[发明专利]以风洞为基础的风-结构-地基耦合同步试验系统

权利要求书

1.一种以风洞为基础的风-结构-地基耦合同步试验系统，其特征在于，包括结构、模拟地基、加速度传感器、摄像机、激光位移传感器、测力装置以及动态信号分析仪，所述结构包括上部结构和基础结构；该试验系统与大气边界层风洞相结合；其中：

所述模拟地基位于大气边界层风洞地面的下沉洞体中；

所述基础结构的下端埋设在模拟地基里，所述基础结构的上端外露在模拟地基外并与所述上部结构的下端沿竖直方向固定连接；

所述测力装置设置在所述结构上，用于测量所述结构在模拟大气边界风荷载作用下各部位产生的应力及弯矩；

所述摄像机设置在所述模拟地基表面，且所述摄像机的镜头对准所述基础结构与模拟地基表面的交界处，用于拍摄所述基础结构在模拟大气边界风荷载作用下产生的侧向位移和/或竖向位移以及模拟地基表面的变形；

所述激光位移传感器的数量为两个以上，分别设置在大气边界层风洞地面上且位于上部结构顶端附近以及模拟地基表面，分别用于测量上部结构和基础结构在大气边界层风洞的风荷载的作用下所产生的顺风向和/或横风向位移；

所述加速度传感器数量为两个以上，沿竖直方向且间隔设置在所述上部结构上，用于测量风荷载作用下上部结构的加速度时程；

所述动态信号分析仪分别与所述激光位移传感器、摄像机、测力装置及加速度传感器连接，用于采集相关数据并进行分析，进而研究结构的动力特性。

2.根据权利要求1所述的以风洞为基础的风-结构-地基耦合同步试验系统，其特征在于，所述模拟地基装填在一个土桶里，在所述土桶的底部设有排水管道，该土桶置于所述下沉洞体中。

3.根据权利要求1所述的以风洞为基础的风-结构-地基耦合同步试验系统，其特征在于，在所述基础结构的表面沿垂直方向设有刻度值。

4.根据权利要求1所述的以风洞为基础的风-结构-地基耦合同步试验系统，其特征在于，所述测力装置为测力天平、测力单元或应变片。

5.根据权利要求1所述的以风洞为基础的风-结构-地基耦合同步试验系统，其特征在于，所述激光位移传感器分为上部结构激光位移传感器和基础结构激光位移传感器。

6.根据权利要求5所述的以风洞为基础的风-结构-地基耦合同步试验系统，其特征在于，所述上部结构激光位移传感器为两个，设置于大气边界层风洞地面上，其中一个沿顺风向设置且位于上部结构的后方，另一个沿横风向设置且位于上部结构的侧面。

7.根据权利要求5所述的以风洞为基础的风-结构-地基耦合同步试验系统，其特征在于，所述基础结构激光位移传感器为三个，设置于模拟地基表面以上、风洞地面以下，其中一个沿横风向设置，另外两个沿垂直方向上下排布并沿顺风向设置在基础结构的后方。

8.根据权利要求1所述的以风洞为基础的风-结构-地基耦合同步试验系统，其特征在于，还包括一个用于适配封盖所述下沉洞体的盖板，该盖板的上表面与风洞的地面平齐。

9.权利要求1所述的以风洞为基础的风-结构-地基耦合同步试验系统，其特征在于，所述盖板设有中心通孔和穿线孔，所述上部结构与基础结构固定连接后穿过所述中心通孔；所述动态信号分析仪利用数据线穿过所述穿线孔分别与所述激光位移传感器、摄像机、测力装置及加速度传感器连接。

10.根据权利要求9所述的以风洞为基础的风-结构-地基耦合同步试验系统，其特征在于，所述盖板沿直径方向对称分割成两块。