CN109443674B - 一种梁挠度检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种梁挠度检测装置及其检测方法，涉及建筑检测技术领域，其技术方案要点是：梁挠度检测装置包括基板、用于将基板固定于梁下方的锚固件，基板朝向梁一侧设有上筒，上筒通过设于底端的顶尖抵于基板的上板面，上筒内沿其长度方向滑动设置有激光器，激光器沿上筒的径向面朝向上筒外；基板背离上筒的一侧设有下筒，下筒与上筒通过设置在两者间的连接杆固定，下筒与上筒的轴线重合，下筒同轴设置有重块，连接杆、上筒、下筒及其内部构件的整体重心位于上筒的轴线上。本检测装置的激光器能自动调平，且能确保激光器的发射端沿水平方向，确保梁挠度检测的准确性，且本检测装置拆装方便。

Description

一种梁挠度检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及建筑检测技术领域，特别涉及一种梁挠度检测装置及其检测方法。

背景技术

在建筑工程中，梁是由支座支承、以弯曲为主要变形的构件。梁承托着建筑物上方构件的重量，是建筑上部构架中最为重要的部分。当梁受到压力时，梁会产生一个垂直方向的形变即挠度。梁的挠度被严格控制在允许范围内，挠度是评价梁安全性的重要指标。

现有的一种检测梁挠度的方法如下：通过激光器在梁底面的一端发射一束激光，当梁存在下挠变形时会挡住这一束激光；通过在垂直方向移动该束激光，当激光射到梁另一侧的支柱时，记录激光器垂直移动的距离，即为该梁的挠度。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：激光器的水平度对梁挠度的测量精度有较大影响，当激光向下倾斜时，测量的挠度存在偏小的问题；现有的检测装置无法很好地保证激光器的水平度，存在测量精度低的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种梁挠度检测装置，能够很好地保证激光器的水平度，具有测量精度高的优势。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种梁挠度检测装置，包括基板、用于将基板固定于梁下方的锚固件，所述基板朝向梁一侧设有上筒，所述上筒通过设于底端的顶尖抵于基板的上板面，所述上筒内沿其长度方向滑动设置有激光器，所述激光器沿上筒的径向面朝向上筒外；

所述基板背离上筒的一侧设有下筒，所述下筒与上筒通过设置在两者间的连接杆固定，所述下筒与上筒的轴线重合，所述下筒同轴设置有重块，所述连接杆、上筒、下筒及其内部构件的整体重心位于上筒的轴线上。

通过上述技术方案，重块对连接杆、上筒、下筒及其内部构件整体的重心高度的影响较大，由于连接杆、上筒、下筒及其内部构件的整体重心位于上筒的轴线上，当上筒通过顶尖抵于基板时，由于连接杆、上筒、下筒及其内部构件的整体仅通过顶尖与基板接触，且重心低于顶尖，则在重力作用下，上筒能自发保持完全竖直的状态，则能够确保激光器的发射端朝向水平方向，保证本检测装置的测量精度。且测量前，激光器能通过滑动处于紧靠梁底面的位置，则挠度测量的起始点准确，使用本检测装置检测出的挠度准确度高。

优选的，所述上筒内设有用于驱使激光器滑动的驱动机构，所述驱动机构包括电机、由电机驱动转动的丝杆、为电机供电的蓄电池，所述激光器上固定有与丝杆螺纹连接的滑块；所述上筒开设有供激光器嵌入滑动的导向槽。

通过上述技术方案，电机运转时，电机驱使丝杆转动，丝杆通过螺纹连接作用驱使滑块沿上筒的轴向滑动，滑块连同激光器一齐移动。由于导向槽限制了激光器相对于上筒转动，则电机能够驱使滑块进行可靠滑动。通过设置驱动机构，激光器的移动能自动完成，便于人员检测挠度；电机由蓄电池供电，本检测装置无须外接电源。

优选的，所述滑块上设置有指示片，贯穿所述上筒开设有供指示片嵌入滑动的指示槽，所述上筒的外壁沿指示槽的长度方向设有刻度。

通过上述技术方案，激光器的移动距离能通过指示片反映在刻度上，方便人员直接读取激光器的位移距离，从而得出梁的挠度。

优选的，所述锚固件包括多个锚板、将基板与锚板一一对应连接的连接绳，所述连接绳沿基板的周向均匀分布。

通过上述技术方案，锚板内可穿设锚固钉，将锚固钉钉于梁的底部即可完成锚板与梁的固定。锚板上也可设置吸盘吸于光滑的梁底壁上、或在锚板上穿设拉绳将锚板悬挂于梁上完成锚板的固定。本锚固件能有多种方式与梁固定，适用范围广。

