[发明专利]膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置及方法

权利要求书

1.一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置，其特征在于，包括：

风室，所述风室的两个侧面上分别设有进风口和出风口；

张拉组件，所述张拉组件设置于所述风室内，所述张拉组件用于对待测膜结构进行张拉并形成具有稳定预张力的第一膜面；

降雨组件，所述降雨组件位于所述风室内，并设置于所述张拉组件的上方，所述降雨组件用于降落雨滴至所述第一膜面上；

供风组件，所述供风组件设置于所述风室的进风口处，所述供风组件用于为所述风室提供稳定的风场；

信号采集组件，所述信号采集组件包括激光位移传感器和风速计，所述激光位移传感器位于所述风室外，并设置于所述张拉组件的下方，所述风速计位于所述风室内，并设置于所述张拉组件的上方；

控制组件，所述降雨组件、所述供风组件、所述激光位移传感器以及所述风速计均与所述控制组件通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置，其特征在于：所述张拉组件包括水平支撑部、竖直支撑部以及夹持装置，所述夹持装置用于将所述待测膜结构固定在水平支撑部和竖直支撑部上，使得所述待测膜结构形成具有稳定预张力的第一膜面。

3.根据权利要求1所述的一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置，其特征在于：所述降雨组件包括降雨喷头和微型水泵，所述降雨喷头设置于所述张拉组件的上方，所述微型水泵通过管道与所述降雨喷头连接，所述微型水泵还与所述控制组件通信连接。

4.根据权利要求3所述的一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置，其特征在于：所述风室的上表面设置有至少两个通孔，所述通孔位于所述张拉组件上方，所述通孔用于安装所述降雨喷头和所述风速计。

5.根据权利要求3所述的一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置，其特征在于：所述降雨喷头设置于所述张拉组件中心点的正上方。

6.根据权利要求5所述的一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置，其特征在于：所述风速计设置于所述降雨喷头靠近所述风室的进风口的一侧。

7.根据权利要求1所述的一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置，其特征在于：所述供风组件包括风机和导流罩，所述风机的出口通过所述导流罩与所述风室的进风口连通，所述风机还与所述控制组件通信连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置，其特征在于:所述风室为有机玻璃风室。

9.一种膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试方法，其特征在于，待测膜结构被固定于如权利要求1至8中任一项所述的膜结构在风驱雨荷载作用下的动力响应测试装置上，通过张拉组件对所述待测膜结构进行张拉并形成具有稳定预张力的第一膜面，所述动力响应测试方法包括以下步骤：

通过降雨组件以预设的降雨强度降落雨滴至所述第一膜面上，并通过供风组件为风室提供稳定的风场；

通过风速计获取风速参数，并根据所述风速参数确定风速时程曲线；

通过激光位移传感器获取所述第一膜面的位移参数，并根据所述位移参数得到位移时程曲线；

根据所述降雨强度、所述风速时程曲线以及所述位移时程曲线计算得到所述待测膜结构在风驱雨荷载作用下的第一动力响应数据；

获取待测膜结构与实际膜结构的相似比参数，根据所述第一动力响应数据和所述相似比参数确定实际膜结构在风驱雨荷载作用下的第二动力响应数据。

10.根据权利要求9所述的动力响应测试方法，其特征在于，所述根据所述降雨强度、所述风速时程曲线以及所述位移时程曲线计算得到所述待测膜结构在风驱雨荷载作用下的第一动力响应数据这一步骤，其具体包括：

根据所述风速时程曲线确定气动力载荷；

根据所述降雨强度和所述风速时程曲线确定雨载荷；

根据所述气动力载荷、所述雨载荷以及所述位移时程曲线计算得到所述待测膜结构在风驱雨荷载作用下的第一动力响应数据。