System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种砌体墙监测加固一体化条带制造技术_技高网

一种砌体墙监测加固一体化条带制造技术

技术编号:43034354 阅读:5 留言:0更新日期:2024-10-18 17:36
本发明专利技术公开了一种砌体墙监测加固一体化条带,该条带包括铜网电极、导线、钢渣、钢纤维复合材料、钢绞线、钢绞线拉紧器、膨胀螺栓;将监测区域布置在条带两端及交叉位置上方,连接导线至数据采集系统,即可监测墙体损伤破坏程度。所述钢渣、钢纤维自感知混凝土主要包括以下原料组分:水泥、硅粉、硅灰、硅砂、钢渣、钢纤维。本发明专利技术适用于监测砌体墙的建筑损伤情况。与现有技术相比,本发明专利技术条带既可以作为传感元件,同时也是结构构件,可以有效地加固并监测砌体墙的再次损伤;其施工方便,操作简单,易于推广,具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种砌体墙监测加固一体化条带,属于砌体结构监测加固。


技术介绍

1、砌体结构是一种历史悠久的建筑结构形式,其在广大农村地区房屋建筑中广泛应用,但砌体墙承载力较低,存在较大的安全隐患,一旦结构发生坍塌,将会造成严重的人员伤亡和财产损失。为了提升砌体墙的抗震性能,许多科研人员开发了多种加固技术,如条带加固法等。

2、目前,在智能损伤监测领域,对于砌体墙的实时损伤监测提出了许多新的发展。如果能够在条带加固法的基础上实现墙体的实时监测,将极大提高结构的安全性能。基于此,本研究提出了一种砌体墙监测加固一体化条带的创新方法。

3、本研究采用了自感知复合材料,该材料是在原混凝土的基础组分中添加钢渣和钢纤维材料制备的。这种复合材料具有优异的压阻敏感性能,可以用于监测结构裂缝和受力等损伤情况。因此,本研究实现了传感元件与结构构件的功能融合,具有出色的应用前景。


技术实现思路

1、本专利技术的核心是一种砌体墙监测加固一体化条带。它基于条带加固法,使用自感知混凝土技术进行损伤监测,本专利技术旨在解决现有监测技术与砌体墙之间相容性差、易损坏及寿命短、操作繁琐等问题。该创新方法将监测系统与结构构件紧密结合,避免了传感元件的添加对墙体自身性能的影响。通过使用自感知混凝土技术,监测系统可以实时监测砌体墙的损伤情况,如裂缝等。同时,该技术具备较高的相容性,避免对砌体墙的结构稳定性和强度产生不利影响。

2、为实现上述技术目标,本专利技术提供了一种砌体墙监测加固一体化条带,该条带包括铜网电极(1)、导线(2)、钢渣、钢纤维复合材料(3)、钢绞线(4)、钢绞线拉紧器(5)和膨胀螺栓(6);具体而言:条带整体使用钢渣、钢纤维复合材料(3)进行浇筑,在监测区域两端布置铜网电极(1),以实现信号传递。铜网电极(1)垂直于墙体与条带方向,镶嵌进均匀分散的钢渣、钢纤维复合材料(3)组成传感主体;因钢渣、钢纤维复合材料(3)试验中峰值应力下的灵敏度达0.53%/mpa,故能够及时监测裂缝发展情况。为了保证监测功能正常运行,铜网电极(1)与钢绞线(4)不能接触,并对穿过监测区域内钢渣、钢纤维复合材料(3)的钢绞线(4)做绝缘处理,以不影响监测功能为准,例如,可以对钢绞线(4)进行环氧树脂涂覆处理。随后,进行钢渣、钢纤维复合材料(3)的浇筑,凝固成型后,形成监测加固一体化条带。

3、该条带监测加固系统主要用于监测混凝土墙体的应力和应变情况。通过监测裂缝的发展、变形的程度和应力的变化,可以提前发现结构的变形和破坏,进而采取针对性的维修和加固措施。

4、监测原理:当墙体发生应力应变时,钢渣、钢纤维复合材料(3)作为传感主体,对应力变化产生灵敏响应。铜网电极(1)与导线(2)连接,构成一个电路监测结构。通过测量电路中的电阻、电流或电压变化,可以获取墙体应力应变的信息。

