面；2-安装基座；3-底板；4-立柱；5-横杆；6-风场控制板条连接板；7-控制板立柱；8-控制板条。

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做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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种用于建筑屋盖流场控制和优化的装配式气动控制结构，考虑了强风下屋盖前缘复杂的绕流特性及其引起的具有较强破坏性的瞬时峰值升力；将改变传统女儿墙的设计方式，在满足规定的女儿墙高度和安装强度条件下，根据流场控制的需要做成具有一定透风率的气动控制板条，通过调整气动装置高度和透风率达到控制流场特性的目的。

参照图1-2，本实用新型提供的一种实施例：一种用于建筑屋盖流场控制和优化的装配式气动控制结构，包括固定在屋顶上的多个立柱4，所述屋顶上方设有多个横杆5，所述横杆5与每个所述立柱4固定连接，所述立柱4上部设有控制板立柱7，所述控制板立柱7与立柱4之间通过风场控制板条连接板6可拆卸连接，所述横杆5上方间隔设有多个气动控制板条8，且气动控制板条8与每个所述控制板立柱7通过螺栓可拆卸连接。

在一些实施例中，所述立柱4为型钢立柱；所述多个横杆5均匀间隔设置，通过均匀布置横杆5，以满足受力和建筑功能要求。

在一些实施例中，所述立柱4与所述控制板立柱7的连接面为折叠式斜面，从而增加立柱4与控制板立柱7的连接牢固性。

在一些实施例中，所述装配式气动控制结构还包括固定在屋顶面的安装基座2，所述立柱4下端固定设有底板3，所述底板3与所述安装基座2通过螺栓固定连接。

本实用新型能显著改善建筑屋盖流场结构和降低瞬时峰值升力，可提高强风区域建筑屋盖的抗风安全性能，该装配式气动控制结构采用轻质材料制作，有利于工业化生产，能有效降低成本，减小吊装重量，提高施工效率，便于实际工程的推广应用。

本气动控制装置的主要受力结构是竖向立柱4，通过改变气动装置的高度和气动板条8数量，来调节气动控制装置的透风率，达到控制流场特性的目的。

如图3所示，试验中，在模型顶部沿来流方向设置10个测点，分别编号1-10号。如图4所示，图4给出了该装配式气动控制结构在边界层风场中的试验结果，图中对比了在设置气动控制结构前后屋盖上部平均风速的测量结果，试验结果表明：当设置装配式气动控制结构后，能大幅度减小流经屋盖的风速大小，流场控制效果显著，平均风速最大减小幅度达85％，可有效减小作用在屋盖上的峰值升力，提高建筑屋盖的抗风安全性。

总之，通过风洞试验证明：本发明能达到控制屋盖流场结构的要求，优化效果显著，可改善建筑屋盖结构的抗风安全性，同时还在一定程度上解决了传统女儿墙结构存在的问题，便于工业化生产和装配式施工，有利于提高建筑装配率。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。