CN103115791A - 钢结构门式刚架结构性能现场检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢结构门式刚架结构性能现场检测装置，包括卡具、卸扣、钢丝绳、吊篮、配重、拉力传感器、手动葫芦、全站仪、应变片、应变仪和数码照相机，所述门式刚架的型钢梁每个檩条位置采用卡具和卸扣连接钢丝绳的上端，钢丝绳的下端连接吊篮，吊篮内设有配重，所述门式刚架一端型钢柱上部和另一端型钢柱下部位置分别采用卡具和卸扣连接钢丝绳的两端，该钢丝绳中间机械连接有拉力传感器和手动葫芦，所述全站仪架设在所述门式刚架跨中。本发明还公开了上述装置的检测方法。本发明主要用于在建钢结构门式刚架结构施工质量检验，也可以用于既有钢结构门式刚架结构安全性鉴定。

Description

钢结构门式刚架结构性能现场检测方法和装置

技术领域

本发明涉及一种建筑结构的现场检测方法和装置，具体涉及钢结构门式刚架结构性能现场检测方法和装置。

背景技术

随着我国经济建设高速发展，钢结构的建筑体系广泛用于工业与民用建筑。从上世纪80年代开始，新兴的富有现代美感、施工周期短、自重轻、节能环保等诸多优点的钢结构门式刚架结构大量被使用在工业与民用建筑上。伴随着钢结构门式刚架结构在工程建设中的使用，我国工程界对钢结构设计、施工、检验知识储备不够显现出来，导致钢结构门式刚架的设计应用及施工检验标准相对滞后，特别是对钢结构门式刚架结构安全性影响最大的风和雪荷载条件下问题没有得到很好的解决。

在钢结构门式刚架结构的设计过程中。风和雪荷载极其重要，是设计主要控制荷载。在风和雪的作用下，门式刚架常承受很大的荷载变形，如果门式刚架设计抵抗荷载的作用不足以抵抗这种变形，门式刚架将会倒塌，造成结构性破坏。但是，在建钢结构门式刚架施工质量检验中，涉及设计和现场的钢结构门式刚架结构施工安装质量检验的钢结构门式刚架结构性能没有现场检测，钢结构门式刚架结构性能现场检测的方法和装置至今未有。

近年来，全国各地发生许多钢结构门式刚架结构由于设计考虑不周、欠合理或现场的施工安装质量存在问题，在风和雪的作用下导致门式刚架倒塌实例不鲜，造成重大经济损失和人员伤亡事故。为了加强既有建筑物的安全管理，有效预防城市灾害，保护人民生命财产安全，开展钢结构门式刚架结构性能现场检测工作非常必要，钢结构门式刚架结构性能现场检测主要用于在建钢结构门式刚架结构施工质量检验，也可以用于既有钢结构门式刚架结构安全性鉴定。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种钢结构门式刚架结构性能现场检测方法。

本发明的另一个目的是提供一种钢结构门式刚架结构性能现场检测装置。

本发明采用的技术方案为：一种钢结构门式刚架结构性能现场检测装置，包括卡具、卸扣、钢丝绳、吊篮、配重、拉力传感器、手动葫芦、全站仪、应变片、应变仪和数码照相机，所述门式刚架的型钢梁每个檩条位置采用卡具和卸扣连接钢丝绳的上端，钢丝绳的下端连接吊篮，吊篮内设有配重，所述门式刚架一端型钢柱上部和另一端型钢柱下部位置分别采用卡具和卸扣连接钢丝绳的两端，该钢丝绳中间机械连接有拉力传感器和手动葫芦，所述全站仪架设在所述门式刚架跨中，所述门式刚架型钢梁跨中和一端上下翼缘板以及钢柱上端外翼缘板和下中部内外翼缘板位置粘贴有应变片，所述应变片和应变仪导线相连，所述门式刚架旁设有数码照相机。

本发明所述配重施加等效屋面雪荷载，所述手动葫芦施加等效风荷载，所述拉力传感器显示等效风荷载试验值，所述全站仪记录等效风和雪荷载下门式刚架梁、柱变形量，所述应变仪显示等效风和雪荷载下门式刚架钢梁、柱应变量，所述数码照相机采集门式刚架与檩条、墙梁连接件在等效风和雪荷载下变形形态。

