CN109142069B - 一种轻钢灌浆墙体检测装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻钢灌浆墙体检测装置，所述轻钢灌浆墙体检测装置包括轻钢灌浆墙体、控制系统、液压系统和检测系统；轻钢灌浆墙体包括钢支撑结构、内外墙板、填充混泥土，内外墙板通过螺钉和设置有监测传感器的钢支撑结构固定连接，内外墙板内填充填充混泥土。本发明的优点是：实现轻钢灌浆墙体在不同的构件组成和载荷加载条件下出现的不同的情况模拟，三维模型数值建模形，并结合位移传感器、百分表量等验证变极限载荷大小和容易发生变形的薄弱点，预先优化加载模型中可能存在的问题，可以实现疲劳荷载输出、极限载荷加载、嵌固深度振动频率等参数进行试验分析，可以有效还原现实可能出现的施工复杂情况，使检测更加精准。

Description

一种轻钢灌浆墙体检测装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种建筑施工检测装置，更具体的说，是涉及一种轻钢灌浆墙体检测装置及其使用方法。

背景技术

轻钢龙骨是以优质的连续热镀锌板带为原材料，经冷弯工艺轧制而成的建筑用金属骨架。用于与纸面石膏板、装饰石膏板等轻质板材结合制成非承重墙体或建筑物屋顶，在工业及民用建筑中大量使用。根据龙骨断面形式的不同，通常有C型、T型、L型、U型龙骨等。

在墙体轻钢龙骨安装使用前，对其力学性能，安全性能、失效机制抗疲劳进行测试检测的专业设备很少。

经检索CN201610711903.X一种建筑用墙体轻钢龙骨力学性能试验装置和试验方法，通过在试验板的特定位置加载重量后卸载，延缓一定时间后，利用测试仪测量获得试验板的最大静载残余变形量和最大冲击残余变形量。该实验装置采用的是手动加载力、测试仪测量来检测加载力，该装置只能检测静载荷下轻钢灌浆墙体的受力情况，该方法局性性很大、无法模拟轻钢灌浆墙体现场环境的受力情况，存在检测点遗漏等问题。

CN201710665693.X一种装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置及其安装方法，该装配式冷弯薄壁型钢墙体的抗震试验装置包括装配式冷弯薄壁型钢墙体、底梁、加载顶梁、直线导轨、平面外支撑装置、千斤顶、分配梁、底梁垫块、反力架、高强螺栓和地锚螺栓等；平面外支撑装置连接于反力架顶梁上，约束墙体，防止其发生失稳现象。然而该发明专利仅公开了如何检测的一个构架，并没有深入分析如何实现精准测量的检测控制系统。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，而提供一种实用性强、检测全面便捷的一种建筑施工检测装置。

本发明的一种轻钢灌浆墙体检测装置，其特征是，所述轻钢灌浆墙体检测装置包括轻钢灌浆墙体、控制系统、液压系统和检测系统；

轻钢灌浆墙体包括钢支撑结构、内外墙板、填充混泥土，内外墙板通过螺钉和设置有监测传感器的钢支撑结构固定连接，内外墙板内填充填充混泥土；

所述钢支撑结构包括上横梁、纵向梁、纵内龙骨、下横梁、斜支撑龙骨、龙骨挂板、横向龙骨；所述上横梁和下横梁两侧通过焊接固定纵向梁形成一个四方框架体，四方框架体内均分分布有数根纵内龙骨和横向龙骨，以及交叉分布的斜支撑龙骨；钢支撑结构表焊接固定数个龙骨挂板用于内外墙板；

所述检测系统包括左检测台立柱、右检测台立柱、水平横梁、静载荷模拟装置、动载荷模拟装置、监测安装座、高频冲击座，在钢支撑结构上间隔200mm安装监测传感器；监测传感器通过信号导线和数据采集模块连接，数据采集模块通过通讯模块和数据监测数据库连接，数据监测数据库存储在计算机终端，监测安装座通过地脚螺栓安装在检测装置的混凝土基础固定连接；

所述液压系统包括高频冲击座、冲击器、主泵、电机、主溢流阀、信号发生器、副泵、液压马达、一号换向阀、二号换向阀、蓄能缓冲器、高频换向阀；混凝土基础的中间部位设置有一个安装空间放置高频冲击座，高频冲击座和监测安装座接触连接，高频冲击座通过连接法兰和冲击器连接，冲击器通过液压管道和高频换向阀连接，高频换向阀的转轴和液压马达连接，液压马达通过液压管道和副泵、油箱连接，高频换向阀通过液压管道和主泵连接，主泵和电机连接，主泵和高频换向阀液压管道上安装有蓄能缓冲器及主溢流阀；

