CN108267283A - 建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法，包含以下步骤：S1、测量抗震支吊架斜撑的轴向应变初始值；S2、计算附加水平力引起的抗震支吊架斜撑轴向应变差；S3、计算抗震支吊架斜撑的初始轴向刚度参数；S4、计算抗震支吊架斜撑使用阶段的轴向应变差；S5、计算抗震支吊架斜撑的实际轴向刚度参数；S6、计算抗震支吊架斜撑实际轴向刚度参数的降幅，并根据结果对抗震支吊架进行处理。由于本发明通过应变传感器监测上吊杆上的应变，无需人员耗时进行现场检查，少量人员远程监控即可。基于光纤监测技术无损的特点，监测过程中不会破坏抗震支吊架的功能，不影响抗震支吊架工作状态，可以准确监测到由于地震作用引起的抗震支吊架应变和轴向刚度变化情况。

Description

建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法

技术领域

本发明涉及建筑抗震监测领域，尤其涉及一种建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法。

背景技术

地震因其不可预测性，在爆发时会引起巨大的破坏。经统计发现，地震时的伤害主要由建筑物造成，特别是建筑物内的机电设备或管线管道，在地震晃动时很容易与建筑脱离、坠落，从而产生二次伤害。

抗震支吊架是对机电设备及管线进行有效保护的重要抗震措施，其构成由锚固件、加固吊杆、抗震连接构件及抗震斜撑组成。侧向抗震支吊架用以抵御侧向水平地震力作用；纵向抗震支吊架用以抵御侧向水平地震力作用。

对于建筑物内的机电设备及各种管线管道，在安装前必需经过模拟测试来判断方案的抗震性能。而国内对此方面的抗震支吊架，仍没有完整、系统的监测方法。对于局部的安装，尚可以通过预装及破坏性的试验来验证，但当遇到大规模的安装时，这种试验方式就太过费时费力了，而且准确率也不高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法，该方法能够方便快捷的进行抗震监测工作，并能保证足够的准确率。旨在解决现有技术对抗震支吊架进行监测费时费力且准确率不高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法，包括以下步骤：

S1、测量抗震支吊架斜撑的轴向应变初始值；

S2、计算附加水平力引起的抗震支吊架斜撑轴向应变差；

S3、计算抗震支吊架斜撑的初始轴向刚度参数；

S4、计算抗震支吊架斜撑使用阶段的轴向应变差；

S5、计算抗震支吊架斜撑的实际轴向刚度参数；

S6、计算抗震支吊架斜撑实际轴向刚度参数的降幅，并根据结果对抗震支吊架进行处理。

优选的，步骤S1具体为：

安装抗震支吊架时，在抗震支吊架的抗震斜撑上安装光纤应变传感器，抗震支吊架安装完成后，记录抗震支吊架斜撑的轴向应变初始值ε₀。

优选的，步骤S2具体为：

在设备或者管道上附加水平力F，测量抗震支吊架斜撑的轴向应变ε₁，计算附加水平力F引起的轴向应变差Δε＝ε₁-ε₀。

优选的，步骤S3具体为：

根据附加水平力F、抗震斜撑的安装角度θ、轴向应变差和抗震斜撑的长度L，计算出抗震斜撑的初始轴向刚度参数k₀＝EA，具体计算方法为：斜撑轴力轴向应变差则初始轴向刚度参数

优选的，步骤S4具体为：

使用阶段撤去附加水平力F，对抗震斜撑在线监测轴向应变ε，计算出轴向应变差Δε′＝ε-ε₀。

优选的，步骤S5具体为：

计算出使用阶段抗震斜撑的实际轴向刚度参数

优选的，步骤S6具体为：

计算抗震支吊架斜撑实际轴向刚度参数相对初始轴向刚度参数的降幅，当抗震斜撑的实际轴向刚度参数k相比初始轴向刚度参数k₀降幅超过10％时给出预警，需要维修；

按照《建筑机电工程抗震设计规范》计算地震作用验算抗震支吊架的抗震承载力是否满足要求，如果抗震斜撑轴向刚度的退化导致抗震支吊架斜撑不满足抗震承载力要求则需要替换。其中N为抗震支吊架斜撑轴力设计值，根据《建筑机电工程抗震设计规范》第3.5.1条计算，ε_y为斜撑钢材的屈服应变。

优选的，光纤应变传感器安装于抗震斜撑的中部位置。

本发明的有益效果：

由于本发明通过应变传感器监测上吊杆上的应变，无需人员耗时进行现场检查，少量人员远程监控即可。基于光纤监测技术无损的特点，监测过程中不会破坏抗震支吊架的功能，不影响抗震支吊架工作状态，可以准确监测到由于地震作用引起的抗震支吊架应变和轴向刚度变化情况。