一种使用上述装置的现场检测钢结构门式刚架结构性能的方法，该方法包括以下步骤：

第一步骤：在门式刚架型钢梁每个檩条位置采用卡具和卸扣连接钢丝绳，钢丝绳兜起吊篮，搁置配重在吊篮中施加等效屋面雪荷载；

第二步骤：在门式刚架一端型钢柱上部和另一端型钢柱下部位置采用卡具和卸扣连接钢丝绳，钢丝绳机械连接拉力传感器和手动葫芦，人力拉动手动葫芦施加等效风荷载，拉力传感器显示等效风荷载试验值；

第三步骤：全站仪架设在门式刚架跨中，全站仪记录等效风和雪荷载下门式刚架梁、柱变形量；

第四步骤：在门式刚架型钢梁跨中和一端上下翼缘板以及钢柱上端外翼缘板和下中部内外翼缘板位置粘贴应变片，应变片和应变仪导线相连，应变仪显示等效风和雪荷载下门式刚架钢梁、柱应变量；

第五步骤：等效雪荷载设计值等于基本雪压乘以设计荷载系数乘以试验门式刚架开间屋面面积，等效雪荷载设计值除以门式刚架开间屋面檩条间距数量得到等效雪荷载试验值，根据等效雪荷载试验值量值分四~六级分级通过搁置配重在吊篮中施加，邻近柱的吊篮搁置配重施加等效屋面雪荷载，应考虑等效风荷载试验值角度分量；全站仪记录等效雪荷载下门式刚架梁、柱变形量，应变仪显示等效雪荷载下门式刚架钢梁、柱应变量；

第六步骤：等效风荷载设计值等于阵风系数乘以风荷载体型系数乘以风压高度变化系数乘以基本风压乘以设计荷载系数乘以试验门式刚架开间柱间面积，等效风荷载设计值乘以钢丝绳加载角度修正系数得到等效风荷载试验值，根据等效风荷载试验值量值分四~六级分级等效风荷载试验值加载；在通过人力拉动手动葫芦施加等效风荷载试验值，分级等效风荷载试验值拉力施加在试验门式刚架柱上，通过拉力传感器显示等效风荷载值试验值；等效风荷载试验值分级加载间隔时间10~15分钟，全站仪记录等效风和雪荷载下门式刚架梁、柱变形量，应变仪显示等效风和雪荷载下门式刚架钢梁、柱应变量；

第七步骤：在试验门式刚架施加上等效风和雪荷载达到设计值时，持等效风和雪荷载时间30分钟以上，全站仪记录等效风和雪荷载下门式刚架梁、柱最大变形量，应变仪显示等效风和雪荷载下门式刚架钢梁、柱最大应变量；

第八步骤：在试验门式刚架施加上等效风和雪荷载达到设计值时，持等效风和雪荷载时间30分钟以上，数码照相机采集门式刚架与檩条、墙梁连接件在等效风和雪荷载下变形形态；

第九步骤：根据全站仪记录等效风和雪荷载下门式刚架梁、柱最大变形量，应变仪显示等效风和雪荷载下门式刚架钢梁、柱最大应变量，对照国家钢结构设计规范和门式刚架等效风和雪荷载下梁、柱变形和应力、应变计算软件分析结果以及数码照相机采集门式刚架与檩条、墙梁连接件在等效风和雪荷载下变形形态，评定门式刚架结构承载能力是否满足设计和施工规范要求，综合得出门式刚架结构性能现场检测结论。

本发明主要用于在建钢结构门式刚架结构施工质量检验，也可以用于既有钢结构门式刚架结构安全性鉴定。

有益效果：本发明通过钢结构门式刚架结构性能现场检测的方法和装置，不仅能现场模拟门式刚架承受设计风和雪荷载，而且能记录门式刚架的受力力学形态和参数，可以现场检验等效风和雪荷载条件下门式刚架变形量、应变量和门式刚架与檩条、墙梁连接件变形形态是否满足国家规范要求，得出具有代表性和真实性的门式刚架抗风和雪荷载现场检测结论，主要用于在建钢结构门式刚架结构施工质量检验，也可以用于既有钢结构门式刚架结构安全性鉴定。