动载荷模拟装置通过连接装置和轻钢灌浆墙体连接，动载荷模拟装置安装在左检测台立柱且通过液压管道和二号换向阀连接，轻钢灌浆墙体的上表面和静载荷模拟装置接触连接，静载荷模拟装置通过连接法兰安装在水平横梁的下表面且通过液压管道和一号换向阀，水平横梁安装在左检测台立柱和右检测台立柱的上方；

所述控制系统包括计算机终端、压力传感器、中央信号处理器、信号转化器、电控比例调速阀，压力传感器安装在各个载荷模拟装置的输入管道上，用于监测载荷压力值，压力传感器通过导线和信号转化器连接，信号转化器见信号转化成数字信号发送给中央信号处理器，中央信号处理器将数据发送给计算机终端进行处理反馈，信号处理器获得反馈指令后再通过信号转化器发送控制指令给电控比例调速阀和信号发生器，电控比例调速阀调节各个载荷模拟装置压力、信号发生器控制电机的转速控制输出流量。

所述一号换向阀、二号换向阀为三位四通电磁换向阀，常态为开启状态，当液压系统的压力和流量变化值达到系统设定值时，三位四通电磁换向阀为闭合状态。

监测传感器由上层的迭层薄膜、中间的电阻片、下表面的塑料薄膜组成，电阻片通过导线和测量模块连接，测量模块和数据采集模块连接，数据采集模块通过通讯模块和计算机终端连接。

一种轻钢灌浆墙体检测装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤；

步骤1、确定轻钢灌浆墙体的结构设计；根据轻钢灌浆墙体的结构设计，建立装配式轻钢灌浆墙体三维模型，对三维模型进行各相载荷的施加，计算轻钢灌浆墙体在实际应用过程中能够承受的形变极限载荷大小和容易发生断裂的薄弱点，优化轻钢灌浆墙体的结构设计，再确定监测传感器器数量和位置同时根据轻钢灌浆墙体需要施加的载荷大小，确定静载荷模拟装置、动载荷模拟装置的型号及配套液压系统部件的型号；

步骤2、制作轻钢灌浆墙体；将钢支撑结构按照优化的结构组装焊接成一个整体，将监测传感器采用耐高温的AB胶安装在钢支撑结构的表面且布置间距为200mm；通过螺钉将内外墙板固定在钢支撑结构的龙骨挂板上，在内外墙板之间浇筑聚苯颗粒泡沫混凝土，养护完成后再在上横梁上浇筑200mm厚的C30混凝土，拆除模板；

步骤3、测试阶段；根据步骤一计算所得到的轻钢灌浆墙体的每个部位的形变极限载荷，通过静载荷模拟装置、动载荷模拟装置的不同方向施加载荷及冲击器产生不同频率的振动波形进行验算；

步骤4、数据处理；监测传感器产生的监测数据通过数据采集模块进行采集，数据采集模块通过通讯模块和数据监测数据库连接，数据监测数据库存储在计算机终端，按照轻钢灌浆墙体的横向截面和位移值估算。

本发明的有益效果是：结构简单，实用性强，实现轻钢灌浆墙体在不同的构件组成和载荷加载条件下出现的不同的情况模拟，三维模型数值建模形，并结合位移传感器、百分表量等验证变极限载荷大小和容易发生变形的薄弱点，预先优化加载模型中可能存在的问题，可以实现疲劳荷载输出、极限载荷加载、嵌固深度振动频率等参数进行试验分析，可以有效还原现实可能出现的施工复杂情况，使检测更加精准。

附图说明

图1 为本发明的整体结构示意图。

图2 为本发明的钢混凝土组合梁的连接示意图。

图3 为本发明的控制系统的结构示意图。

图4为本发明的监测传感器的结构示意图。

图中：左检测台立柱1、右检测台立柱2、水平横梁3、静载荷模拟装置4、动载荷模拟装置5、轻钢灌浆墙体6、监测安装座7、高频冲击座8、冲击器9、主泵10、电机11、主溢流阀12、信号发生器13、副泵14、液压马达15、一号换向阀16、二号换向阀17、蓄能缓冲器18、高频换向阀19、监测传感器20、迭层薄膜21、电阻片22、塑料薄膜23；上横梁61、纵向梁62、纵内龙骨63、下横梁64、斜支撑龙骨65、龙骨挂板66、横向龙骨67。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

