一种城镇建筑的琉璃瓦风雹灾害下冲击力测力试验装置

1.本实用新型涉及风雹灾害模拟装置技术领域，具体涉及一种城镇建筑的琉璃瓦风雹灾害下冲击力测力试验装置。


背景技术：

2.应急管理部自然灾害统计表明，强风及风雹灾害导致城镇建筑损毁严重，尤其体现在居民住房、工棚以及工业厂房等形式的建筑。而现行研究基本未涉及屋面局部破坏进而诱发轻质屋面城镇建筑更严重灾变机理，且城镇建筑风雹灾害国内外研究基本空白。强风及风雹灾害对城镇建筑灾害影响明显，如何减少村镇量大面广的轻质屋面城镇建筑在强风及风雹作用下灾害损失成为湖南省甚至国内灾害主管部门必须面对的现实问题。而现在，尚无风雹灾害对琉璃瓦冲击力的测试装置。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、成本低，且能够实现无风雹灾害对琉璃瓦冲击力的测试的城镇建筑的琉璃瓦风雹灾害下冲击力测力试验装置。
4.本实用新型采用的技术方案是：一种城镇建筑的琉璃瓦风雹灾害下冲击力测力试验装置，包括两组支座、两支撑板、挂瓦架、冲击定位板及数据处理装置；两支撑板分别安装在两组支架上，两支撑板平行设置，支撑板顶面与水平面之间具有夹角，支撑板顶面上设有多个压力传感器，多个压力传感器位于同一直线上；挂瓦架包括两压条及两挂瓦条，两压条之间通过两挂瓦条连接，挂瓦条位于压条上方，冲击定位板安装在两挂瓦条上，两压条分别置于两支撑板顶面上的压力传感器上，压力传感器与数据处理装置连接。
5.进一步的，所述的支座包括梯形支座及铰支座，所述的梯形支座为直角梯形的框架结构，梯形支座的直角腰安装在地基上，梯形支座的斜腰上设有多个螺孔，螺孔内设有螺钉，螺孔轴线垂直于梯形支座的斜腰；支撑板的一端设有多个导向孔ⅰ，导向孔ⅰ的轴线垂直于支撑板底面，多个螺钉的外露端嵌入支撑板的多个导向孔ⅰ内；铰支座与支撑板的另一端铰接。
6.进一步的，所述的梯形支座的直角腰的两端处均连接有两连杆，梯形支座的直角腰的同端的两连杆位于梯形支座的直角腰两侧，连杆垂直于梯形支座的直角腰设置。
7.进一步的，所述的支撑板顶面上设有两个压力传感器安装孔，压力传感器安装在压力传感器安装孔内。
8.进一步的，所述的支撑板顶面上设有多个导向孔ⅱ，导向孔ⅱ的轴线垂直与支撑板顶面；所述的压条上设有多个螺纹孔，螺纹孔的轴线垂直于压条，螺纹孔内设有螺钉ⅱ，螺钉ⅱ的外露端置于相对应的导向孔ⅱ内；压条截面为矩形。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
10.本实用新型结构简单，成本低；本实用新型使用时，在琉璃瓦片上标记符号，用来标定冰雹在琉璃瓦片上的着陆点，冰雹冲击力传力路径为琉璃瓦
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挂瓦条-压条-压力传感
器，能定量研究冰雹动能——冰雹着陆点——瓦面冲击力的三者的关系。
附图说明
11.图 1为本实用新型的结构图。
12.图 2为本实用新型去掉冲击定位板后的爆炸图。
13.图 3为本实用新型的梯形支座的主视图。
14.图 4为本实用新型的梯形支座的俯视图。
15.图 5为本实用新型的支撑板的结构图。
16.图6为本实用新型的冲击定位板的结构图。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
18.如图 1-6所示，本实用新型包括两组支座、两支撑板3、挂瓦架、冲击定位板 8及数据处理装置7。两支撑板3分别安装在两组支架上，两支撑板3平行设置。所述的支座包括梯形支座2及铰支座1，所述的梯形支座1为直角梯形的框架结构，梯形支座2的直角腰安装在地基上，梯形支座2的斜腰上设有多个螺孔21，螺孔21内设有螺钉，螺孔21的轴线垂直于梯形支座的斜腰。支撑板3的一端设有多个导向孔ⅰ33，导向孔ⅰ33的轴线垂直于支撑板3的底面，多个螺钉的外露端嵌入支撑板的多个导向孔ⅰ33内；铰支座1与支撑板3的另一端铰接。所述的梯形支座2的直角腰的两端处均连接有两连杆，梯形支座2的直角腰的同端的两连杆位于梯形支座的直角腰两侧，连杆垂直于梯形支座2的直角腰设置。
19.所述的支撑板3顶面上设有两个压力传感器安装孔31，压力传感器安装孔31内安装有压力传感器4。挂瓦架包括两压条5及两挂瓦条6，压条5的截面为矩形，两压条5之间通过两挂瓦条6连接，挂瓦条6位于压条5上方，两压条5分别支撑在两支撑板3顶面上的压力传感器4上。冲击定位板 8固定安装在两挂瓦条6上，冲击定位板 8上设有点位标记。所述的支撑板3顶面上设有多个导向孔ⅱ32，导向孔ⅱ32的轴线垂直与支撑板3的顶面。所述的压条5上设有多个螺纹孔，螺纹孔的轴线垂直于压条，螺纹孔内设有螺钉ⅱ，螺钉ⅱ的外露端置于相对应的导向孔ⅱ内。压力传感器4与数据处理装置7连接。
20.本实用新型的工程过程如下：首先将用于冰雹发射的试验装置发射冰雹至冲击定位板8指定的点位，具体操作如下:由冲击定位板8上的点位坐标标定发射装置的发射倾角；冲击冲击板8上的点位坐标预先做好，然后采用高速摄影机拍摄冰雹撞击板面时的位置，根据该位置进行冰雹发射装置的角度微调，直至从该角度发射的冰雹能准确冲击定位板8的指定的点位位置。最后用琉璃瓦替换冲击定位板8进行后续试验,采用数据处理装置7对采集的数据进行处理。
21.本实用新型的数据处理原理如下：冰雹的动能由冰雹直径和速度决定，本实用新型进行试验时，动能由计算公式得到，因此可认为是已知的，记为q。冰雹着陆点为冰雹与琉璃瓦的接触点，而琉璃瓦本身是一种曲面结构且市面种类繁多，因此点的坐标确定较为复杂，不利于工程数据分析。所述冲击定位板通过将复杂曲面与其在建筑屋面斜面上的投影平面建立点与点之间的映射关系，将三维空间点的坐标用二维坐标表达，便于工程定量分析。单词冲击点坐标可记为(x,y)。冲击力大小由压力传感器4的数据计算得到，记为f。每单
次冲击，可形成一对应的q-(x,y)-f的关系。