优选的，所述连接杆包括固定于上筒的连接上杆、固定于下筒的连接下杆，所述连接上杆、连接下杆通过螺栓固定。

通过上述技术方案，连接上杆能方便地与连接下杆拆装，从而方便人员对上筒、下筒进行组合或分离；上筒与下筒分离后，本检测装置能方便地进行携带或运输。

优选的，所述基板上开设有供连接杆穿过的活动孔，所述连接杆与活动孔的孔壁间留有间距。

通过上述技术方案，通过开设活动孔，连接杆无需绕至基板外将上筒、下筒连接；上筒连同下筒产生摇动时，连接杆不易触碰活动孔的孔壁，则不易对上筒的自动调平产生干涉；活动孔足够大时，连接上杆能穿过活动孔，活动孔能够满足人员对上筒、基板的拆分需求。

优选的，所述基板上滑动设置有两个限位块，所述限位块能通过滑动与连接杆相背的两侧壁相抵，并限制上筒绕其轴线产生转动。

通过上述技术方案，限位块能通过滑动与其一连接杆相背的两侧壁相抵，将限位块安装紧固后，限位块能限制上筒绕其轴线产生转动，但不会影响上筒在竖直方向上移动，提高挠度测量时激光器所朝方向的稳定性。

优选的，所述下筒包括与连接杆固定的外筒、滑动设置于外筒内的内筒，所述内筒能滑动至外筒背离基板的端部外，所述重块设置于内筒上。

通过上述技术方案，重块对连接杆、上筒、下筒及其内部构件整体的重心高度的影响较大，将内筒滑出外筒后，重块与上筒的距离较远，则连接杆、上筒、下筒及其内部构件整体的重心高度较低，有利于提高顶尖抵于基板时上筒的抗摇摆能力。运输下筒时，人员可将内筒插入外筒内，以减少下筒的总长度，便于下筒的移动运输。

优选的，所述外筒内悬挂有垂线，所述垂线背离外筒的端部设置有重锤，所述外筒上开设有供人员观察垂线的观察口，所述观察口为长条形，所述观察口的长度方向沿外筒的长度方向。

通过上述技术方案，人员能通过观察口观察垂线是否处于竖直状态，观察时垂线能与观察口长度方向的壁面形成对比，方便人员确定下筒已处于竖直状态。确定下筒处于竖直状态后，人员降下激光器进行挠度测量。

本发明的第二目的在于提供一种检测方法，具有挠度检测准确的优势。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种检测方法，使用了上述的梁挠度检测装置，包括以下步骤：

步骤一：将基板水平置于梁的下方并靠近梁端部的位置，使上筒位于基板的上方，使激光器的发射端正对梁另一侧的支柱上，同时通过锚固件将基板与梁固定；

步骤二：另取白板，将白板贴附于梁远离本检测装置一侧的支柱上、并正对激光器的位置；

步骤三：控制电机运转，使激光器移动至紧靠梁底部的最高点，然后记录指示片指示的刻度的数值D1；

步骤四：控制电机运转，使激光器缓慢向下移动，当人员观察到白板反射的激光时停止电机，激光器即停止移动；人员记录指示片指示的刻度的数值D2；

步骤五：将D2的数值减去D1的数值，即为梁该次测量的挠度；

步骤六：重复执行步骤三~步骤五至少三次，将测得的挠度取平均值，将该平均值作为该梁最终的挠度测量值。

通过上述技术方案，步骤三时，激光器能处于紧靠梁底面的位置，则挠度测量的起始点准确，使用本检测装置和方法检测出的挠度准确度高。步骤六中多次测量取平均值的方式，能够降低人为观察造成的误差影响，提高测量结果的准确性。本检测方法适配于上述的梁挠度检测装置。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

1、本检测装置的激光器能自动调平，且能确保激光器的发射端沿水平方向，确保梁挠度检测的准确性；

2、本检测装置拆装方便，且便于携带；

3、本梁挠度检测装置的检测方法能够提高梁挠度检测的准确度。

附图说明

图1为实施例一的一种梁挠度检测装置的立体图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为实施例一的局部图，主要突出指示片和刻度的结构；