一种轻钢灌浆墙体6检测装置，所述轻钢灌浆墙体6检测装置包括轻钢灌浆墙体6、控制系统、液压系统和检测系统；

轻钢灌浆墙体6包括钢支撑结构、内外墙板、填充混泥土，内外墙板通过螺钉和设置有监测传感器20的钢支撑结构固定连接，内外墙板内填充填充混泥土；

所述钢支撑结构包括上横梁61、纵向梁62、纵内龙骨63、下横梁64、斜支撑龙骨65、龙骨挂板66、横向龙骨67；所述上横梁61和下横梁64两侧通过焊接固定纵向梁62形成一个四方框架体，四方框架体内均分分布有数根纵内龙骨63和横向龙骨67，以及交叉分布的斜支撑龙骨65；钢支撑结构表焊接固定数个龙骨挂板66用于内外墙板；

所述检测系统包括左检测台立柱1、右检测台立柱2、水平横梁3、静载荷模拟装置4、动载荷模拟装置5、监测安装座7、高频冲击座8，在钢支撑结构上间隔200mm安装监测传感器20；监测传感器20通过信号导线和数据采集模块连接，数据采集模块通过通讯模块和数据监测数据库连接，数据监测数据库存储在计算机终端，监测安装座7通过地脚螺栓安装在检测装置的混凝土基础固定连接；

所述液压系统包括高频冲击座8、冲击器9、主泵10、电机11、主溢流阀12、信号发生器13、副泵14、液压马达15、一号换向阀16、二号换向阀17、蓄能缓冲器18、高频换向阀19；混凝土基础的中间部位设置有一个安装空间放置高频冲击座8，高频冲击座8和监测安装座7接触连接，高频冲击座8通过连接法兰和冲击器9连接，冲击器9通过液压管道和高频换向阀19连接，高频换向阀19的转轴和液压马达15连接，液压马达15通过液压管道和副泵14、油箱连接，高频换向阀19通过液压管道和主泵10连接，主泵10和电机11连接，主泵10和高频换向阀19液压管道上安装有蓄能缓冲器18及主溢流阀12；

动载荷模拟装置5通过连接装置和轻钢灌浆墙体6连接，动载荷模拟装置5安装在左检测台立柱1且通过液压管道和二号换向阀17连接，轻钢灌浆墙体6的上表面和静载荷模拟装置4接触连接，静载荷模拟装置4通过连接法兰安装在水平横梁3的下表面且通过液压管道和一号换向阀16，水平横梁3安装在左检测台立柱1和右检测台立柱2的上方；

所述控制系统包括计算机终端、压力传感器、中央信号处理器、信号转化器、电控比例调速阀，压力传感器安装在各个载荷模拟装置的输入管道上，用于监测载荷压力值，压力传感器通过导线和信号转化器连接，信号转化器见信号转化成数字信号发送给中央信号处理器，中央信号处理器将数据发送给计算机终端进行处理反馈，信号处理器获得反馈指令后再通过信号转化器发送控制指令给电控比例调速阀和信号发生器13，电控比例调速阀调节各个载荷模拟装置压力、信号发生器13控制电机11的转速控制输出流量。

所述一号换向阀16、二号换向阀17为三位四通电磁换向阀，常态为开启状态，当液压系统的压力和流量变化值达到系统设定值时，三位四通电磁换向阀为闭合状态。

监测传感器20由上层的迭层薄膜21、中间的电阻片22、下表面的塑料薄膜23组成，电阻片22通过导线和测量模块连接，测量模块和数据采集模块连接，数据采集模块通过通讯模块和计算机终端连接。

一种轻钢灌浆墙体6检测装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤；

步骤1、确定轻钢灌浆墙体6的结构设计；根据轻钢灌浆墙体6的结构设计，建立装配式轻钢灌浆墙体6三维模型，对三维模型进行各相载荷的施加，计算轻钢灌浆墙体6在实际应用过程中能够承受的形变极限载荷大小和容易发生断裂的薄弱点，优化轻钢灌浆墙体6的结构设计，再确定监测传感器20器数量和位置同时根据轻钢灌浆墙体6需要施加的载荷大小，确定静载荷模拟装置4、动载荷模拟装置5的型号及配套液压系统部件的型号；