技术特征：
1.一种城镇建筑的琉璃瓦风雹灾害下冲击力测力试验装置，其特征在于：包括两组支座、两支撑板、挂瓦架、冲击定位板及数据处理装置；两支撑板分别安装在两组支架上，两支撑板平行设置，支撑板顶面与水平面之间具有夹角，支撑板顶面上设有多个压力传感器，多个压力传感器位于同一直线上；挂瓦架包括两压条及两挂瓦条，两压条之间通过两挂瓦条连接，挂瓦条位于压条上方，冲击定位板安装在两挂瓦条上，两压条分别置于两支撑板顶面上的压力传感器上，压力传感器与数据处理装置连接。2. 根据权利要求 1 所述的城镇建筑的琉璃瓦风雹灾害下冲击力测力试验装置，其特征在于：所述的支座包括梯形支座及铰支座，所述的梯形支座为直角梯形的框架结构，梯形支座的直角腰安装在地基上，梯形支座的斜腰上设有多个螺孔，螺孔内设有螺钉，螺孔轴线垂直于梯形支座的斜腰；支撑板的一端设有多个导向孔ⅰ，导向孔ⅰ的轴线垂直于支撑板底面，多个螺钉的外露端嵌入支撑板的多个导向孔ⅰ内；铰支座与支撑板的另一端铰接。3. 根据权利要求 2所述的城镇建筑的琉璃瓦风雹灾害下冲击力测力试验装置，其特征在于：所述的梯形支座的直角腰的两端处均连接有两连杆，梯形支座的直角腰的同端的两连杆位于梯形支座的直角腰两侧，连杆垂直于梯形支座的直角腰设置。4. 根据权利要求 1所述的城镇建筑的琉璃瓦风雹灾害下冲击力测力试验装置，其特征在于：所述的支撑板顶面上设有两个压力传感器安装孔，压力传感器安装在压力传感器安装孔内。5. 根据权利要求 1 所述的城镇建筑的琉璃瓦风雹灾害下冲击力测力试验装置，其特征在于：所述的支撑板顶面上设有多个导向孔ⅱ，导向孔ⅱ的轴线垂直与支撑板顶面；所述的压条上设有多个螺纹孔，螺纹孔的轴线垂直于压条，螺纹孔内设有螺钉ⅱ，螺钉ⅱ的外露端置于相对应的导向孔ⅱ内；压条截面为矩形。

技术总结
本实用新型公开了一种城镇建筑的琉璃瓦风雹灾害下冲击力测力试验装置，包括两组支座、两支撑板、挂瓦架、冲击定位板及数据处理装置；两支撑板分别安装在两组支架上，两支撑板平行设置，支撑板顶面与水平面之间具有夹角，支撑板顶面上设有多个压力传感器，多个压力传感器位于同一直线上；挂瓦架包括两压条及两挂瓦条，两压条之间通过两挂瓦条连接，挂瓦条位于压条上方，冲击定位板安装在两挂瓦条上，两压条分别置于两支撑板顶面上的压力传感器上，压力传感器与数据处理装置连接。本实用新型结构简单，成本低；能定量研究冰雹动能——冰雹着陆点——瓦面冲击力的三者的关系。着陆点——瓦面冲击力的三者的关系。着陆点——瓦面冲击力的三者的关系。


技术研发人员：戴益民 杨伟元 徐瑛 刘洋 王威 李怿歆
受保护的技术使用者：湖南科技大学
技术研发日：2022.08.02
技术公布日：2022/11/10