CN104422513A - 一种石材幕墙安全性的评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种石材幕墙安全性的评估方法。该方法包括：预先计算待测石材幕墙的一阶自振频率；将动态检测装置与待测石材幕墙连接，并通过动态检测装置测量待测石材幕墙的一阶自振频率；根据计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值，定量地判断待测石材幕墙的安全程度。应用本发明可以定量地对石材幕墙的安全性进行比较准确的评估。
Description
技术领域
本申请涉及建筑结构安全评估领域，尤其涉及一种石材幕墙安全性的评估方法。
背景技术
石材幕墙通常是指由石板支承结构（例如，铝横梁立柱、钢结构、玻璃肋等等）组成，不承担主体结构载荷与作用的建筑围护结构。随着现代建筑的快速发展，建筑石材幕墙的使用也日益广泛。由于石材幕墙通常是附着于建筑物的外表面，通过石材幕墙的支撑节点固定在建筑物上，因此石材幕墙的支撑节点的牢固情况成为了石材幕墙安全性评估的关键点。
然而，由于石材幕墙的支撑节点为隐蔽工程，在评估现场不便于拆卸进行检查，因此现有技术中在对石材幕墙的安全性进行评估时，一般都只能大概地、定性地对石材幕墙的安全性进行经验性的评价，大致地评估石材幕墙的安全程度，而并不能定量地、准确地对石材幕墙的安全性进行评估。
综上可知，由于现有技术中的石材幕墙安全性的评估方法具有如上所述的缺点，因此如何提出一种更好的石材幕墙安全性的评估方法，从而定量地对石材幕墙的安全性进行比较准确的评估，是本领域中亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种石材幕墙安全性的评估方法，从而可以定量地对石材幕墙的安全性进行比较准确的评估。
本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种石材幕墙安全性的评估方法，该方法包括：
预先计算待测石材幕墙的一阶自振频率；
将动态检测装置与待测石材幕墙连接，并通过动态检测装置测量待测石材幕墙的一阶自振频率；
根据计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值，定量地判断待测石材幕墙的安全程度。
较佳的，所述动态检测装置包括：
水平拾振器、加速度节点、无线网关和数据处理装置。
较佳的，所述将动态检测装置与待测石材幕墙连接，并通过动态检测装置测量待测石材幕墙的一阶自振频率包括：
将水平拾振器固定于待测石材幕墙的中部；
将水平拾振器与加速度节点与连接，所述加速度节点通过无线网关与数据处理装置连接；
使用锤击装置多次锤击待测石材幕墙的表面；加速度节点通过所连接的水平拾振器获取锤击时的加速度信息，并将所获取的加速度信息通过无线网关传输给数据处理装置；
数据处理装置根据接收到的加速度信息计算出待测石材幕墙实际的一阶自振频率。
较佳的，将水平拾振器固定于待测石材幕墙的中部包括：
将水平拾振器机械固定于L型金属制件上；
将L型金属制件固定于待测石材幕墙的中部。
较佳的，所述数据处理装置为便携式电脑。
较佳的，所述根据计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值，定量地判断待测石材幕墙的安全程度包括：
当计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值小于或等于计算所得的一阶自振频率的第一比值时，所述待测石材幕墙的安全程度为良好；
当计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值大于计算所得的一阶自振频率的第一比值且小于或等于计算所得的一阶自振频率的第二比值时，所述待测石材幕墙的安全程度为合格；
当计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值大于计算所得的一阶自振频率的第二比值且小于或等于计算所得的一阶自振频率的第三比值时，所述待测石材幕墙的安全程度为不合格；
当计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值大于计算所得的一阶自振频率的第三比值时，所述待测石材幕墙的安全程度为差。
较佳的，所述第一比值为20%；所述第二比值为30%；所述第三比值为50%。
由上述技术方案可见，本发明中由于将首先预先计算待测石材幕墙的一阶自振频率，然后再通过动态检测装置测量待测石材幕墙的一阶自振频率，最后再根据计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值，定量地判断待测石材幕墙的安全程度，从而可以定量地对石材幕墙的安全性进行比较准确的评估；而且，在使用上述的方法时，操作也比较简单、方便、快捷。
附图说明
图1为本发明实施例中的石材幕墙安全性的评估方法的流程图。
图2是本发明实施例中的步骤102的一个具体实现方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例中的石材幕墙安全性的评估方法的流程图。
如图1所示，本发明实施例中的石材幕墙安全性的评估方法包括如下所述步骤：