附图说明

图1本发明实施例提供的一种建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法的流程图。

图2是本发明实施例提供的一种建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法的装置结构示意图。

具体实施方式

本发明的一种建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，本发明的实施例提供了一种建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法，包括步骤：

S1、测量轴向应变初始值：抗震支吊架安装时，在抗震支吊架的斜撑中部位置安装光纤应变传感器。抗震支吊架安装阶段完成后，记录轴向应变初始值ε₀。

S2、计算附加水平力引起的轴向应变差：在设备或者管道上附加水平力F，测量轴向应变ε₁，计算附加水平力F引起的轴向应变差Δε＝ε₁-ε₀。

S3、计算初始轴向刚度参数：根据附加水平力F、抗震斜撑的安装角度θ、轴向应变差和抗震斜撑的长度L，计算出抗震斜撑的初始轴向刚度参数

S4、计算使用阶段的轴向应变差：使用阶段撤去附加水平力F，对抗震斜撑在线监测轴向应变ε，计算出轴向应变差Δε′＝ε-ε₀。

S5、计算实际轴向刚度参数：计算出使用阶段抗震斜撑的实际轴向刚度参数

S6、根据实际轴向刚度参数的降幅，发出预警，并维修或替换：当抗震斜撑的实际轴向刚度参数k相比初始轴向刚度参数k₀降幅超过10％时给出预警，需要维修；按照《建筑机电工程抗震设计规范》计算地震作用验算抗震支吊架的抗震承载力是否满足要求，如果抗震斜撑轴向刚度的退化导致抗震支吊架斜撑不满足抗震承载力要求则需要替换。

实施例2

如图2所示，本发明实施例提供了对应于一种建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法的装置示意。

所述装置由以下部分组成：结构体1、C型槽钢21、抗震斜撑31、光纤应变传感器4。

其中，C型槽钢21之间、结构体1与C型槽钢21之间用长螺杆22连接；结构体1与抗震斜撑31之间用抗震连接构件32连接，C型槽钢21与抗震斜撑31之间用抗震快速连接构件33连接。

本发明所监测的抗震支吊架不限于图2所示结构，还可以为其他各种需要抗震监测的支吊架结构形状。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、测量抗震支吊架斜撑的轴向应变初始值；

S2、计算附加水平力引起的抗震支吊架斜撑轴向应变差；

S3、计算抗震支吊架斜撑的初始轴向刚度参数；

S4、计算抗震支吊架斜撑使用阶段的轴向应变差；

S5、计算抗震支吊架斜撑的实际轴向刚度参数；

S6、计算抗震支吊架斜撑实际轴向刚度参数的降幅，并根据结果对抗震支吊架进行处理。

2.根据权利要求1所述的建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法，其特征在于，步骤S1具体为：

安装抗震支吊架时，在抗震支吊架的抗震斜撑上安装光纤应变传感器，抗震支吊架安装完成后，记录抗震支吊架斜撑的轴向应变初始值ε₀。

3.根据权利要求1所述的建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法，其特征在于，步骤S2具体为：

在设备或者管道上附加水平力F，测量抗震支吊架斜撑的轴向应变ε₁，计算附加水平力F引起的轴向应变差Δε＝ε₁-ε₀。

4.根据权利要求1所述的建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法，其特征在于，步骤S3具体为：

根据附加水平力F、抗震斜撑与水平面夹角θ、轴向应变差和抗震斜撑的长度L，计算出抗震斜撑的初始轴向刚度参数k₀＝EA。

5.根据权利要求1所述的建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法，其特征在于，步骤S4具体为：

使用阶段撤去附加水平力F，对抗震斜撑在线监测轴向应变ε，计算出轴向应变差Δε′＝ε-ε₀。

6.根据权利要求1所述的建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法，其特征在于，步骤S5具体为：

计算出使用阶段抗震斜撑的实际轴向刚度参数

7.根据权利要求1所述的建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法，其特征在于，步骤S6具体为：

计算抗震支吊架斜撑实际轴向刚度参数相对初始轴向刚度参数的降幅，当抗震斜撑的实际轴向刚度参数k相比初始轴向刚度参数k₀降幅超过10％时给出预警，需要维修；

按照《建筑机电工程抗震设计规范》计算地震作用验算抗震支吊架的抗震承载力是否满足要求，如果抗震斜撑轴向刚度的退化导致抗震支吊架斜撑不满足抗震承载力要求则需要替换。

8.根据权利要求1所述的建筑抗震支吊架抗震性能的在线监测方法，其特征在于：光纤应变传感器安装于抗震斜撑的中部位置。