5、与现有技术相比,本专利技术具有以下显著区别。一体化设计:本专利技术将监测和加固功能集成于一个条带中,与传统的监测和加固方式相比,更加简化和高效;使用钢渣、钢纤维复合材料(3):钢渣、钢纤维复合材料(3)具有较高的灵敏度和强度,能够在监测和加固过程中提供更准确和可靠的数据支持;绝缘处理:本专利技术通过对钢绞线进行绝缘处理,有效避免了铜网电极(1)与钢绞线(4)的干扰,确保监测功能的稳定性和准确性。

6、进一步地,所述钢渣、钢纤维复合材料(3)的组分配比为:钢纤维(直径为0.2mm,长径比为30)掺量为复合材料体积的2%;钢渣(粒径为2mm)含量为除钢纤维外总质量的36.92%,聚羧酸型减水剂掺量为1.54%,硅灰、硅粉掺量分别为水泥的5.54%、9.23%,且水胶比为19.05%。

7、所述的一种监测加固一体化条带,其制备步骤为:用膨胀螺栓(6)将穿过钢绞线拉紧器(5)的钢绞线(4)两端分别固定在梁的腰腹位置,并用钢绞线拉紧器(5)将钢绞线(4)拉紧至目标受力;为了保证监测功能正常运作,应确保铜网电极(1)不能与钢绞线(4)接触,并对穿过目标监测区域钢渣、钢纤维复合材料(3)的钢绞线(5)进行绝缘处理,以保持监测功能的正常运行;此外,为避免铜网电极(1)与导线(2)的结点受到其他影响,还需要对结点进行绝缘处理;根据条带位置,在合适的位置布置模具,并浇筑钢渣、钢纤维复合材料(3)。在两个铜网电极(1)之间,钢渣、钢纤维复合材料(3)应呈现规则的多边形柱体状,以便计算其体电阻率ρ。

8、具体计算如下:

9、

10、式中,r为材料电阻,s为多边形柱横截面积,l为多边形柱长度。

11、传感主体的传感功能是通过铜网电极(1)将电流导入钢渣、钢纤维复合材料(3),在外力作用下,钢渣、钢纤维复合材料(3)发生变形,导致内部钢渣和钢纤维产生微小位移,从而导致构建的导电通路产生变化。这种变化通过电阻采集设备显现出来,即体现在电阻率的变化上,通过监测电阻率的变化可以判断混凝土的损伤情况。

12、进一步地,铜网电极(1)的具体尺寸与位置根据实际工程确定,其孔径和丝径比例不低于5;此外,为了确保铜网电极(1)与导线(2)的连接,需将铜网电极(1)的接触点延伸出钢渣、钢纤维复合材料(3)的外部。

13、本专利技术适用于对砌体墙进行加固监测。

14、本专利技术的技术方案基于设计的传感主体,在砌体墙发生应力应变情况下表现出高度敏感性,能够准确、可量化地采集相关信息,通过测量材料的电阻、电流或电压变化来实现对墙体破坏状态的监测,从而提供及早采取维修和加固措施的依据。而其一体化结构则能够与墙体及其他构筑物实现有效连接,保证监测功能的稳定性和可靠性。

15、与现有技术相比,本专利技术条带既可以作为传感元件,同时也是加固构件,可以有效地加固并监测砌体墙再次损伤的情况;其施工方便,操作简单,易于推广,具有广阔的应用前景。

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【技术保护点】

1.本专利技术公开了一种砌体墙监测加固一体化条带,其特征在于:包含铜网电极(1)、导线(2)、钢渣、钢纤维复合材料(3)、钢绞线(4)、钢绞线拉紧器(5)、膨胀螺栓(6);具体而言:条带整体使用钢渣、钢纤维复合材料(3)进行浇筑,在监测区域两端布置铜网电极(1),以实现信号传递。铜网电极(1)垂直于墙体与条带方向,镶嵌进均匀分散的钢渣、钢纤维复合材料(3)组成传感主体;因钢渣、钢纤维复合材料(3)试验中峰值应力下的灵敏度达0.53%/MPa,故能够及时监测裂缝发展情况。

