一种钢结构网架监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种钢结构网架监测系统，涉及土木工程技术领域，包括加速度计、静力水准仪、表面应变计、摄像头、处理器和PC机；加速度计、静力水准仪、表面应变计和摄像头均与处理器连接，PC机与所述处理器连接；系统中的加速度计监测钢结构的微振动，静力水准仪监测钢结构的挠度（竖向变形），表面应变计监测钢结构杆件的内力，摄像头监测钢结构杆件的腐蚀情况，最终通过PC机中专用的软件对各项参数进行系统分析，最终准确判断建筑的健康程度。

Monitoring system for steel structure grid

The utility model discloses a monitoring system of steel grid structure, which relates to the technical field of civil engineering, including the accelerometer, static level, surface strain gauge, camera, processor and PC; accelerometer, static level, surface strain gauge and the camera are connected with the processing device, PC machine is connected with the processor; the micro vibration system of accelerometer in the monitoring of steel structure, static deflection level monitoring of steel structures (vertical deformation), surface strain gauge monitoring steel structure internal force of steel structure corrosion monitoring camera rod parts, finally through the PC machine technical software system for analysis of various parameters, the final accurate judgment health building.

【技术实现步骤摘要】
一种钢结构网架监测系统
本技术涉及土木工程
，特别是涉及一种钢结构网架监测系统。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，越来越多的大型建筑出现在人们眼前，例如大型体育场、大型铁路站房、大型展览会场，这些建筑一般跨度较大，建造时通常采用钢结构网架形式。此类大型建筑服役时间较长（使用年限通常为100年），在服役期间，建筑会受到风、雨、地震等自然现象的破坏；但由于站房是大型的公共建筑，如果出现事故，则经济损失巨大，社会影响难以想象。故需要对此类结构进行健康监测。目前大型建筑健康监测项目单一，无法准确判断建筑是否健康。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种钢结构网架监测系统，解决无法准确判断建筑是否健康的问题，具有监测项目全面，能够准确判断建筑是否健康的特点。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：一种钢结构网架监测系统，包括加速度计、静力水准仪、表面应变计、摄像头、处理器和PC机；所述加速度计与所述处理器连接，所述加速度计监测钢结构的微振动；所述静力水准仪与所述处理器连接，所述静力水准仪监测钢结构的挠度（竖向变形）；所述表面应变计与所述处理器连接，所述表面应变计监测钢结构杆件的内力；所述摄像头与所述处理器连接，所述摄像头监测钢结构杆件的腐蚀情况；所述PC机与所述处理器连接，所述PC机接收所述处理器的数据进行再分析，并对分析结果进行显示。优选地，加速度计在钢结构网架的每个区域的XYZ三面进行3行3列设置安装。优选地，静力水准仪利用连通管连接基线上形成网络，从而量测结构的挠度曲线。优选地，静力水准仪选用JMDL－6310AD总线型静力水准仪，量程为100mm，灵敏度为0.01mm。优选地，表面应变计焊接安装在钢结构网架杆件的表面上。优选地，摄像头为高清摄像头，与探照灯配合使用。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本技术通过设计钢结构网架监测系统，包括加速度计、静力水准仪、表面应变计、摄像头、处理器和PC机；系统中的加速度计监测钢结构的微振动，静力水准仪监测钢结构的挠度（竖向变形），表面应变计监测钢结构杆件的内力，摄像头监测钢结构杆件的腐蚀情况，最终通过PC机中专用的软件对各项参数进行系统分析，最终准确判断建筑的健康程度。附图说明图1是系统整体原理框图。图2是钢结构网架示意图。图3是加速度计安装布置示意图。图4是静力水准仪安装布置示意图。图5是表面应变计安装布置示意图。图中：1、网架；2、加速度计；3、支座；4、静力水准仪；5、基线；6、表面应变计。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。