CN105300569A - 用于异型钢结构监测的温度补偿块结构及应力监测的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于异型钢结构监测的温度补偿块结构及应力监测的方法，本方法包括以下步骤：(1)在被监测结构上进行粗磨和细磨，并用酒精棉擦拭被监测结构的表面形成光面；(2)在光面上平行间隔设置至少两个监测测点应变片；(3)将预制好的钢结构监测温度补偿块结构的钢带的两端点焊在被监测结构的光面上，使钢块上设置的温度补偿测点应变片与监测测点应变片一一相对设置，并且使温度补偿测点应变片的防护胶与监测测点应变片的防护胶相接触但互不挤压；(4)分别读取从温度补偿测点应变片与监测测点应变片采集到的数据，经计算得到温度应力。采用本方法能够在钢结构监测数据中去除温度应力的影响因素，使监测数据更为准确。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构监测领域，具体来说涉及一种用于异型钢结构监测的温度补偿块结构及其监测方法。
背景技术
钢结构因其本身材料的特性，其结构应力受温度影响很大，因此，在钢结构施工监测的过程中区分和去掉温度应力的影响十分必要。目前对于去除温度应力的影响普遍采用温度补偿的方式，即进行监测首先要设置温度补偿块。目前公知的在钢结构监测领域中对于温度补偿块的设定并没有明确的技术标准和规定，导致温度补偿块的设置十分随意。这导致了温度补偿不准确，且在实际操作中，补偿块容易损坏。
此外，由于目前钢结构建筑普遍趋于异型化，具有大的空间悬挑和空间曲面。此种类型的建筑结构无法依据传统的温度补偿方式设置温度补偿块进行温度补偿。这导致了钢结构监测的困难和不准确。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种用于异型钢结构监测的温度补偿块结构及应力监测的方法，该温度补偿块结构能够广泛适用于现有梁柱体系及空间异型钢结构建筑监测中，能够保证补偿块与测点温度保持一致，提高测量的准确性，且该结构及方法能够起到有利于补偿块及测点的保护的作用。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明的用于异型钢结构监测的温度补偿块结构，它包括钢块，所述钢块的材质与被监测结构的材质一致，所述的钢块上下两面平行，在所述的钢块的下表面上焊接有钢带，所述的钢带中间一段焊接在钢块中间处，所述的钢带伸出钢块的两侧长度相等，在所述的钢块的上表面上布置有温度补偿测点应变片，所述的温度补偿测点应变片的位置和数量与被监测结构上的监测测点应变片一一对应设置，在所述的温度补偿测点应变片外包覆有防护胶以对温度补偿测点应变片进行防护。
本发明的用于异型钢结构应力监测的方法，它包括以下步骤：
(1)在被监测结构上进行粗磨和细磨，并用酒精棉擦拭被监测结构的表面形成光面；
(2)在所述的光面上平行间隔设置至少两个监测测点应变片，用防护胶将监测测点应变片包覆以对防护监测测点应变片进行防护，待防护胶硬化后完成监测测点应变片的布设；
(3)将预制好的钢结构监测温度补偿块结构的钢带的两端点焊在被监测结构的光面上，使钢块上设置的温度补偿测点应变片与监测测点应变片一一相对设置，并且使温度补偿测点应变片的防护胶与监测测点应变片的防护胶相接触但互不挤压，所述钢块的材质与被监测结构的材质一致，所述的钢块上下两面平行，所述的钢带中间一段点焊在钢块的下表面的中间处，所述的钢带伸出钢块的两侧长度相等，所述的温度补偿测点应变片设置在钢块的上表面上；
(4)分别读取从温度补偿测点应变片与监测测点应变片采集到的数据，经计算得到温度应力。
本发明的有益效果是：
(1)通过钢结构监测温度补偿块结构的设计，能够在钢结构监测数据中去除温度应力的影响因素，使监测数据更为准确；
(2)通过采用与所测结构相同的材料制作温度补偿块结构，能够最大限度消除因材料不一致而产生的数据偏差；
(3)采用点焊钢带安装补偿块，能够实现无损安装，且能适应各种空间异型曲面结构；
(4)采用点焊方式代替电焊进行操作，可避免因焊接产生的热量使测点因高热产生预应力或被破坏，提高测试的准确度和测点的生存能力；
(5)补偿块所用钢块上下两面要平行，且保证平整，有利于测点布置和测点防护；
(6)使布置有温度补偿测点应变片的一侧面向结构上检测测点应变片的方向，并保证温度补偿测点应变片和监测测点应变片的方向相同，有利于使补偿块温度和测点温度保持同步；
(7)采用钢带点焊固定补偿块，不仅能够保证补偿块结构固定牢固、易于拆除，且对被监控结构表面零损伤，能够保证监测测点不受因焊接产生的热应力的影响。
附图说明
图1为本发明用于异型钢结构监测的温度补偿块结构示意图；
图2为本发明温度补偿块结构的监测测点应变片正视图；
图3为本发明温度补偿块结构的监测测点应变片布置后侧视图；
图4为本发明温度补偿块结构的监测测点应变片布置后正视图；
图5为本发明温度补偿块结构的温度补偿块结构上钢带示意图；
图6为本发明温度补偿块结构的温度补偿块结构安装后示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的使用作进一步说明。