附图说明

图1为本发明钢结构门式刚架结构性能现场检测方法和装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

如图1所示：一种钢结构门式刚架结构性能现场检测装置，包括卡具、卸扣、钢丝绳、吊篮、配重、拉力传感器、手动葫芦、全站仪、应变片、应变仪和数码照相机，在门式刚架1型钢梁每个檩条位置采用卡具2和卸扣3连接钢丝绳4，钢丝绳4兜起吊篮5，搁置配重6在吊篮中施加等效屋面雪荷载；在门式刚架1一端型钢柱上部和另一端型钢柱下部位置采用卡具2和卸扣3连接钢丝绳4，钢丝绳4机械连接拉力传感器7和手动葫芦8，人力拉动手动葫芦8施加等效风荷载，拉力传感器7显示等效风荷载试验值；全站仪架9设在门式刚架跨中，全站仪9记录等效风和雪荷载下门式刚架梁、柱变形量；在门式刚架型钢梁跨中和一端上下翼缘板以及钢柱上端外翼缘板和下中部内外翼缘板位置采用502胶粘贴应变片10，应变片10和应变仪11导线相连，应变仪11显示等效风和雪荷载下门式刚架钢梁、柱应变量，数码照相机12采集门式刚架与檩条、墙梁连接件在等效风和雪荷载下变形形态。

一种使用上述装置的现场检测钢结构门式刚架结构性能的方法，该方法包括以下步骤：

第一步骤：在门式刚架1型钢梁每个檩条位置采用卡具2和卸扣3连接钢丝绳4，钢丝绳4兜起吊篮5，搁置配重6在吊篮5中施加等效屋面雪荷载；

第二步骤：在门式刚架1一端型钢柱上部和另一端型钢柱下部位置采用卡具2和卸扣3连接钢丝绳4，钢丝绳4机械连接拉力传感器7和手动葫芦8，人力拉动手动葫芦8施加等效风荷载，拉力传感器7显示等效风荷载试验值；

第三步骤：全站仪9架设在门式刚架1跨中，全站仪9记录等效风和雪荷载下门式刚架1梁、柱变形量；

第四步骤：在门式刚架1型钢梁跨中和一端上下翼缘板以及钢柱上端外翼缘板和下中部内外翼缘板位置采用502胶粘贴应变片10，应变片10和应变仪11导线相连，应变仪11显示等效风和雪荷载下门式刚架1钢梁、柱应变量；

第五步骤：等效雪荷载设计值等于基本雪压乘以设计荷载系数(1.4)乘以试验门式刚架1开间屋面面积，等效雪荷载设计值除以门式刚架1开间屋面檩条间距数量得到等效雪荷载试验值，根据等效雪荷载试验值量值分四~六级分级通过搁置配重6在吊篮5中施加，邻近柱的吊篮5搁置配重6施加等效屋面雪荷载，应考虑等效风荷载试验值角度分量；全站仪9记录等效雪荷载下门式刚架1梁、柱变形量，应变仪11显示等效雪荷载下门式刚架1钢梁、柱应变量；

第六步骤：等效风荷载设计值等于阵风系数乘以风荷载体型系数乘以风压高度变化系数乘以基本风压乘以设计荷载系数(1.4)乘以试验门式刚架1开间柱间面积，等效风荷载设计值乘以钢丝绳加载角度修正系数得到等效风荷载试验值，根据等效风荷载试验值量值分四~六级分级等效风荷载试验值加载；在通过人力拉动手动葫芦8施加等效风荷载值，分级等效风荷载试验值拉力施加在试验门式刚架1柱上，通过拉力传感器7显示等效风荷载试验值；等效风荷载试验值分级加载间隔时间10~15分钟，全站仪9记录等效风和雪荷载下门式刚架1梁、柱变形量，应变仪11显示等效风和雪荷载下门式刚架1钢梁、柱应变量；

第七步骤：在试验门式刚架1施加上等效风和雪荷载达到设计值时，持等效风和雪荷载时间30分钟以上，全站仪9记录等效风和雪荷载下门式刚架1梁、柱最大变形量，应变仪11显示等效风和雪荷载下门式刚架1钢梁、柱最大应变量；

第八步骤：在试验门式刚架1施加上等效风和雪荷载达到设计值时，持等效风和雪荷载时间30分钟以上，数码照相机12采集门式刚架1与檩条、墙梁连接件在等效风和雪荷载下变形形态；