如图1所示，为本技术一种钢结构网架监测系统的原理框图，包括加速度计2、静力水准仪4、表面应变计6、摄像头、处理器和PC机；所述加速度计2与所述处理器连接，所述加速度计2监测钢结构的微振动；所述静力水准仪4与所述处理器连接，所述静力水准仪4监测钢结构的挠度（竖向变形）；所述表面应变计6与所述处理器连接，所述表面应变计6监测钢结构杆件的内力；所述摄像头与所述处理器连接，所述摄像头监测钢结构杆件的腐蚀情况；所述PC机与所述处理器连接，所述PC机接收所述处理器的数据进行再分析，并对分析结果进行显示。工作时加速度计2、静力水准仪4、表面应变计6、摄像头分别对钢结构网架1的微振动、挠度（竖向变形）、杆件内力、杆件腐蚀情况等参数进行数据采集，将采集后的数据传输到处理器进行处理，经过处理后的数据传入到PC机内，PC机安装有特定的数据分析软件，软件对数据进行综合分析处理，判断钢结构网架1的健康情况，最终判断结构由PC机进行显示。如图2和图3所示，分别为钢结构网架示意图和加速度计2安装布置示意图，网架1的温度缝、抗震缝、沉降缝把网架1分隔为不同的区域，每个区域按照单独的个体进行监测。单独区域内布置3行3列加速度计2，每处布置X、Y、Z三向加速度计2，共计布置3×3×3＝27个加速度计2。对于有凹凸复杂结构可以适当加密布置加速度计2。加速度计2能够量测结构的微振动，通过加速度计2的测试结果反推结构的振型。结构损伤以后振型的相关数据（振型、周期等）会出现改变，故通过加速度计2测试结果了解结构相关参数，从而能判定结构的损伤情况。如图4所示，为静力水准仪4安装布置示意图，安装的部位需要考虑竖向的位移要求，以及安装方便、后期维护简答的要求，同时必须保证静力水准仪4在相应的基线5上。静力水准仪4可以根据基点的变形来形成系统，然后综合测试基线5的结构挠度（竖向变形）。静力水准仪4选用JMDL－6310AD总线型静力水准仪4，量程为100mm，灵敏度为0.01mm，此种静力水准仪4量程与灵敏度均满足实际系统的需要，同时也可以根据实际情况选择静力水准仪4的规格型号。如图5所示，为表面应变计6安装布置示意图，一般钢结构杆件内力测量采用表面应变计6，在杆件的表面上焊接表面应变计6。由于杆件较多考虑经济因素，不能处处兼顾，根根测定，故可以根据计算机仿真分析的结果选择应力大、对整体安全影响大的杆件进行测试元件的布置。考虑到经济性，常采用的原则是对称布置，重点部位布置。在支座3、跨中等部位，对上弦杆、腹杆、下弦杆的相应杆件进行应变计的安装。钢结构杆件在室外潮湿时容易锈蚀，锈蚀以后对整体的安全影响较大，故应该对其进行监测。选取屋盖的悬挑在室外的部位，悬空数十米，这些部位在使用期间人员无法实时近距离观察，故需要通过设备进行监测，在相应的点布置探照灯和高清摄像头，通过二者的组合实施监测钢结构的锈蚀情况。使用过程：首先在钢结构网架1的相应位置安装加速度计2、静力水准仪4、表面应变计6和摄像头，然后对各个仪器进行参数调整，同时把加速度计2、静力水准仪4、表面应变计6、摄像头与处理器进行连接，然后将处理器与PC机进行连接，最后将设备接通电源即可实现对钢结构网架1数据采集分析，监测建筑的健康状况。采用上述技术方案后，本系统通过加速度计2监测钢结构的微振动，通过静力水准仪4监测钢结构的挠度（竖向变形），通过表面应变计6监测钢结构杆件的内力，通过摄像头监测钢结构杆件的腐蚀情况，最终通过PC机中专用的软件对各项参数进行系统分析，准确判断建筑的健康状况。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢结构网架监测系统，其特征在于：包括加速度计（2）、静力水准仪（4）、表面应变计（6）、摄像头、处理器和PC机；所述加速度计（2）的输出端和所述处理器的输入端连接，所述加速度计（2）用于监测钢结构的微振动；所述静力水准仪（4）的输出端和所述处理器的输入端连接，所述静力水准仪（4）用于监测钢结构的挠度（竖向变形）；所述表面应变计（6）的输出端和所述处理器的输入端连接，所述表面应变计（6）用于监测钢结构杆件的内力；所述摄像头的输出端和所述处理器的输入端连接，所述摄像头用于监测钢结构杆件的腐蚀情况；所述PC机的输入端和所述处理器的输出端连接，所述PC机接收所述处理器的数据进行再分析，并对分析结果进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种钢结构网架监测系统，其特征在于：包括加速度计（2）、静力水准仪（4）、表面应变计（6）、摄像头、处理器和PC机；所述加速度计（2）的输出端和所述处理器的输入端连接，所述加速度计（2）用于监测钢结构的微振动；所述静力水准仪（4）的输出端和所述处理器的输入端连接，所述静力水准仪（4）用于监测钢结构的挠度（竖向变形）；所述表面应变计（6）的输出端和所述处理器的输入端连接，所述表面应变计（6）用于监测钢结构杆件的内力；所述摄像头的输出端和所述处理器的输入端连接，所述摄像头用于监测钢结构杆件的腐蚀情况；所述PC机的输入端和所述处理器的输出端连接，所述PC机接收所述处理器的数据进行再分析，并对分析结果进行显示。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄祖光，宋宁，申兆武，符立勇，刘军，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：新型
国别省市：河北,13