步骤101，预先计算待测石材幕墙的一阶自振频率。
通过相关的研究的可知，在边界条件一定的情况下，固体的自然振动频率是一定的，固体的自振频率随边界条件的改变而改变。以四边粘胶支撑的隐框玻璃为例，四边支撑的玻璃一阶自振频率与支撑的紧固度呈线性关系，例如，四边固支玻璃的自振频率最高，而四边简支玻璃的自振频率最低。由此可知，支撑紧固度越高，则其自振频率将越高。
由于可以根据建筑物的图纸等手段直接获取待测石材幕墙的整体结构，因此，在本步骤中，可以使用现有技术中的计算装置直接根据待测石材幕墙的整体结构建立相应的分析模型，对待测石材幕墙的一阶自振频率进行预估，从而预先计算出待测石材幕墙的一阶自振频率。因此，上述计算所得的结果是待测石材幕墙的一阶自振频率的理论设计值，而并不是待测石材幕墙在实际应用时的一阶自振频率的实际值。
例如，在本发明的较佳实施例中，可以使用设置有Ansys分析计算系统或其它分析计算系统的计算装置计算出待测石材幕墙的一阶自振频率。其中，所述Ansys分析计算系统是一种大型通用有限元分析计算系统，可用于多类结构的动态和静态受力分析。
步骤102，将动态检测装置与待测石材幕墙连接，并通过动态检测装置测量待测石材幕墙的一阶自振频率。
在本步骤中，将通过与待测石材幕墙直接连接的检测装置对待测石材幕墙进行测量，以获得待测石材幕墙实际的一阶自振频率。
在本发明的技术方案中，可以使用多种方式来实现上述的步骤102。以下将以其中的一种实现方式为例，对本发明的技术方案进行介绍。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述动态检测装置可以包括：水平拾振器、加速度节点、无线网关和数据处理装置，从而可实现对结构/构件进行模态变化的长期或短期监测，并可测量出结构/构件的一阶自振频率值。
例如，图2是本发明实施例中的步骤102的一个具体实现方法的流程示意图。如图2所示，在本发明的较佳实施例中，所述步骤102可以通过如下所述的步骤来实现：
步骤201，将水平拾振器固定于待测石材幕墙的中部。
较佳的，在本发明的具体实施例中，可以使用结构胶将水平拾振器粘贴于待测石材幕墙的中部。
另外，在本发明的另一个较佳实施例中，为避免损坏水平拾振器，可先将水平拾振器机械固定（例如，通过螺丝固定）于L型金属制件上，然后再将L型金属制件固定于待测石材幕墙的中部。
步骤202，将水平拾振器与加速度节点与连接，所述加速度节点通过无线网关与数据处理装置连接。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述数据处理装置可以是设置有数据处理系统的计算机（例如，便携式电脑）。
步骤203，使用锤击装置多次锤击待测石材幕墙的表面；加速度节点通过所连接的水平拾振器获取锤击时的加速度信息，并将所获取的加速度信息通过无线网关传输给数据处理装置。
步骤204，数据处理装置根据接收到的加速度信息计算出待测石材幕墙实际的一阶自振频率。
为了保障测量结果的准确性，在本发明的较佳实施例中，可以在步骤202中锤击待测石材幕墙的表面3～4次，从而获得多次的加速度信息，并在本步骤中计算待测石材幕墙实际的一阶自振频率时，通过对各次所测得的一阶自振频率取平均值的方式来提高测量结果的准确性。
通过上述的步骤201～204，即可实时地测量出待测石材幕墙的一阶自振频率。
步骤103，根据计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值，定量地判断待测石材幕墙的安全程度。
由于支撑紧固度越高，则其自振频率将越高，因此支撑牢固的待测石材幕墙的自振频率将较高，而支撑有松动、或板材有损坏的待测石材幕墙的自振频率将相对较低。而在上述的步骤101中已经预先计算了待测石材幕墙的一阶自振频率，并在上述的步骤102中又通过检测装置实时测量了待测石材幕墙实际的一阶自振频率，因此在本步骤中，即可根据计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值，定量地判断待测石材幕墙的安全程度。
较佳的，所述根据计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值，定量地判断待测石材幕墙的安全程度可以为：，
当计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值小于或等于计算所得的一阶自振频率的第一比值时，所述待测石材幕墙的安全程度为良好（即待测石材幕墙的安全性较好）；
当计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值大于计算所得的一阶自振频率的第一比值且小于或等于计算所得的一阶自振频率的第二比值时，所述待测石材幕墙的安全程度为合格（即待测石材幕墙的安全性基本合格）；
当计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值大于计算所得的一阶自振频率的第二比值且小于或等于计算所得的一阶自振频率的第三比值时，所述待测石材幕墙的安全程度为不合格（即待测石材幕墙的安全性基本不合格）；
当计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值大于计算所得的一阶自振频率的第三比值时，所述待测石材幕墙的安全程度为差（即待测石材幕墙的安全性较差）。