2.根据权利要求1所述的一种砌体墙监测加固一体化条带,其特征在于:所述钢渣、钢纤维复合材料(3)的组分配比为:钢纤维(直径为0.2mm,长径比为30)掺量为复合材料体积的2%;钢渣(粒径为2mm)含量为除钢纤维外总质量的36.92%,聚羧酸型减水剂掺量为1.54%,硅灰、硅粉掺量分别为水泥的5.54%、9.23%,且水胶比为19.05%。

3.根据权利要求1所述的一种砌体墙监测加固一体化条带,其特征在于:用膨胀螺栓(6)将穿过钢绞线拉紧器(5)的钢绞线(4)两端分别固定在梁的腰腹位置,并用钢绞线拉紧器(5)将钢绞线(4)拉紧至目标受力;为了保证监测功能正常运作,应确保铜网电极(1)不能与钢绞线(4)接触,并对穿过目标监测区域钢渣、钢纤维复合材料(3)的钢绞线(5)进行绝缘处理,以保持监测功能的正常运行;此外,为避免铜网电极(1)与导线(2)的结点受到其他影响,还需要对结点进行绝缘处理;根据条带位置,在合适的位置布置模具,并浇筑钢渣、钢纤维复合材料(3)。在两个铜网电极(1)之间,钢渣、钢纤维复合材料(3)应呈现规则的多边形柱体状,以便计算其体电阻率ρ。

4.根据权利要求1所述的一种砌体墙监测加固一体化条带,其特征在于:铜网电极(1)的具体尺寸与位置根据实际工程确定,其孔径和丝径比例不低于5;此外,为了确保铜网电极(1)与导线(2)的连接,需将铜网电极(1)的接触点延伸出钢渣、钢纤维复合材料(3)的外部。

5.一种砌体墙监测加固一体化条带,监测过程如下:根据权利要求1-4所述制备条带,基于设计的传感主体,在砌体墙发生应力应变情况下表现出高度敏感性,能够准确、可量化地采集相关信息,通过测量材料的电阻、电流或电压变化来实现对墙体破坏状态的监测,从而提供及早采取维修和加固措施的依据。而其一体化结构则能够与墙体及其他构筑物实现有效连接,保证监测功能的稳定性和可靠性。

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【技术特征摘要】

1.本发明公开了一种砌体墙监测加固一体化条带,其特征在于:包含铜网电极(1)、导线(2)、钢渣、钢纤维复合材料(3)、钢绞线(4)、钢绞线拉紧器(5)、膨胀螺栓(6);具体而言:条带整体使用钢渣、钢纤维复合材料(3)进行浇筑,在监测区域两端布置铜网电极(1),以实现信号传递。铜网电极(1)垂直于墙体与条带方向,镶嵌进均匀分散的钢渣、钢纤维复合材料(3)组成传感主体;因钢渣、钢纤维复合材料(3)试验中峰值应力下的灵敏度达0.53%/mpa,故能够及时监测裂缝发展情况。

2.根据权利要求1所述的一种砌体墙监测加固一体化条带,其特征在于:所述钢渣、钢纤维复合材料(3)的组分配比为:钢纤维(直径为0.2mm,长径比为30)掺量为复合材料体积的2%;钢渣(粒径为2mm)含量为除钢纤维外总质量的36.92%,聚羧酸型减水剂掺量为1.54%,硅灰、硅粉掺量分别为水泥的5.54%、9.23%,且水胶比为19.05%。

3.根据权利要求1所述的一种砌体墙监测加固一体化条带,其特征在于:用膨胀螺栓(6)将穿过钢绞线拉紧器(5)的钢绞线(4)两端分别固定在梁的腰腹位置,并用钢绞线拉紧器(5)将钢绞线(4)拉紧至目标受力;为了保证监测功...

【专利技术属性】
技术研发人员:周中一张文明王涛赵宏升魏章超任志飞寇泽众
申请(专利权)人:中国地震局工程力学研究所
类型:发明
国别省市:

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