第九步骤：根据全站仪9记录等效风和雪荷载下门式刚架1梁、柱最大变形量，应变仪11显示等效风和雪荷载下门式刚架1钢梁、柱最大应变量，对照国家钢结构设计规范和门式刚架等效风和雪荷载下梁、柱变形和应力、应变计算软件分析结果以及数码照相机采集门式刚架与檩条、墙梁连接件在等效风和雪荷载下变形形态，评定门式刚架1结构承载能力是否满足设计和施工规范要求，综合得出门式刚架结构性能现场检测结论。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.一种钢结构门式刚架结构性能现场检测装置，其特征在于：包括卡具、卸扣、钢丝绳、吊篮、配重、拉力传感器、手动葫芦、全站仪、应变片、应变仪和数码照相机，所述门式刚架的型钢梁每个檩条位置采用卡具和卸扣连接钢丝绳的上端，钢丝绳的下端连接吊篮，吊篮内设有配重，所述门式刚架一端型钢柱上部和另一端型钢柱下部位置分别采用卡具和卸扣连接钢丝绳的两端，该钢丝绳中间机械连接有拉力传感器和手动葫芦，所述全站仪架设在所述门式刚架跨中，所述门式刚架型钢梁跨中和一端上下翼缘板以及钢柱上端外翼缘板和下中部内外翼缘板位置粘贴有应变片，所述应变片和应变仪导线相连，所述门式刚架旁设有数码照相机。

2.一种使用权利要求1装置的钢结构门式刚架结构性能现场检测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

第一步骤：在门式刚架型钢梁每个檩条位置采用卡具和卸扣连接钢丝绳，钢丝绳兜起吊篮，搁置配重在吊篮中施加等效屋面雪荷载；

第二步骤：在门式刚架一端型钢柱上部和另一端型钢柱下部位置采用卡具和卸扣连接钢丝绳，钢丝绳机械连接拉力传感器和手动葫芦，人力拉动手动葫芦施加等效风荷载，拉力传感器显示等效风荷载试验值；

第三步骤：全站仪架设在门式刚架跨中，全站仪记录等效风和雪荷载下门式刚架梁、柱变形量；

第四步骤：在门式刚架型钢梁跨中和一端上下翼缘板以及钢柱上端外翼缘板和下中部内外翼缘板位置粘贴应变片，应变片和应变仪导线相连，应变仪显示等效风和雪荷载下门式刚架钢梁、柱应变量；

第五步骤：等效雪荷载设计值等于基本雪压乘以设计荷载系数乘以试验门式刚架开间屋面面积，等效雪荷载设计值除以门式刚架开间屋面檩条间距数量得到等效雪荷载试验值，根据等效雪荷载试验值量值分四~六级分级通过搁置配重在吊篮中施加，邻近柱的吊篮搁置配重施加等效屋面雪荷载，应考虑等效风荷载试验值角度分量；全站仪记录等效雪荷载下门式刚架梁、柱变形量，应变仪显示等效雪荷载下门式刚架钢梁、柱应变量；

第六步骤：等效风荷载设计值等于阵风系数乘以风荷载体型系数乘以风压高度变化系数乘以基本风压乘以设计荷载系数乘以试验门式刚架开间柱间面积，等效风荷载设计值乘以钢丝绳加载角度修正系数得到等效风荷载试验值，根据等效风荷载试验值量值分四~六级分级等效风荷载试验值加载；在通过人力拉动手动葫芦施加等效风荷载试验值，分级等效风荷载试验值拉力施加在试验门式刚架柱上，通过拉力传感器显示等效风荷载值试验值；等效风荷载试验值分级加载间隔时间10~15分钟，全站仪记录等效风和雪荷载下门式刚架梁、柱变形量，应变仪显示等效风和雪荷载下门式刚架钢梁、柱应变量；

第七步骤：在试验门式刚架施加上等效风和雪荷载达到设计值时，持等效风和雪荷载时间30分钟以上，全站仪记录等效风和雪荷载下门式刚架梁、柱最大变形量，应变仪显示等效风和雪荷载下门式刚架钢梁、柱最大应变量；

第八步骤：在试验门式刚架施加上等效风和雪荷载达到设计值时，持等效风和雪荷载时间30分钟以上，数码照相机采集门式刚架与檩条、墙梁连接件在等效风和雪荷载下变形形态；

第九步骤：根据全站仪记录等效风和雪荷载下门式刚架梁、柱最大变形量，应变仪显示等效风和雪荷载下门式刚架钢梁、柱最大应变量，对照国家钢结构设计规范和门式刚架等效风和雪荷载下梁、柱变形和应力、应变计算软件分析结果以及数码照相机采集门式刚架与檩条、墙梁连接件在等效风和雪荷载下变形形态，评定门式刚架结构承载能力是否满足设计和施工规范要求，综合得出门式刚架结构性能现场检测结论。