【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于基坑气膜监测，尤其涉及一种基坑气膜环境监测系统。
技术介绍
1、气膜建筑是用特殊的建筑膜材做外壳，并在膜面铺设钢索，利用空气的正压(通常内外压差约250pa)支撑建筑主体。由于其具有造型新颖、且造价低、施工周期短、能耗低、跨度大等优点，已经被广泛应用于工业和民用建筑市场。但气膜建筑由于是靠室内气体支撑起来的，气膜建筑在运营过程中往往受到外界如风、雪荷载的影响，建筑变形大、变形频率高、在天气异常时，需要及时调整内外压差。另外，气膜建筑的表面风压、建筑动力特性、支座内力、钢索拉力在建造和运营中都需要有效的监测以掌握建筑的受力状态。最后，实时掌控和调整膜内环境相关参数，给生活和工作在建筑内的人们一个良好的环境，对气膜建筑在工业和民用建筑行业的广泛应用是非常必要的。
2、现有技术还存在以下不足之处：
3、现有技术由于缺乏有效的监测手段，没有及时掌握气膜受力参数，而造成了气膜建筑在在天气异常时，出现倒塌的情况，现有的的附加风速、风向传感器的方式可以改善风力对膜建筑外形的影响；但在应对膜顶积雪对膜建筑外形影响的措施中，要么措施过于简单不可靠，要么成本过高性价比不高，现有技术充气膜建筑需要根据荷载实际作用反馈进行内压控制，灵活调节结构刚度，目前主要依靠经验及风力等级状况，由人工按照固定模式控制风机进气量实现内压调节，缺乏依靠统计数据为基础的自动化内压控制方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基坑气膜环境监测系统，旨在解决现有技术由于缺乏有效的监测手段，
2、本专利技术是这样实现的，一种基坑气膜环境监测系统，包括：包括获取气膜建筑周围风速和气膜建筑表面风速的风荷载效应监测系统、获取气膜建筑振动数据的振动监测系统、获取气膜建筑支座受力的支座反力监测系统、获取气膜建筑锚索应力的锚索拉力检测系统、气膜内环境检测系统、监测充气膜建筑变形系统以及数据处理服务器。
3、优选的，所述风荷载监测系统、振动监测系统、支座反力监测系统、锚索拉力检测系统、气膜内环境检测系统均与数据处理服务器连接。
4、优选的，所述监测充气膜建筑变形系统包括有包括采集单元、运算处理单元、供电单元和远程监控单元，所述采集单元由采集膜体变形信号的位移传感器和信号转换模块组成，所述位移传感器的信号输出端与信号转换模块的输入端连接，所述信号转换模块将位移传感器的电流信号转化为对应的数字信号发送给所述运算处理单元的运算模块。
5、优选的，所述运算处理单元包括运算模块、控制模块和无线数据收发模块，所述运算模块将接收到的数字信号进行汇总和处理，得到气膜顶部安装的位移传感器在各个采集时刻采集的充气膜伸长量，并将该伸长量传输给控制模块，所述控制模块接收到后将接受到伸长量数据进行综合运算，得出膜顶部的水平位移量及垂直位移量的充气膜变形量，把所得水平位移量及垂直位移量的充气膜变形量通过无线数据收发模块发送给远程监控单元；所述远程监控单元接收到该充气膜变形量后与预先储存在该单元中的充气膜阈值进行比较并同时存储在存储模块中，当充气膜膜变形量超过所设定的阈值时，发出预警信息；所述供电单元与采集单元和运算处理单元连接，为其提供电源。
6、优选的，所述监测充气膜建筑变形系统还包括有膜面三向加速度传感器、膜面风压传感器、膜面高精度gnss位移监测模组以及充气膜压差计，所述监测充气膜建筑变形系统和所述数据处理服务器连接，所述膜面三向加速度传感器、所述膜面风压传感器、所述膜面高精度gnss位移监测模组分别借助内六角螺栓并通过垫片式、盖板式、磁吸附式连接件与索网连接角板相连，所述索网连接角板安装在充气膜建筑表面。
7、优选的，所述风荷载效应监测系统包括风压、风速、风向。
8、优选的，还包括有云端服务器，所述云端服务器和所述数据处理服务器，所述数据处理服务器还连接有数据分析处理器，所述云端服务器还连接有现场监测数据采集子系统，所述现场监测数据采集子系统，用于实时对施工现场多个监测点进行监测以获取监测数据，并将所述监测数据上传至所述云端服务器，所述监测点分别为所述风荷载监测系统、振动监测系统、支座反力监测系统、锚索拉力检测系统、气膜内环境检测系统以及所述监测充气膜建筑变形系统，所述数据分析处理器，用于通过人工神经网络对所述监测数据进行预测以生成所述预测数据，生成分析数据报告，并对数据进行储存，同时预测可能发生的数据变化。
