【技术实现步骤摘要】
本技术涉及钢桁架结构施工监测，具体涉及一种高度模块化钢桁架结构锁定应力量测系统。
技术介绍
1、工业化与模块化是建设行业发展的主流方向，模块化建筑与装配式建筑成为结构工程的重要发展方向。钢桁架结构由于其受力形式明确，构造措施简单，连接方式可采用高强螺栓连接的结构特点，天然适用于模块化结构安装。
2、模块化钢桁架结构首先将结构杆件预加工为成片桁架，在地拼阶段形成整体桁架箱，将桁架箱吊装至胎架上拼装为模块整体。在未形成整体的阶段集成吊顶、水电、幕墙等专业施工，以综合模块的形式运输至现场进行嵌补段拼接，形成最终结构。考虑到模块化钢桁架结构施工现场工期短、构件质量高、环境污染小、管理成本低、非常适用于施工场地受限的建设项目，该施工方式逐渐得到发展应用。
3、但是，高度模块化的钢桁架结构存在较传统钢桁架结构更加显著的“锁定应力”问题。在制造和安装过程中，设备和结构构件会受到外力、温度变化等因素的影响，导致内部产生应力。这些应力在结构施工完成后保留下来，形成了所谓的“锁定应力”。锁定应力的来源主要包括结构强制变形与温度变化。在制造和组装过程中，结构构件可能会存在弯曲、扭转等变形，进而形成安装间隙、局部角变形、杆件错位等缺陷，导致施工完成后内部产生锁定应力。在温度变化方面，在金属结构的加工和组装过程中，由于温度的变化，不同区域的材料可能会产生热应力。当温度场于施工完成后产生变化，热应力就会在材料中保留形成锁定应力。例如，钢桁架结构受到日照辐射或环境温度的影响，导致温度变化。当施工完成后辐射与环境温度状态改变，温度效应会
4、传统钢桁架结构一般使用杆件散拼的方式进行安装，杆件在无应力状态拼装并随结构整体提升。高度模块化钢桁架由于拼装过程中间步骤多、其他专业引入荷载等因素，可能在形成结构过程中产生较大的锁定应力。此外，模块化钢桁架结构除结构专业外还同时集成了水电、吊顶等专业，这在进一步带来结构二次受力问题的同时也使得檩条等非结构构件中同样存在锁定应力以及应力变化。
5、高度模块化结构的锁定应力主要由以下几项因素导致：(1)结构拼装节段精度不足导致强制安装。对于传统钢桁架结构，杆件以散杆的状态进行拼装，构件制作误差的累积效应可以通过嵌补位置进行弥补。但高度模块化的钢结构由于各桁架箱提前地拼完成，在存在精度不足的情况下往往会采用拉拽等方式强行安装，安装完成后在结构中引入锁定应力。(2)结构长途运输过程导入锁定应力。与传统钢桁架结构全部现场拼装不同，高度模块化钢桁架结构施工常用于施工现场作业场地受限的项目背景下。因此，除了构件加工场和实际项目现场外，往往还需要增设“二场地”作为施工作业场地。构件加工场制作形成钢结构杆件，杆件在二场地进行拼接，形成主桁架或次桁架等相关次级结构，次级结构在二场地吊装并再次拼接形成整个模块。整个模块再次吊装上车运输/上船驳运至现场。在现场各个模块提升拼接形成整体建筑结构。在这一过程中可能存在运输颠簸、碰撞、支座转换等因素，在结构中导入应力并在整体拼装后永久锁定，带来二次受力甚至多次受力问题。
6、因此，针对高度模块化钢桁架结构制定合理的锁定应力量测方案是确保高度模块化钢桁架结构高质量施工的关键。但是，既有的钢桁架结构监测案例中尚未有实现对高度模块化施工钢桁架结构进行杆件锁定应力的全过程监测内容，如何对高度模块化钢桁架结构进行准确的锁定应力量测，并在测量锁定应力的同时剔除温度应力与桁架结构节点半刚性效应的影响成为亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本技术目的在于提出一种高度模块化钢桁架结构锁定应力量测系统，以解决
技术介绍
中所述的技术问题。
2、为实现上述技术目的，本技术采用如下技术方案：