图4为实施例二的检测方法的安装图。

图中，1、基板；2、锚固件；3、上筒；4、下筒；5、连接杆；10、激光器；21、锚板；22、连接绳；31、顶尖；11、抵接孔；51、连接上杆；52、连接下杆；12、活动孔；13、滑槽；14、限位块；32、滑块；321、指示片；33、导向槽；34、指示槽；35、刻度；6、驱动机构；61、电机；62、丝杆；63、蓄电池；611、控制器；41、外筒；42、内筒；411、凸台；421、重块；412、垂线；413、重锤；414、观察口；7、白板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

参照图1，为本发明公开的一种梁挠度检测装置，包括基板1、用于将基板1固定于梁下方的锚固件2，基板1朝向梁一侧设有上筒3，基板1背离上筒3的一侧设有下筒4，下筒4与上筒3通过设置在两者间的连接杆5固定。上筒3内设置有用于发射激光的激光器10。

基板1为矩形板，锚固件2包括四个锚板21、将基板1与锚板21一一对应连接的连接绳22，四根连接绳22分别连接于基板1的四个角上。锚板21内可穿设锚固钉，将锚固钉钉于梁的底部即可完成锚板21与梁的固定。锚板21上也可设置吸盘吸于光滑的梁底壁上、或在锚板21上穿设拉绳将锚板21悬挂于梁上完成锚板21的固定（图中未示出）。

参照图1和图2，上筒3通过设于底端的顶尖31抵于基板1的上板面，基板1的板面中心开设有供顶尖31抵接的抵接孔11，顶尖31、抵接孔11均为锥形，抵接孔11的锥度大于顶尖31，顶尖31在重力作用下难以滑离抵接孔11，但顶尖31能在抵接孔11内进行摆动。

下筒4与上筒3的轴线重合，下筒4与基板1间留有间距。连接杆5包括固定于上筒3外壁的多根连接上杆51、固定于下筒4外壁的多根连接下杆52，其中连接上杆51关于上筒3的轴线呈圆周对称分布，连接下杆52关于下筒4的轴线呈圆周对称分布，连接上杆51、连接下杆52相互靠近的端部通过螺栓固定。连接上杆51能方便地与连接下杆52拆装，从而方便人员对上筒3、下筒4进行组合或分离。基板1上开设有供连接杆5一一对应穿过的活动孔12，活动孔12的尺寸远大于连接杆5的横截面尺寸，连接杆5与活动孔12的孔壁间留有较大的间距；上筒3连同下筒4产生摇动时，连接杆5不易触碰活动孔12的孔壁，连接上杆51能穿过活动孔12，活动孔12能够满足人员对上筒3、基板1的拆分需求。

基板1朝向上筒3的板面开设有滑槽13，滑槽13为T型槽，滑槽13内滑动设置有两个限位块14，限位块14通过螺栓与基板1进行固定，限位块14包括L形板、固定于L形板上的圆杆，圆杆朝向上筒3。限位块14能通过滑动与其一连接杆5相背的两侧壁相抵；将限位块14安装紧固后，限位块14能限制上筒3绕其轴线产生转动，提高挠度测量时激光器10所朝方向的稳定性。

参照图2和图3，激光器10自带电池，激光器10沿上筒3的长度方向滑动设置于上筒3内，激光器10上固定有滑块32，滑块32背离激光器10的一侧固定有指示片321，上筒3的侧壁贯穿开设有供激光器10嵌入滑动的导向槽33、供指示片321嵌入滑动的指示槽34。激光器10的发射端沿上筒3的径向面朝向上筒3外，指示片321也穿出上筒3外，上筒3的外壁沿指示槽34的长度方向设有刻度35，刻度35位于紧靠指示槽34槽口的位置。

滑块32由设置于上筒3内的驱动机构6驱动滑动，驱动机构6包括电机61、由电机61驱动转动的丝杆62、为电机61供电的蓄电池63。丝杆62的长度方向沿上筒3的轴向，丝杆62穿过滑块32并与滑块32建立螺纹连接。电机61运转时，电机61驱使丝杆62转动，丝杆62通过螺纹连接作用驱使滑块32沿上筒3的轴向滑动，滑块32连同激光器10、指示片321一齐移动。由于导向槽33限制了激光器10相对于上筒3转动，则电机61能够驱使滑块32进行可靠滑动。

