专利名称：智能建筑结构实时检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到ー种智能建筑结构实时检测装置。
背景技术：
从结构力学的观点，建筑倒塌前必然发生变形，节点位移会异常变化。显然，检测这些位移的变化，可以判断网架的整体变形。但是，要为成千上万节点都安装传感器检测其位移，成本是不可接受的。而且，由于网架的大跨度，对大部分节点都不可能安装传感器来检测相对于大地的位移。因此，至今尚无任何手段能长期连续检测圆拱网架结构的整体变形。现有的检测建筑结构变形的相关技术包括(I)大地測量法检测建筑结构变形。大地測量是复杂的地理測量系统，主要用于地理测绘。该方法用于检测建筑结构变形操作难度大，系统昂贵，对人员的专业要求高，只能做短时实验，不能长期在线检测，很难检测出结构的变形趋势。(2)液体连通法检测基础沉降。该方法通过连通管将固定在检测点的液体容器联结起来，如果液体容器沉降，可通过检测容器内的液体重量判断被检测点的相对高差。该法只能用于检测建筑高差，不能检测建筑摇动和倾斜，且不能长期在露天使用，精度不能保证。(3)应变片法测杆件内力。应变片法能检测杆件的内力和变形，但是受环境影响极大，在露天环境下不易补偿。最致命的缺点是，应变片测点极其容易损坏，完全不能用于长期在线检測。(4)位移检测法检测节点相对变形。该方法可以进行长期在线检测，可以检测节点的相对变形。但目前还没有用于建筑结构的整体变形检測。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题和不足，提供ー种智能建筑结构实时检测装置，利用节点位移与网架整体变形之间的定量关系，对有限个节点进行位移监测，分析网架的变形，预测网架的安全性，实现长期连续检測。本实用新型的目的所采取的技术方案是ー种智能建筑结构实时检测装置，其特征在于由线性传感器、信号处理器、数据采集器、数据处理器、数据服务器、检测工作站及外围设备、信号总线A、信号总线B组成，其连接关系是线性传感器与信号处理器相互连接成一个小单元，4-8个小单元分别与数据采集器连接成一个大单元；所有大单元分别通过信号总线A与数据处理器连接；数据处理器与数据服务器连接；数据服务器通过信号总线B与检测工作站及外围设备连接；检测工作站及外围设备，包括计算机、显示器、打印机、电源、外设接ロ以及鼠标、键盘。本实用新型利用圆拱网架节点位移与网架不同变形状态和故障模式的关系，包括网架正常静态变形状态、网架自然频率和振动形态、网架受风载荷的状态、网架受雪载荷的状态、网架受季节温差影响的状态、网架部分杆件锈蚀时的状态、网架侧面部分杆件失效引起的失效扩展直到网架倒塌的状态、网架顶部部分杆件失效引起的失效扩展直到网架倒塌的状态等，构成圆拱网架安全检测装置。本实用新型以有限的网架第二层节点作为位移检测的特征节点。布置位移变化的线性传感器，连续检测这些节点的位移。采用分布采集方式采集位移数据，送入数据库，通过显示采集数据、分析位移数据历史趋势、与安全诊断规则对比诊断等，判断网架的整体变形和安全性。本实用新型依据的安全诊断规则为(I)所采集的位移数据中的任何一个超过允许极限；(2)网架结构同侧特征节点同方向位移构成的曲线形状与正常情况下的曲线形状的差异超过允许极限；(3)网架结构两侧两两对称特征节点同方向位移之差的大小以及所构成的曲线形状与正常曲线形状的差异超过允许极限。(4)装置的硬件设备包括线性传感器、信号处理器、信号传送电缆、分布式采集器、数据处理器、数据服务器、检测工作站及外围设备。本实用新型具有以下优点和积极效果采用本实用新型可以对建筑结构实施长期、连续、可靠的安全检测，提前发现隐患，避免恶性事故的发生。