9、优选的，所述云端服务器还连接预警及信息发布子系统，所述预警及信息发布子系统，用于根据所述云端服务器发送的所述预警信息对工作人员进行提醒，所述预警及信息发布子系统，还用于向所述工作人员提示所述危险等级。
10、优选的，所述气膜内环境检测系统包括用于检测气膜建筑内部环境和工作参数的传感器，所述锚索拉力检测系统包括不少于一个的获取气膜建筑锚索的应力的磁通量传感器。
11、优选的，所述预警及信息发布子系统提醒方式具体为：短信、邮件、广播和显示屏显示方式中的一种或多种对所述工作人员进行提醒。
12、与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：
13、本专利技术可对当前气膜建筑正常使用性能及受力特性进行监测，即本专利技术可利用各分部监测系统特性，实现气膜建筑性能全方面的性能监测，有利于对建筑性能的掌握和控制，本专利技术能够满足当前国内外对气膜建筑监测的需求，解决气膜建筑目前缺乏有效监测手段问题，有效的防止了大空间充气膜建筑在应对大雪天气情况下造成的膜塌落事故，通过对变形进行监测，能提前预警通知相关人员解除危险，避免安全事故的发生。解决了现有采用的恒压控制策略不能有效的防止膜顶在重雪载时塌落的技术问题，便于对数据进行长期监控，通过现场监测数据采集子系统实现监测数据的自动采集与传输，通过预警及信息发布子系统实现监测信息的预警及实时发布，该系统为城市大型基坑工程管理提供了一种新的信息化平台建立方式，大大提高了现场信息的管理、预测与预警自动化与智慧化水平，从而也为其它类似大型工程的施工过程中的安全监测与管理提供了新的借鉴和技术支持。
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1.一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，包括：包括获取气膜建筑周围风速和气膜建筑表面风速的风荷载效应监测系统、获取气膜建筑振动数据的振动监测系统、获取气膜建筑支座受力的支座反力监测系统、获取气膜建筑锚索应力的锚索拉力检测系统、气膜内环境检测系统、监测充气膜建筑变形系统以及数据处理服务器。
2.如权利要求1所述的一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，所述风荷载监测系统、振动监测系统、支座反力监测系统、锚索拉力检测系统、气膜内环境检测系统均与数据处理服务器连接。
3.如权利要求2所述的一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，所述监测充气膜建筑变形系统包括有采集单元、运算处理单元、供电单元和远程监控单元，所述采集单元由采集膜体变形信号的位移传感器和信号转换模块组成，所述位移传感器的信号输出端与信号转换模块的输入端连接，所述信号转换模块将位移传感器的电流信号转化为对应的数字信号发送给所述运算处理单元的运算模块。
4.如权利要求2所述的一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，所述运算处理单元包括运算模块、控制模块和无线数据收发模块，所述运算模块将接收到的数
5.如权利要求1所述的一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，所述监测充气膜建筑变形系统还包括有膜面三向加速度传感器、膜面风压传感器、膜面高精度GNSS位移监测模组以及充气膜压差计，所述监测充气膜建筑变形系统和所述数据处理服务器连接，所述膜面三向加速度传感器、所述膜面风压传感器、所述膜面高精度GNSS位移监测模组分别借助内六角螺栓并通过垫片式、盖板式、磁吸附式连接件与索网连接角板相连，所述索网连接角板安装在充气膜建筑表面。
6.如权利要求1所述的一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，所述风荷载效应监测系统包括风压、风速、风向。
