一种容积可调的廊道式双层幕墙风洞试验模型装置的制作方法

本实用新型涉及建筑外围护幕墙结构的抗风设计试验领域，特别是涉及一种容积可调的廊道式双层幕墙风洞试验模型装置。

背景技术：

随着建筑节能和环保要求的日益提高，廊道式双层玻璃幕墙因具有良好的采光，通风以及隔热和隔声性能而被越来越多的用作建筑的外围护结构。廊道式双层幕墙由内幕墙、外幕墙及内外幕墙间的廊道空腔所构成。由于双层幕墙的外幕墙表面存在通风口，使得内幕墙受风的同时，外幕墙将受到内外表面风荷载的共同作用，从而导致双层幕墙的受力情况变得十分复杂。为了准确评估双层幕墙层间空腔的风荷载取值特性，通常采用模型测压风洞试验的方法来获得。然而，由于模型缩尺效应的存在导致现有模型风洞试验方法得到的双层幕墙层间脉动内压响应（即内层幕墙所受风压）存在失真。已有研究表明进行模型缩尺效应修正可以通过调整双层幕墙试验模型的内外幕墙间距进而改变模型层间空腔容积的方式来实现。为了建立容积调整与缩尺效应修正间的关系，需要进行大量不同内外幕墙间距下双层幕墙模型的风洞试验分析。因此，有必要设计一种内外幕墙层间距连续可调且能够获得内层幕墙实时风压力数据的双层幕墙试验装置。但遗憾的是，目前市场上尚未有类似的试验模型装置出现。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种容积连续可调且内层幕墙风压实时监测的廊道式双层幕墙风洞试验装置，使其能够实现内外层幕墙间距的连续无极调节且兼具内层幕墙风压实时监测的功能，为研究双层幕墙试验模型缩尺效应的容积修正奠定基础，最终实现双层幕墙内部脉动风荷载的准确评估。

为此，本实用新型的上述目的可以通过以下技术方案来实现：

本实用新型采用的技术方案是：

一种容积可调的廊道式双层幕墙风洞试验模型装置，所述容积可调的廊道式双层幕墙风洞试验模型装置在其中部设有两层廊道式双层幕墙，每层廊道式双层幕墙包括外层幕墙、内层幕墙和处于外层幕墙和内层幕墙之间的廊道，相邻两层廊道式双层幕墙之间设置间隔楼板来分隔，两层廊道式双层幕墙设置在基础楼板上；每层廊道式双层幕墙的外层幕墙的外表面上设有上、下布置的一排出风口和一排进风口，且出风口和其相应的进风口形成交错；所述内层幕墙的内侧连接有运动机构，所述运动机构带动内层幕墙在基础楼板、间隔楼板上水平运动以形成内侧幕墙与外层幕墙之间的廊道的空间变化；所述内层幕墙上贯穿有测压管以测量廊道内风压力，所述测压管的另一端与压力扫描阀相连接。

本实用新型在采用以上技术方案的同时，还可以采用或者组合采用如下技术方案：

优选地，所述运动机构包括第一连杆、与第一连杆相铰接的第二连杆以及与第二连杆刚性连接的实心轴，所述实心轴沿着竖直方向贯穿两层廊道式双层幕墙所在的两个楼层且顶部与电机相连接，以实现实心轴的自动可控转动，所述第一连杆与内层幕墙之间铰接连接。

优选地，所述两层廊道式双层幕墙在与内侧幕墙相对的墙体内侧设有至少一个激光位移计，以实现内层幕墙调节距离的实时测量和读取。

优选地，所述压力扫描阀设置在容积可调的廊道式双层幕墙风洞试验模型装置的底部腔室内，基础楼板和间隔楼板的对应位置分别开有穿孔以方便穿过测压管连接压力扫描阀和内层幕墙。

优选地，测压管在穿孔附近形成弯折段，所述弯折段上套有l形套管，所述l形套管的外径不小于穿孔的内径。

优选地，容积可调的廊道式双层幕墙风洞试验模型装置的底部腔室内侧壁的相应位置设有至少一对输送器，所述输送器用于保证测压管与内层幕墙同步运动并防止由于测压管的折叠而影响测压精度。

优选地，所述输送器包括两个相对布置的水平滚轴，两个水平滚轴之间穿过测压管；所述水平滚轴包括实心杆和包裹在实心杆外侧的柔软棉质材料。

优选地，所述内层幕墙与周边墙面以及间隔楼板、基础楼板的接触面之间均设有弹性橡胶填充物，以在方便内层幕墙滑动的同时保证内层幕墙与周边墙面以及间隔楼板、基础楼板的接触面之间的气密性。