图I是某圆拱网架结构以及安装传感器的特征节点位置示意图。图2是圆拱网架的第二层节点位置图。图中1、2、3、…、15所指之处就是第二层节点；z标记支座。图3是圆拱网架安全检测装置的功能模块结构图。图4是圆拱网架安全检测装置的系统构成图。其中1-线性传感器，量程选在100mm-150mm以上，精度在O. Imm以上；本实施例选用振弦线性传感器DGK4450-1500或DGK4450-100。2-信号处理器；本实施例选用VW-403。3-数据采集器；本实施例选用ADAM-4017或Solatron-MP采集器。4-数据处理器；本实施例选用IPC610エ业控制计算机。5-数据服务器；本实施例选用普通商用服务器。6-检测工作站及外围设备，包括计算机、显示器、打印机、电源、外设接ロ以及其它ー些微机附设，如鼠标、键盘等，这是系统的直接操作部分。7-信号总线A ;本实施例选用RS485总线网或S-Net总线网。8-信号总线B ;本实施例选用TCP/IP网络。
具体实施方式
以下结合附图和实施例详细说明。由图I-图4可知，本实用新型由线性传感器I、信号处理器2、数据采集器3、数据处理器4、数据服务器5、检测工作站及外围设备6、信号总线A7、信号总线B8组成，其连接关系是线性传感器I与信号处理器2相互连接成一个小单元，8-20个小单元分别与数据采集器3连接成一个大单元；每一个大单元分别通过信号总线A7与数据I/O计算机4连接；数据处理器4与数据服务器5连接；数据服务器5通过信号总线B8与检测工作站及外围设备6连接。本实用新型的安装及其工作原理如下(I)从地面牢固安装刚性支架到网架第二层节点处，选择量程在100毫米至150毫米的线性传感器，一端固定在刚性支架上，另一端固定在特征节点上。对每ー个特征节点可以安装X、Y、Z三个方向的传感器。(2)根据传感器的数量布置若干分散数据采集器。每ー个采集器采集8-20传感器的位移信号，使传感器到采集器的信号线路尽量缩短。用信号总线连接所有分散采集器，把采集的数据送入计算机数据库，对不断采集到的数据进行连续循环处理和分析计算。(3)在装置的显示屏上实时显示各特征节点的位移变化情況，并判断位移数据是否超过安全极限值。(4)采用存入计算机的安全诊断规则对采集的数据进行连续循环对比诊断，判断网架建筑结构的安全性，及时显示并报警。(5)通过上述保存在数据库中的数据，分析特征节点位移的变化趋势，根据安全诊断规则预测网架的安全性。
权利要求1.ー种智能建筑结构实时检测装置，其特征在干由线性传感器、信号处理器、数据采集器、数据处理器、数据服务器、检测工作站及外围设备、信号总线A、信号总线B组成，其连接关系是线性传感器与信号处理器相互连接成一个小单元，4-8个小单元分别与数据采集器连接成一个大单元；所有大单元分别通过信号总线A与数据处理器连接；数据处理器与数据服务器连接；数据服务器通过信号总线B与检测工作站及外围设备连接；检测工作站及外围设备，包括计算机、显示器、打印机、电源、外设接ロ以及鼠标、键盘。
专利摘要本实用新型公开了一种智能建筑结构实时检测装置，解决现有技术存在难检测建筑物变形的问题，其特征在于由线性传感器、信号处理器、数据采集器、数据处理器、数据服务器、检测工作站及外围设备、信号总线A、信号总线B组成，其连接关系是线性传感器与信号处理器相互连接成一个小单元，4-8个小单元分别与数据采集器连接成一个大单元；所有大单元分别通过信号总线A与数据处理器连接；数据处理器与数据服务器连接；数据服务器通过信号总线B与检测工作站及外围设备连接；检测工作站及外围设备，包括计算机、显示器、打印机、电源、外设接口以及鼠标、键盘。本实用新型利用节点位移与网架整体变形之间的定量关系，对有限个节点进行位移监测，分析网架的变形，预测网架的安全性，实现长期连续检测。
文档编号G01B21/32GK202420890SQ20122000218
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者庄重 申请人:深圳市中装建设集团股份有限公司