CN111664793A - 一种建筑物移动轨迹监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种建筑物移动轨迹监测方法，包括步骤a：选取建筑上部结构或下部基础结构上任一点作为监测点，测量监测点在360°范围内各个方向的移动轨迹；步骤b：以监测点的起始位置为中心，以建筑在地震过程中的最大位移为半径，所绘圆内的范围，即为监测点的移动范围；步骤c：以监测点所在平面，绘制坐标系，将监测点的移动范围放置在坐标系的第一象限；步骤d：采集监测点在地震过程中的位置坐标，按时间顺序将位置坐标点联系起来，即为建筑移动轨迹。本发明解决了现有技术中无法远程监控，且数据统计不准确等问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程领域，特别是涉及一种建筑物移动轨迹监测方法。
背景技术
建筑减隔震支座用于建筑基础、底部或下部结构与上部结构之间，起到延长整个结构体系的自振周期，减小输入上部结构的水平地震作用。但震后，建筑减隔震支座外表完好，内部是否损坏，支座是否可以继续使用，无法判断。
现有技术中常采用一种划针法，在支座的旁边安装划针，地震时，划针会留下地震过程中的移动轨迹，根据轨迹中的位移大小和超限位移被实现的次数等情况判断支座的内部结构是否有损伤，是否可以继续使用。但划针的轨迹需要人员下到建筑底部与上部结构之间进行观察判断，而且同一轨迹无法判断被划过次数。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑物移动轨迹监测方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种建筑物移动轨迹监测方法，包括步骤a：选取建筑上部结构或下部基础结构上任一点作为监测点，测量监测点在360°范围内各个方向的移动轨迹；
步骤b：以监测点的起始位置为中心，以建筑在地震过程中的最大位移为半径，所绘圆内的范围，即为监测点的移动范围；
步骤c：以监测点所在平面，绘制坐标系，将监测点的移动范围放置在坐标系的第一象限；
步骤d：采集监测点在地震过程中的位置坐标，按时间顺序将位置坐标点联系起来，即为建筑移动轨迹。
优选的，采用传感器通过信号电缆与采集模块连接，测量的数据通过采集模块进行采集，再传输给工控机，工控机内的数据采集软件进行数据收集存储，工控机内的轨迹绘制软件进行轨迹绘制。
优选的，所述步骤c包括步骤c1、步骤c2、步骤c3，其中，步骤c1：建立直角坐标系，利用“(X，Y)”来表示监测点的位置坐标；
步骤c2：所述传感器为无接触激光测距传感器，采用无接触测距传感器，测量监测点相对于坐标系X轴和Y轴的距离，即得到监测点在坐标系中的位置坐标；
步骤c3：将运动过程中的位置坐标进行连线，即可得到监测点的移动轨迹。
优选的，若监测点定在上部结构，则在下部基础结构上，X轴以及Y轴的投影位置，安装反射板，用于辅助激光测距传感器测距；若监测点定在下部基础结构上，则在上部结构，X轴以及Y轴的投影位置，安装反射板。
优选的，所述反射板的高度和长度，应保证监测点在移动过程中，均能打到反射板上，进行折射测距。
优选的，所述步骤c包括步骤c1、步骤c2、步骤c3，其中，步骤c1：建立极坐标系，利用“(Y，θ)”来表示监测点的位置坐标；
步骤c2：所述传感器为测量角度的角度传感器以及测量长度的拉线传感器，分别测量长度Y和夹角θ，角度传感器安装在坐标系的极点位置，监测点和角度传感器分别设置在上部结构和下部基础结构上，拉线传感器安装在监测点上，其拉线的线端固定在角度传感器的转轴上，当监测点移动时，拉线传感器的拉线带动角度传感器的转轴转动，同时拉线的长度变化，通过角度传感器的测量值即为θ值，通过角度传感器与拉线传感器的竖向高度差，以及拉线传感器的测量值可计算出拉线的水平距离，即Y值；
步骤c3：将运动过程中的位置坐标进行连线，即可得到监测点的移动轨迹。