3、一种高度模块化钢桁架结构锁定应力量测系统，包括应力-温度量测采集系统、环境气象监测系统和数据云平台，所述应力-温度量测采集系统包括振弦式应变计、温度传感器、数据线缆和采集仪，所述振弦式应变计和温度传感器均设置于拟进行锁定应力量测的模块杆件上，每根拟进行锁定应力量测的模块杆件上均至少固定有一台采集仪，所述采集仪与数据云平台连接通信，并将采集到的数据上传至数据云平台，与采集仪设置在同一根模块杆件上的所有振弦式应变计及温度传感器均通过数据线缆连接至采集仪上；
4、所述环境气象监测系统包括气象站，所述气象站安装于钢桁架模块附近通风流畅且无日照遮挡的位置，用于测量和采集环境温湿度、日照辐射以及环境风速数据，并将采集到的数据上传至数据云平台。
5、优选的，所述应力-温度量测采集系统具有两种设置形式，当拟进行锁定应力量测的模块杆件为主要受力的模块杆件时，所述振弦式应变计至少需布设在模块杆件的两个不同横截面位置，且其中一横截面位于模块杆件的跨中位置，同一横截面位置设置的振弦式应变计不少于四支，同一截面位置的各支振弦式应变计按环形阵列布设，且不同截面位置的振弦式应变计的布置位置相互对应，所述温度传感器至少需布设在模块杆件的跨中横截面处，且同一横截面位置设置的温度传感器不少于四支；
6、当拟进行锁定应力量测的模块杆件为附属结构的模块杆件时，只需在模块杆件跨中位置设置一支振弦式应变计及一支温度传感器即可。
7、优选的，同一根模块杆件上的振弦式应变计和温度传感器共用一台采集仪，所述采集仪包括设备供电模块、信号接收模块、数据计算模块以及通信模块，所述供电模块负责为采集仪提供设备电力支持，所述信号接收模块通过数据线缆与振弦式应变计及温度传感器相连，用于接收数据线缆传输的数字信号，所述数据计算模块将采集的数字信号计算为监测数据结果，所述通信模块与数据云平台连接通信，并将数据计算模块的计算结果上传至数据云平台。
8、优选的，所述振弦式应变计、温度传感器和采集仪安装完成后使用保护壳外敷保护，所述数据线缆使用保护管封装防护，数据线缆穿套的保护管分两种，在直线型走线位置使用pvc管进行保护，在弯折区域使用塑料软管进行保护。
9、优选的，所述振弦式应变计及温度传感器在模块杆件加工完成后的散杆状态下固定至杆件表面，振弦式应变计通过焊接固定或通过铸工胶粘贴固定，所述温度传感器使用粘贴的方式安装固定，所述气象站与应力-温度量测采集系统同时安装，气象站在各个场地均有设置，且气象站随钢桁架模块同步运输。
10、与现有技术相比，本技术的有益效果为：本技术采用振弦式应变计、铂电阻温度传感器以及气象站综合监测技术，针对构件从加工出厂开始进行全过程监测，并通过传感器布置方式以及温度场监测进行温度应力修正与半刚性节点修正，得到关键杆件位置的锁定应力测量结果，在施工阶段，测量结果可以指导施工过程中的风险控制，针对出现明显异常的区域进行施工调整，在运维阶段，测量结构可以在原设计模型的基础上补充考虑初始锁定应力，重新判断评估结构在长期作用下的安全性与正常使用能力。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高度模块化钢桁架结构锁定应力量测系统，其特征在于：包括应力-温度量测采集系统（4）、环境气象监测系统（5）和数据云平台（3），所述应力-温度量测采集系统（4）包括振弦式应变计、温度传感器、数据线缆和采集仪，所述振弦式应变计和温度传感器均设置于拟进行锁定应力量测的模块杆件（2）上，每根拟进行锁定应力量测的模块杆件（2）上均至少固定有一台采集仪，所述采集仪与数据云平台（3）连接通信，并将采集到的数据上传至数据云平台（3），与采集仪设置在同一根模块杆件（2）上的所有振弦式应变计及温度传感器均通过数据线缆连接至对应的采集仪上；