电机61具体为可正反转的伺服电机，电机61在两个转动方向上均设有限位，电机61正常工作时滑块32不会离开丝杆62的螺纹段。电机61自带减速器，电机61能够缓慢地输出转速，电机61输出的转速经丝杆62传动进一步减速后驱使滑块32移动，则激光器10的移动速度极为缓慢，测量挠度时为人员提供了充足的反应时间，从而降低测量误差。电机61的运行由设于内筒42外的控制器611进行人为控制，控制器611通过导线与电机61电连接。

参照图1和图2，下筒4包括与连接杆5固定的外筒41、滑动设置于外筒41内的内筒42，内筒42通过外壁与外筒41的内壁滑动接触，内筒42能滑动至外筒41背离基板1的端部外，内筒42位于外筒41内的端部设有凸台411，凸台411的直径大于内筒42，凸台411用于限制内筒42沿背离基板1的方向与外筒41分离。内筒42背离基板1的端部设置有重块421，重块421对连接杆5、上筒3、下筒4及其内部构件整体的重心高度的影响较大，将内筒42滑出外筒41后，重块421与上筒3的距离较远，则连接杆5、上筒3、下筒4及其内部构件整体的重心高度较低，有利于提高顶尖31抵于基板1时上筒3的抗摇摆能力。运输下筒4时，人员可将内筒42插入外筒41内，以减少下筒4的总长度，便于下筒4的移动运输。

外筒41内悬挂有垂线412，垂线412固定于外筒41朝向基板1的端部，其固定位置位于外筒41的轴线上，垂线412的另一端固定有重锤413。外筒41的侧壁沿周向贯穿开设有多个观察口414，观察口414位于垂线412的径向处，观察口414为长方形，观察口414的长度方向沿外筒41的长度方向。

连接杆5、上筒3、下筒4及其内部构件的整体重心预先经过测定和调整，调整重心可在特定位置粘贴重物的方式进行调整，使连接杆5、上筒3、下筒4及其内部构件的整体重心位于上筒3的轴线上。当上筒3通过顶尖31抵于基板1时，由于连接杆5、上筒3、下筒4及其内部构件的整体仅通过顶尖31与基板1接触，且重心低于顶尖31，则在重力作用下，上筒3能自发保持完全竖直的状态，则能够确保激光器10的发射端朝向水平方向。

实施例二：

参照图2和图4，本发明还公开了一种检测方法，使用了上述的梁挠度检测装置，包括以下步骤：

步骤一：将基板1水平置于梁的下方并靠近梁端部的位置，使上筒3位于基板1的上方，使激光器10的发射端正对梁另一侧的支柱，同时通过锚固件2将基板1与梁固定。

步骤二：另取白板7，将白板7贴附于梁远离本检测装置一侧的支柱上、并正对激光器10的位置。

步骤三：控制电机61运转，使激光器10移动至紧靠梁底部的最高点，然后记录指示片321指示的刻度35的数值D1；

人员滑动两个限位块14，使限位块14与就近连接杆5相背的两侧壁相抵，限位块14能够限制上筒3绕其轴线产生转动，提高检测的稳定性；

人员通过观察口414观察垂线412是否处于竖直状态，观察时垂线412能与观察口414长度方向的壁面形成对比，方便人员确定下筒4已处于竖直状态。

步骤四：确定下筒4处于竖直状态后，人员控制电机61运转，使激光器10缓慢向下移动，当人员观察到白板7反射的激光时停止电机61，激光器10即停止移动；人员记录指示片321指示的刻度35的数值D2。

步骤五：将D2的数值减去D1的数值，即为梁该次测量的挠度。

步骤六：重复执行步骤三~步骤五至少三次，将测得的挠度取平均值，将该平均值作为该梁最终的挠度测量值。

由于步骤三时，激光器10能处于紧靠梁底面的位置，则挠度测量的起始点准确，使用本检测装置和方法检测出的挠度准确度高。步骤六中多次测量取平均值的方式，能够降低人为观察造成的误差影响，提高测量结果的准确性。梁的挠度应尽量在无风的情况下进行测定，以防止上筒3在检测中产生摇晃，提高检测精度。