优选的，所述步骤c包括步骤c1、步骤c2、步骤c3，其中，步骤c1：建立极坐标系，利用“(Y，θ)”来表示监测点的位置坐标；
步骤c2：所述传感器为两个拉线传感器，通过测量长度，获得Y值，并通过计算，获得θ值，一个拉线传感器安装在坐标系的极点位置，另一个拉线传感器安装在极轴上或者与极轴成90°的轴线上，两个拉线传感器分开固定距离且设定在同一直线上，两个拉线传感器的线端固定在监测点上，拉线传感器与监测点分别设置在上部结构或下部基础结构上，当监测点移动时，两个拉线传感器的拉线长度相应变化，极点位置的拉线传感器的测量值与拉线传感器与监测点的竖向高度差，可计算的拉线传感器拉线的水平距离即Y值，通过两个拉线传感器的连接线长度和两个拉线传感器之间的距离，组成三角形，计算得一角度，用90°减去此角度即可得θ值；
步骤c3：将运动过程中的位置坐标进行连线，即可得到监测点的移动轨迹。
优选的，所述步骤c包括步骤c1、步骤c2、步骤c3，其中，步骤c1：建立直角坐标系，利用“(X，Y)”来表示监测点的位置坐标；
步骤c2：所述传感器为拉线传感器，测量监测点相对于坐标系X轴和Y轴的距离，即得到监测点在坐标系中的位置坐标，在监测点上安装两个拉线传感器，在x轴和y轴上分别安装随轴向自由运动的移动装置，两个拉线传感器的线端分别固定在两个移动装置上，监测点和移动装置分别安装在上部结构和下部基础结构上，若监测点定在下部基础结构上，则在上部结构，X轴和Y轴投影位置安装轴向移动装置，根据拉线传感器的的测量值以及拉线传感器与移动装置的竖向高度差，可分别计算的X值和Y值。
步骤c3：将运动过程中的位置坐标进行连线，即可得到监测点的移动轨迹。
与现有技术相比，本发明根据地震的方向不确定性，通过涵盖式监测各个方向的移动轨迹，并在监测点移动过程中，避免了监测点上的传感器与反射板存在相互碰撞的情况，能够根据传感器的数据确定监测点的唯一性位置，同时解决了划针法无法远程监控，且数据统计不准确等问题，同时可积累地震过程中的数据，为科研提供有力的数据支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构俯视示意图；
图2为本发明结构主视示意图；
图3为实施例2中结构俯视示意图；
图4为实施例2中结构主视示意图；
图5为实施例3中结构俯视示意图；
图6为实施例3中结构主视示意图；
图7为实施例4中结构俯视示意图；
图8为实施例4中结构主视示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种建筑物移动轨迹监测方法，包括步骤a：选取建筑上部结构或下部基础结构上任一点作为监测点，测量监测点在360°范围内各个方向的移动轨迹；因地震的方向不确定，所以建筑移动轨迹监测方法应能够测量360°范围内各个方向的移动轨迹。
步骤b：以监测点的起始位置为中心，以建筑在地震过程中的最大位移为半径，所绘圆内的范围，即为监测点的移动范围；
步骤c：以监测点所在平面，绘制坐标系，将监测点的移动范围放置在坐标系的第一象限；如果将监测点的移动范围放置在2个或者2个以上的象限，在监测点移动过程中，监测点上的传感器与反射板存在相互碰撞的情况。如果将监测点的移动范围放置在坐标系的两个以及两个以上的象限内，无法根据传感器的数据确定监测点的唯一性位置。
步骤d：采集监测点在地震过程中的位置坐标，按时间顺序将位置坐标点联系起来，即为建筑移动轨迹。
采集模块与工控机之间的通信网线直连，两者都安装在电控柜内，电控柜可靠地固定在支座附近，测量支座数据的传感器经由信号电缆与采集模块连接，传感器与采集模块均采用4-20MA的电流信号，抗干扰能力强，采用以太网通讯方式高速采集数据，采用采集模块做通讯中的服务器，工控机编写软件做客户端。