2.根据权利要求1所述的一种高度模块化钢桁架结构锁定应力量测系统，其特征在于：所述应力-温度量测采集系统（4）具有两种设置形式，当拟进行锁定应力量测的模块杆件（2）为主要受力的模块杆件（2）时，所述振弦式应变计至少需布设在模块杆件（2）的两个不同横截面位置，且其中一横截面位于模块杆件（2）的跨中位置，同一横截面位置设置的振弦式应变计不少于四支，同一截面位置的各支振弦式应变计按环形阵列布设，且不同截面位置的振弦式应变计的布置位置相互对应，所述温度
3.根据权利要求1所述的一种高度模块化钢桁架结构锁定应力量测系统，其特征在于：同一根模块杆件（2）上的振弦式应变计和温度传感器共用一台采集仪，所述采集仪包括设备供电模块、信号接收模块、数据计算模块以及通信模块，所述供电模块负责为采集仪提供设备电力支持，所述信号接收模块通过数据线缆与振弦式应变计及温度传感器相连，用于接收数据线缆传输的数字信号，所述数据计算模块将采集的数字信号计算为监测数据结果，所述通信模块与数据云平台（3）连接通信，并将数据计算模块的计算结果上传至数据云平台（3）。
4.根据权利要求1所述的一种高度模块化钢桁架结构锁定应力量测系统，其特征在于：所述振弦式应变计、温度传感器和采集仪安装完成后使用保护壳外敷保护，所述数据线缆使用保护管封装防护，数据线缆穿套的保护管分两种，在直线型走线位置使用PVC管进行保护，在弯折区域使用塑料软管进行保护。
5.根据权利要求1所述的一种高度模块化钢桁架结构锁定应力量测系统，其特征在于：所述振弦式应变计及温度传感器在模块杆件（2）加工完成后的散杆状态下固定至杆件表面，振弦式应变计通过焊接固定或通过铸工胶粘贴固定，所述温度传感器使用粘贴的方式安装固定，所述气象站与应力-温度量测采集系统（4）同时安装，气象站在各个场地均有设置，且气象站随钢桁架模块（1）同步运输。
...【技术特征摘要】
1.一种高度模块化钢桁架结构锁定应力量测系统，其特征在于：包括应力-温度量测采集系统（4）、环境气象监测系统（5）和数据云平台（3），所述应力-温度量测采集系统（4）包括振弦式应变计、温度传感器、数据线缆和采集仪，所述振弦式应变计和温度传感器均设置于拟进行锁定应力量测的模块杆件（2）上，每根拟进行锁定应力量测的模块杆件（2）上均至少固定有一台采集仪，所述采集仪与数据云平台（3）连接通信，并将采集到的数据上传至数据云平台（3），与采集仪设置在同一根模块杆件（2）上的所有振弦式应变计及温度传感器均通过数据线缆连接至对应的采集仪上；
2.根据权利要求1所述的一种高度模块化钢桁架结构锁定应力量测系统，其特征在于：所述应力-温度量测采集系统（4）具有两种设置形式，当拟进行锁定应力量测的模块杆件（2）为主要受力的模块杆件（2）时，所述振弦式应变计至少需布设在模块杆件（2）的两个不同横截面位置，且其中一横截面位于模块杆件（2）的跨中位置，同一横截面位置设置的振弦式应变计不少于四支，同一截面位置的各支振弦式应变计按环形阵列布设，且不同截面位置的振弦式应变计的布置位置相互对应，所述温度传感器至少需布设在模块杆件（2）的跨中横截面处，且同一横截面位置设置的温度传感器不少于四支；
3.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张寒硕，黄维爱，张劲弟，罗瑞，向勇，李凤友，董婧玉，罗宝林，张立超，毛宁，蔡猛，董宇鹏，孙维峰，
申请(专利权)人：北京城建集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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