如附图所示的本发明的用于异型钢结构监测的温度补偿块结构，它包括钢块2，所述的钢块2的厚度可以为8-10mm，其优点是既能保证补偿块的强度，又能很好地传递热量，所述钢块2材质与被监测结构1材质一致，来自于被监测结构1的原材，其长宽尺寸通常选用60mm×60mm，钢块2上下两面平行。所述的钢块2下表面焊接有钢带3，所述的钢带3的中间一段焊接在钢块2中间处A，所述的钢带3伸出钢块2的两侧长度相等。所述钢带3长度较钢块2的宽度长8-12cm左右为宜，过短不能保证补偿块结构的安装需要，过长会增大被监测结构1的光面B的打磨量，对结构造成不必要的损害。在与钢带相对一侧的钢块2上布置有温度补偿测点应变片4，所述的温度补偿测点应变片4的位置和数量与被监测结构1上的监测测点应变片6一一对应设置，在所述的温度补偿测点应变片4外包覆有防护胶5以对温度补偿测点应变片4进行防护。温度补偿测点应变片4的布置应满足正规应变片的布置要求。
本发明的一种用于异型钢结构应力监测的方法，它包括以下步骤：
(1)在被监测结构1上按照布设监测测点应变片6的标准进行粗磨和细磨，并用酒精棉擦拭被监测结构的表面形成光面B；
(2)在所述的光面B上平行间隔设置至少两个监测测点应变片6，用防护胶5将监测测点应变片6包覆以对防护监测测点应变片6进行防护，待防护胶5硬化后完成监测测点应变片6的布设；
(3)将预制好的钢结构监测温度补偿块结构的钢带3的两端焊接在被监测结构1的光面B上，使钢块2上设置的温度补偿测点应变片4与监测测点应变片6一一相对设置，并且使温度补偿测点应变片4的防护胶5与监测测点应变片6的防护胶5相接触但互不挤压，所述钢块材质与被监测结构材质一致，所述的钢块上下两面平行，所述的钢带中间一段点焊在钢块的下表面的中间处，所述的钢带伸出钢块的两侧长度相等，所述的温度补偿测点应变片4设置在钢块的上表面上；
(4)分别读取从温度补偿测点应变片4与监测测点应变片6采集到的数据，经计算得到温度应力。
实施例1
(1)在被监测结构1上按照布设监测测点应变片6的标准进行粗磨和细磨，并用酒精棉擦拭被监测结构的表面形成光面B；
(2)在所述的光面B上平行间隔设置至少两个监测测点应变片6，用防护胶5将监测测点应变片6包覆以对防护监测测点应变片6进行防护，待防护胶5硬化后完成监测测点应变片6的布设；
(3)将预制好的钢结构监测温度补偿块结构的钢带3的两端焊接在被监测结构1的光面B上，使钢块2上设置的温度补偿测点应变片4与监测测点应变片6一一相对设置，并且使温度补偿测点应变片4的防护胶5与监测测点应变片6的防护胶5相接触但互不挤压，所述钢块材质与被监测结构材质一致，所述的钢块上下两面平行，所述的钢带中间一段点焊在钢块的下表面的中间处，所述的钢带伸出钢块的两侧长度相等，所述的温度补偿测点应变片4设置在钢块的上表面上；
(4)分别读取从温度补偿测点应变片4与监测测点应变片6采集到的数据，可测得因温度作用产生的应变εt、结构总应变ε，经计算得到温度应力σt＝εt×E，去除温度影响的结构应力σ＝(ε-εt)×E，其中E为结构材质的弹性模量。
经检验：采用本发明方法：能够适应考虑温度补偿作用下的现今各种异型钢结构的监测工作，能够准确识别温度应力的数值，提高现场结构监测的测量精度，同时能够提高温度补偿块现场安装速度，提升现场测点布设速度。
Claims (4)
1.用于异型钢结构监测的温度补偿块结构，其特征在于：它包括钢块，所述钢块的材质与被监测结构的材质一致，所述的钢块上下两面平行，在所述的钢块的下表面上焊接有钢带，所述的钢带中间一段焊接在钢块中间处，所述的钢带伸出钢块的两侧长度相等，在所述的钢块的上表面上布置有温度补偿测点应变片，所述的温度补偿测点应变片的位置和数量与被监测结构上的监测测点应变片一一对应设置，在所述的温度补偿测点应变片外包覆有防护胶以对温度补偿测点应变片进行防护。
2.根据权利要求1所述的用于异型钢结构监测的温度补偿块结构，其特征在于：所述的钢块为来自于被监测结构的原材。
3.根据权利要求1或2所述的用于异型钢结构监测的温度补偿块结构，其特征在于：所述钢带长度较钢块的宽度长8-12cm。
4.用于异型钢结构应力监测的方法，其特征在于它包括以下步骤：
(1)在被监测结构上进行粗磨和细磨，并用酒精棉擦拭被监测结构的表面形成光面；
(2)在所述的光面上平行间隔设置至少两个监测测点应变片，用防护胶将监测测点应变片包覆以对防护监测测点应变片进行防护，待防护胶硬化后完成监测测点应变片的布设；
(3)将预制好的钢结构监测温度补偿块结构的钢带的两端点焊在被监测结构的光面上，使钢块上设置的温度补偿测点应变片与监测测点应变片一一相对设置，并且使温度补偿测点应变片的防护胶与监测测点应变片的防护胶相接触但互不挤压，所述钢块的材质与被监测结构的材质一致，所述的钢块上下两面平行，所述的钢带中间一段点焊在钢块的下表面的中间处，所述的钢带伸出钢块的两侧长度相等，所述的温度补偿测点应变片设置在钢块的上表面上；
(4)分别读取从温度补偿测点应变片与监测测点应变片采集到的数据，经计算得到温度应力。
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