综上，即使梁底部不平整导致基板1倾斜于水平面，上筒3、下筒4能在自身重力和重心的作用下保持完全竖直的状态，确保激光器10的发射端沿水平方向，本检测装置具有测量精度高的优势。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种梁挠度检测装置，其特征是：包括基板(1)、用于将基板(1)固定于梁下方的锚固件(2)，所述基板(1)朝向梁一侧设有上筒(3)，所述上筒(3)通过设于底端的顶尖(31)抵于基板(1)的上板面，所述上筒(3)内沿其长度方向滑动设置有激光器(10)，所述激光器(10)沿上筒(3)的径向面朝向上筒(3)外；

所述基板(1)背离上筒(3)的一侧设有下筒(4)，所述下筒(4)与上筒(3)通过设置在两者间的连接杆(5)固定，所述下筒(4)与上筒(3)的轴线重合，所述下筒(4)同轴设置有重块(421)，所述连接杆(5)、上筒(3)、下筒(4)及其内部构件的整体重心位于上筒(3)的轴线上；

所述下筒(4)包括与连接杆(5)固定的外筒(41)、滑动设置于外筒(41)内的内筒(42)，所述内筒(42)能滑动至外筒(41)背离基板(1)的端部外，所述重块(421)设置于内筒(42)上；

所述上筒(3)内设有用于驱使激光器(10)滑动的驱动机构(6)，所述驱动机构(6)包括电机(61)、由电机(61)驱动转动的丝杆(62)、为电机(61)供电的蓄电池(63)，所述丝杆(62)的长度方向沿上筒(3)的轴向，所述激光器(10)上固定有与丝杆(62)螺纹连接的滑块(32)；所述上筒(3)开设有供激光器(10)嵌入滑动的导向槽(33)；所述滑块(32) 背离激光器(10)的一侧固定有指示片(321)，贯穿所述上筒(3)开设有供指示片(321)嵌入滑动的指示槽(34)，所述上筒(3)的外壁沿指示槽(34)的长度方向设有刻度(35)；所述连接杆(5)、上筒(3)、下筒(4)及其内部构件的整体重心位于上筒(3)的轴线上。

2.根据权利要求1所述的一种梁挠度检测装置，其特征是：所述锚固件(2)包括多个锚板(21)、将基板(1)与锚板(21)一一对应连接的连接绳(22)，所述连接绳(22)沿基板(1)的周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种梁挠度检测装置，其特征是：所述连接杆(5)包括固定于上筒(3)的连接上杆(51)、固定于下筒(4)的连接下杆(52)，所述连接上杆(51)、连接下杆(52)通过螺栓固定。

4.根据权利要求3所述的一种梁挠度检测装置，其特征是：所述基板(1)上开设有供连接杆(5)穿过的活动孔(12)，所述连接杆(5)与活动孔(12)的孔壁间留有间距。

5.根据权利要求1所述的一种梁挠度检测装置，其特征是：所述基板(1)上滑动设置有两个限位块(14)，所述限位块(14)能通过滑动与连接杆(5)相背的两侧壁相抵，并限制上筒(3)绕其轴线产生转动。

6.根据权利要求1所述的一种梁挠度检测装置，其特征是：所述外筒(41)内悬挂有垂线(412)，所述垂线(412)背离外筒(41)的端部设置有重锤(413)，所述外筒(41)上开设有供人员观察垂线(412)的观察口(414)，所述观察口(414)为长条形，所述观察口(414)的长度方向沿外筒(41)的长度方向。

7.一种检测方法，使用了权利要求1-6任意一项所述的梁挠度检测装置，其特征是：包括以下步骤：

步骤一：将基板(1)水平置于梁的下方并靠近梁端部的位置，使上筒(3)位于基板(1)的上方，使激光器(10)的发射端正对梁另一侧的支柱上，同时通过锚固件(2)将基板(1)与梁固定；

步骤二：另取白板(7)，将白板(7)贴附于梁远离本检测装置一侧的支柱上、并正对激光器(10)的位置；

步骤三：控制电机(61)运转，使激光器(10)移动至紧靠梁底部的最高点，然后记录指示片(321)指示的刻度(35)的数值D1；

步骤四：控制电机(61)运转，使激光器(10)缓慢向下移动，当人员观察到白板(7)反射的激光时停止电机(61)，激光器(10)即停止移动；人员记录指示片(321)指示的刻度(35)的数值D2；

步骤五：将D2的数值减去D1的数值，即为梁该次测量的挠度；

步骤六：重复执行步骤三~步骤五至少三次，将测得的挠度取平均值，将该平均值作为该梁最终的挠度测量值。

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