步骤2、制作轻钢灌浆墙体6；将钢支撑结构按照优化的结构组装焊接成一个整体，将监测传感器20采用耐高温的AB胶安装在钢支撑结构的表面且布置间距为200mm；通过螺钉将内外墙板固定在钢支撑结构的龙骨挂板66上，在内外墙板之间浇筑聚苯颗粒泡沫混凝土，养护完成后再在上横梁61上浇筑200mm厚的C30混凝土，拆除模板；

步骤3、测试阶段；根据步骤一计算所得到的轻钢灌浆墙体6的每个部位的形变极限载荷，通过静载荷模拟装置4、动载荷模拟装置5的不同方向施加载荷及冲击器9产生不同频率的振动波形进行验算；

步骤4、数据处理；监测传感器20产生的监测数据通过数据采集模块进行采集，数据采集模块通过通讯模块和数据监测数据库连接，数据监测数据库存储在计算机终端，按照轻钢灌浆墙体6的横向截面和位移值估算。数据采集模块采用DATA LOGGER 7V13数据采集器和终端计算机内的7Vlog软件共同完成；轻钢灌浆墙体6的动载荷模拟装置5产生的动态应变和动态挠度采用INV306U 信号采集处理分析仪、动态应变议及终端计算机内CoinvDASP.E.T软件共同完成。计算机终端发出自动可调的激励信号给控制系统的信号处理器，实现电控比例调速阀的自动调节，由压力传感器的监测反馈和监测传感器20反馈补偿构成了系统双闭环反馈结构系统，在负载突然发生变化时，该系统可有效的进行避免，确保系统的稳定性能，提高不同负载情况的监测精度。

还可以轻钢灌浆墙体6的表面安装百分表量和位移传感器测量挠度，由TDS-303采集记录数据。位移传感器安装在组合梁的受力处，利用位移传感器的监测数据和数据采集模块采集的数据进行比对，可以更加精准的反应出监测数据是否存在准确。

本发明使用时一号换向阀16从中间位置换向到左右两侧时可以加载轻钢灌浆墙体6现实使用的负载，二号换向阀17换向可实现动载荷模拟装置5纵向剪切力和纵向载荷的加载，实现静力载荷和动力载荷试验研究，高频换向阀19可是模拟不同频率的振动输出，可模拟如地震、生产厂房等特殊极端振动情况下的轻钢灌浆墙体的受力情况分析。

通过二号换向阀17不停换向使得动载荷模拟装置5重复加载模拟疲劳荷载输出,可检测梁的轻钢灌浆墙体6刚度退化与荷载循环次数的关系。

二号换向阀17不换向，通过激励信号给控制系统让动载荷模拟装置5输出不同载荷可检测不同载荷下钢支撑结构的受力情况，抗屈服极限载荷的大小。

本发明可以实现轻钢灌浆墙体6在不同的构件组成和载荷加载条件下出现的不同的情况模拟，三维模型数值建模形，并结合位移传感器、百分表量等验证变极限载荷大小和容易发生变形的薄弱点，预先优化加载模型中可能存在的问题，可以实现疲劳荷载输出、极限载荷加载、嵌固深度振动频率等参数进行试验分析，可以有效还原现实可能出现的施工复杂情况，使检测更加精准。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种轻钢灌浆墙体检测装置，其特征是，所述轻钢灌浆墙体检测装置包括轻钢灌浆墙体、控制系统、液压系统和检测系统；

轻钢灌浆墙体包括钢支撑结构、内外墙板、填充混凝 土，内外墙板通过螺钉和设置有监测传感器的钢支撑结构固定连接，内外墙板填充混凝 土；

所述钢支撑结构包括上横梁、纵向梁、纵内龙骨、下横梁、斜支撑龙骨、龙骨挂板、横向龙骨；所述上横梁和下横梁两侧通过焊接固定纵向梁形成一个四方框架体，四方框架体内均匀 分布有数根纵向 龙骨和横向龙骨，以及交叉分布的斜支撑龙骨；钢支撑结构表面焊接固定数个龙骨挂板用于内外墙板；