较佳的，在本发明的具体实施例中，所述第一比值为20%；所述第二比值为30%；所述第三比值为50%。
例如，在一个具体实施例中，待测石材幕墙的结构为四点支撑，待测石材幕墙的长为1230mm，宽（高）为450mm，厚度为20mm，弹性模量为80GPa，泊松比为0.125，单位质量为54.4Kg/m2。因此，在步骤101中，可以通过计算得到该待测石材幕墙的一阶自振频率的理论值为69.3Hz。然后通过步骤102，使用动态检测装置测量得到待测石材幕墙的一阶自振频率的实际值为55.7Hz。由于一阶自振频率的理论值与实际值的差值为13.6Hz，且该差值小于一阶自振频率的理论值的20%，因此，该待测石材幕墙的安全程度为良好。
综上所述，在本发明的技术方案中，由于首先预先计算待测石材幕墙的一阶自振频率，然后再通过动态检测装置测量待测石材幕墙的一阶自振频率，最后再根据计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值，定量地判断待测石材幕墙的安全程度，从而可以定量地对石材幕墙的安全性进行比较准确的评估；而且，在使用上述的方法时，操作也比较简单、方便、快捷。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (7)
1.一种石材幕墙安全性的评估方法，其特征在于，该方法包括：
预先计算待测石材幕墙的一阶自振频率；
将动态检测装置与待测石材幕墙连接，并通过动态检测装置测量待测石材幕墙的一阶自振频率；
根据计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值，定量地判断待测石材幕墙的安全程度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动态检测装置包括：
水平拾振器、加速度节点、无线网关和数据处理装置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将动态检测装置与待测石材幕墙连接，并通过动态检测装置测量待测石材幕墙的一阶自振频率包括：
将水平拾振器固定于待测石材幕墙的中部；
将水平拾振器与加速度节点与连接，所述加速度节点通过无线网关与数据处理装置连接；
使用锤击装置多次锤击待测石材幕墙的表面；加速度节点通过所连接的水平拾振器获取锤击时的加速度信息，并将所获取的加速度信息通过无线网关传输给数据处理装置；
数据处理装置根据接收到的加速度信息计算出待测石材幕墙实际的一阶自振频率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将水平拾振器固定于待测石材幕墙的中部包括：
将水平拾振器机械固定于L型金属制件上；
将L型金属制件固定于待测石材幕墙的中部。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述数据处理装置为便携式电脑。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值，定量地判断待测石材幕墙的安全程度包括：
当计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值小于或等于计算所得的一阶自振频率的第一比值时，所述待测石材幕墙的安全程度为良好；
当计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值大于计算所得的一阶自振频率的第一比值且小于或等于计算所得的一阶自振频率的第二比值时，所述待测石材幕墙的安全程度为合格；
当计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值大于计算所得的一阶自振频率的第二比值且小于或等于计算所得的一阶自振频率的第三比值时，所述待测石材幕墙的安全程度为不合格；
当计算所得的一阶自振频率和测量的一阶自振频率之间的差值大于计算所得的一阶自振频率的第三比值时，所述待测石材幕墙的安全程度为差。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述第一比值为20%；
所述第二比值为30%；
所述第三比值为50%。
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| CN109520688A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-03-26 | 北京科技大学 | 基于激光测振技术的建筑幕墙安全状态远程检测方法 |
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| KR20070008033A (ko) * | 2005-07-12 | 2007-01-17 | 에스케이건설 주식회사 | 엘엔지 등 극저온 액체가스 저장에 따른 지하공동 주변암반의 열역학적 안정성 평가 방법 및 이를 이용한 설계방법 |
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