7.如权利要求1所述的一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，还包括有云端服务器，所述云端服务器和所述数据处理服务器，所述数据处理服务器还连接有数据分析处理器，所述云端服务器还连接有现场监测数据采集子系统，所述现场监测数据采集子系统，用于实时对施工现场多个监测点进行监测以获取监测数据，并将所述监测数据上传至所述云端服务器，所述监测点分别为所述风荷载监测系统、振动监测系统、支座反力监测系统、锚索拉力检测系统、气膜内环境检测系统以及所述监测充气膜建筑变形系统，所述数据分析处理器，用于通过人工神经网络对所述监测数据进行预测以生成所述预测数据，生成分析数据报告，并对数据进行储存，同时预测可能发生的数据变化。
8.如权利要求7所述的一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，所述云端服务器还连接预警及信息发布子系统，所述预警及信息发布子系统，用于根据所述云端服务器发送的所述预警信息对工作人员进行提醒，所述预警及信息发布子系统，还用于向所述工作人员提示所述危险等级。
9.如权利要求1所述的一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，所述气膜内环境检测系统包括用于检测气膜建筑内部环境和工作参数的传感器，所述锚索拉力检测系统包括不少于一个的获取气膜建筑锚索的应力的磁通量传感器。
10.如权利要求8所述的一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，所述预警及信息发布子系统提醒方式具体为：短信、邮件、广播和显示屏显示方式中的一种或多种对所述工作人员进行提醒。
...【技术特征摘要】
1.一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，包括：包括获取气膜建筑周围风速和气膜建筑表面风速的风荷载效应监测系统、获取气膜建筑振动数据的振动监测系统、获取气膜建筑支座受力的支座反力监测系统、获取气膜建筑锚索应力的锚索拉力检测系统、气膜内环境检测系统、监测充气膜建筑变形系统以及数据处理服务器。
2.如权利要求1所述的一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，所述风荷载监测系统、振动监测系统、支座反力监测系统、锚索拉力检测系统、气膜内环境检测系统均与数据处理服务器连接。
3.如权利要求2所述的一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，所述监测充气膜建筑变形系统包括有采集单元、运算处理单元、供电单元和远程监控单元，所述采集单元由采集膜体变形信号的位移传感器和信号转换模块组成，所述位移传感器的信号输出端与信号转换模块的输入端连接，所述信号转换模块将位移传感器的电流信号转化为对应的数字信号发送给所述运算处理单元的运算模块。
4.如权利要求2所述的一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，所述运算处理单元包括运算模块、控制模块和无线数据收发模块，所述运算模块将接收到的数字信号进行汇总和处理，得到气膜顶部安装的位移传感器在各个采集时刻采集的充气膜伸长量，并将该伸长量传输给控制模块，所述控制模块接收到后将接受到伸长量数据进行综合运算，得出膜顶部的水平位移量及垂直位移量的充气膜变形量，把所得水平位移量及垂直位移量的充气膜变形量通过无线数据收发模块发送给远程监控单元；所述远程监控单元接收到该充气膜变形量后与预先储存在该单元中的充气膜阈值进行比较并同时存储在存储模块中，当充气膜膜变形量超过所设定的阈值时，发出预警信息；所述供电单元与采集单元和运算处理单元连接，为其提供电源。
5.如权利要求1所述的一种基坑气膜环境监测系统，其特征在于，所述监测充气膜建筑变形系统还包括有膜面三向加速度传感器、膜面风压传感器、膜面高精度gnss位移监测模...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋泽霞，
申请(专利权)人：中维空间膜建筑技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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