所述检测系统包括左检测台立柱、右检测台立柱、水平横梁、静载荷模拟装置、动载荷模拟装置、监测安装座、高频冲击座，在钢支撑结构上间隔200 mm安装监测传感器；监测传感器通过信号导线和数据采集模块连接，数据采集模块通过通讯模块和数据监测数据库连接，数据监测数据库存储在计算机终端，监测安装座通过地脚螺栓与安装在检测装置的混凝土基础固定连接；

所述液压系统包括高频冲击座、冲击器、主泵、电机、主溢流阀、信号发生器、副泵、液压马达、一号换向阀、二号换向阀、蓄能缓冲器、高频换向阀；混凝土基础的中间部位设置有一个安装空间放置高频冲击座，高频冲击座和监测安装座接触连接，高频冲击座通过连接法兰和冲击器连接，冲击器通过液压管道和高频换向阀连接，高频换向阀的转轴和液压马达连接，液压马达通过液压管道和副泵、油箱连接，高频换向阀通过液压管道和主泵连接，主泵和电机连接，主泵和高频换向阀液压管道上安装有蓄能缓冲器及主溢流阀；

动载荷模拟装置通过连接装置和轻钢灌浆墙体连接，动载荷模拟装置安装在左检测台立柱且通过液压管道和二号换向阀连接，轻钢灌浆墙体的上表面和静载荷模拟装置接触连接，静载荷模拟装置通过连接法兰安装在水平横梁的下表面且通过液压管道和一号换向阀连接，水平横梁安装在左检测台立柱和右检测台立柱的上方；

所述控制系统包括计算机终端、压力传感器、中央信号处理器、信号转化器、电控比例调速阀，压力传感器安装在各个载荷模拟装置的输入管道上，用于监测载荷压力值，压力传感器通过导线和信号转化器连接，信号转化器将信号转化成数字信号发送给中央信号处理器，中央信号处理器将数据发送给计算机终端进行处理反馈，信号处理器获得反馈指令后再通过信号转化器发送控制指令给电控比例调速阀和信号发生器，电控比例调速阀调节各个载荷模拟装置的压力、信号发生器控制电机的转速从而控制输出流量。

2.根据权利要求1所述的一种轻钢灌浆墙体检测装置，其特征是，所述一号换向阀、二号换向阀为三位四通电磁换向阀，常态为开启状态，当液压系统的压力和流量变化值达到系统设定值时，三位四通电磁换向阀为闭合状态。

3.根据权利要求1所述的一种轻钢灌浆墙体检测装置，其特征是，监测传感器由上层的迭层薄膜、中间的电阻片、下表面的塑料薄膜组成，电阻片通过导线和测量模块连接，测量模块和数据采集模块连接，数据采集模块通过通讯模块和计算机终端连接。

4.根据权利要求1所述的一种轻钢灌浆墙体检测装置的使用方法，其特征是，所述使用方法包括以下步骤；

步骤1、确定轻钢灌浆墙体的结构设计；根据轻钢灌浆墙体的结构设计，建立装配式轻钢灌浆墙体三维模型，对三维模型进行各向载荷的施加，计算轻钢灌浆墙体在实际应用过程中能够承受的形变极限载荷大小和容易发生断裂的薄弱点，优化轻钢灌浆墙体的结构设计，再确定监测传感器数量和位置同时根据轻钢灌浆墙体需要施加的载荷大小，确定静载荷模拟装置、动载荷模拟装置的型号及配套液压系统部件的型号；

步骤2、制作轻钢灌浆墙体；将钢支撑结构按照优化的结构组装焊接成一个整体，将监测传感器采用耐高温的AB胶安装在钢支撑结构的表面且布置间距为200mm；通过螺钉将内外墙板固定在钢支撑结构的龙骨挂板上，在内外墙板之间浇筑聚苯颗粒泡沫混凝土，养护完成后再在上横梁上浇筑200mm厚的C30混凝土，拆除模板；

步骤3、测试阶段；根据步骤1计算所得到的轻钢灌浆墙体的每个部位的形变极限载荷，通过静载荷模拟装置、动载荷模拟装置施加不同方向的载荷，冲击器产生不同频率的振动波形，对轻钢灌浆墙体结构进行验算；

步骤4、数据处理；监测传感器产生的监测数据通过数据采集模块进行采集，数据采集模块通过通讯模块和数据监测数据库连接，数据监测数据库存储在计算机终端，按照轻钢灌浆墙体的横向截面和位移值估算载荷大小。

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