本实用新型提供一种容积可调的廊道式双层幕墙风洞试验模型装置，具备如下有益效果：实现了廊道式双层幕墙模型的内外幕墙间距的连续无极调节，同时具有内层幕墙风压实时监测，和幕墙间距实时读取的特点，为研究双层幕墙模型缩尺效应修正方法提供了有利试验装置，也为最终实现双层幕墙廊道间风压脉动的准确测试奠定基础。

附图说明

图1为本实用新型所提供的容积可调的廊道式双层幕墙风洞试验模型装置的正立面图。

图2为图1中a-a方向的剖视图。

图3为图1中b-b方向的剖视图。

图4为图1中c-c方向的剖视图。

图5为输送器中水平滚轴的剖面图。

具体实施方式

参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细地描述。

如图1~5所示，一种容积可调的廊道式双层幕墙风洞试验模型装置，包括：试验模型装置的中部设有上层和下层两层廊道式双层幕墙。廊道式双层幕墙由外层幕墙3和内层幕墙4组成。外层幕墙3的外表面上下设有进风口1和出风口2。内层幕墙4采用有厚有机玻璃板制作并可沿着建筑长度方向滑动。内层幕墙4通过球铰与一根拉杆6相连，拉杆6与拉杆7通过球铰节点相连接，拉杆7与一根实心轴8刚性相连，实心轴8安装在模型的中心位置，且贯穿双层幕墙所在的上下两个楼层，其顶部与一个电机14相连，通过电机带动实心轴转动从而实现上下两层内幕墙4的同步运动。内层幕墙4的背面连接有测压管5以测试廊道空腔和内幕墙表面的风压力。测压管5穿过一个l形套管9和基础楼板或间隔楼板13的穿孔16从而到达模型底层。测压管5通过模型底层的输送器12与压力扫描阀11相连。输送器12由两个水平相对转动的水平滚轴10组成，通过滚轴转动带动测压管运动来保证测压管与内层幕墙的同步运动，从而防止测压管的堆叠和挤压。参照图5，水平滚轴10由一根实芯转轴18外表面包裹柔软棉质材料17而构成。压力扫描阀11安装在模型的底层，通过与测压管相连而测得双层幕墙廊道内的风压。

本实施例中，上层和下层廊道式双层幕墙设置在靠近整个建筑模型的中间高度区，远离建筑的底面和顶面，以保证外部作用流场的稳定可靠。

本实施例中，进风口1布置在靠近每层廊道的下层楼板位置，出风口2布置在靠近每层廊道的上层楼板位置。同一层的进出风口在水平方向上交替布置。

本实施例中，内层幕墙4的对面模型墙体上安装有一个激光位移计15，以实时获取内层幕墙的调节距离。

本实施例中，每层内层幕墙4的对面模型墙体上安装有l形套管9。

本实施例中，每层楼板13在与l形套管9相对应的位置处设有穿孔16，以保证测压管能够到达模型底层。

本实施例中，输送器中水平滚轴10的转动方向和速度将根据内层幕墙的运动方向和速度来调节，以保证测压管与内层幕墙的同步运动。

本实施例中，内层幕墙4与周边墙面及楼板13的接触面之间用有弹性的橡胶填充，以保障气密性。

本实施例中：首先根据工程中廊道式双层幕墙的常见通风口尺寸，布置方式及廊道宽度，并结合一定的几何缩尺比来制作风洞试验建筑模型。采用厚有机玻璃材料制作内层幕墙4，并在每块内层幕墙的四周粘结一圈弹性橡胶垫，使得其安装到建筑内相应位置上后四周的橡胶处于压紧状态。然后制作水平拉杆6，其一端通过球形铰与内层幕墙4相连，另一端通过球形铰与水平拉杆7相连；在本实施例中，将拉杆6和7示例为水平拉杆，但是在其他实施例中，也可以示例为垂直拉杆，以及满足拉杆6和7之间形成弯曲的任意形式的拉杆，且这些变化均落在本实用新型的保护范围内。水平拉杆7与实心轴8刚性连接。实心轴8的顶部安装电机。在内幕墙4上打孔并安装固定测压管5，在每一层安装l形套管9并在套管相应的楼板位置处穿孔16，将测压管5穿过套管和楼板，并通过从模型底层送线器的滚轴10之间穿过，最终与压力扫描阀11相连接。在内外幕墙层间距离的调节过程中，通过激光位移计测得内层幕墙的移动距离从而获得内外幕墙的调节间距。送线器滚轴的转动速度和方向受内幕墙的运动控制。当内外幕墙间距增大时，两个滚轴10均向内侧相对转动，而当内外幕墙间距减少时，两个滚轴10则向外侧相对转动。滚轴转动速度以保证测压管与内层幕墙能够同步运动。本装置在风洞试验时，将实现内层幕墙调节、内外幕墙间距测量和内层幕墙风压测试的同步进行。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，仅为本实用新型的优选实施例，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本实用新型的保护范围。