所述工控机内的轨迹绘制软件包括数据采集软件、轨迹绘制软件，该采集软件具备通讯断线自恢复功能，并且软件设计开机自启动功能配合工控机的故障自启功能，保证建筑支座监测地震轨迹系统的安全、稳定与可靠性。在数据储存方面加入数据切片功能，据存储进csv文件(文件自动创建)，每个数据表只存10000组数据，保证数据保存的速度；数据实时采集、实时保存，保证数据的安全-极端情况下，例如地震中突然重启等紧急情况，采集的每条数据都有足够时间进行储存；每10000组数据一个CSV数据文件比所有数据均存进一个CSV数据文件，使得数据损坏的概率降低。
实施例1
参照图1-2，所述步骤c包括步骤c1、步骤c2、步骤c3，其中，步骤c1：建立直角坐标系，利用“(X，Y)”来表示监测点的位置坐标；
步骤c2：所述传感器为无接触激光测距传感器，采用无接触测距传感器，测量监测点相对于坐标系X轴和Y轴的距离，即得到监测点在坐标系中的位置坐标；
步骤c3：将运动过程中的位置坐标进行连线，即可得到监测点的移动轨迹。
采用无接触激光测距传感器通过信号电缆与采集模块连接，测量的数据通过采集模块进行采集，再传输给工控机，工控机内的数据采集软件进行数据收集存储，工控机内的轨迹绘制软件进行轨迹绘制。
若监测点定在上部结构，则在下部基础结构上，X轴以及Y轴的投影位置，安装反射板，用于辅助激光测距传感器测距；若监测点定在下部基础结构上，则在上部结构，X轴以及Y轴的投影位置，安装反射板。所述反射板的高度和长度，应保证监测点在移动过程中，均能打到反射板上，进行折射测距。
进一步优化方案，当监测点选在下部基础结构上时，所述反射板安装在上部结构上，反射板应足够高，保证激光测距传感器的光线应能够打到反射板上；反射板应足够长，在监测点移动的过程中，激光测距传感器的光线能够落在反射板上。
由上知，如果将监测点的移动范围放置在2个或者2个以上的象限，在监测点移动过程中，监测点上的激光测距传感器与反射板存在相互碰撞的情况。
实施例2
参照图3-4，根据步骤c所述，建立极坐标系，利用“(Y，θ)”来表示监测点的位置坐标。采用测量角度的传感器以及测量长度的传感器，分别测量长度Y和夹角θ。在上部结构或者下部基础结构上，建立极坐标，监测点的移动范围放置在第一象限的位置。角度传感器安装在坐标系的极点位置(或者极点位置在上部结构或下部基础结构的投影位置)，测量夹角θ。监测点和角度传感器分别设置在上部结构和下部基础结构上。拉线传感器安装在监测点上，其拉线的线端固定在角度传感器的转轴上。当监测点移动时，拉线传感器的拉线带动角度传感器的转轴转动，同时拉线的长度变化。通过角度传感器的测量值即为θ值，通过角度传感器与拉线传感器的竖向高度差，以及拉线传感器的测量值可计算出拉线的水平距离，即Y值。
由上知，如果将监测点的移动范围布置在多个象限内，存在角度传感器测量死点的问题。
实施例3
参照图5-6，根据步骤c所述，建立极坐标系，利用“(Y，θ)”来表示监测点的位置坐标。采用两个长度传感器，通过测量长度，获得Y值，并通过计算，获得θ值。在上部结构或者下部基础结构上，建立极坐标，监测点的移动范围放置在第一象限的位置。一个拉线传感器安装在坐标系的极点位置(或者极点位置在上部结构或下部基础结构的投影位置)。另一个拉线传感器安装在极轴上或者与极轴成90°的轴线上，两个拉线传感器分开固定距离且设定在同一直线上。两个拉线传感器的线端固定在监测点上。拉线传感器与监测点分别设置在上部结构或下部基础结构上。当监测点移动时，两个拉线传感器的拉线长度相应变化，极点位置的拉线传感器的测量值与拉线传感器与监测点的竖向高度差，可计算的拉线传感器拉线的水平距离即Y值。通过两个拉线传感器的连接线长度和两个拉线传感器之间的距离，组成三角形，计算得一角度，90°减去此角度即可得θ值。
由上知，如果将监测点的移动范围放置在两个以及两个以上的象限，存在测量值相等，无法确定监测点具体位置的情况。
实施例4
参照图7-8，根据步骤c所述，建立直角坐标系，利用“(X，Y)”来表示监测点的位置坐标。采用拉线传感器，测量监测点相对于坐标系X轴和Y轴的距离，即得到监测点在坐标系中的位置坐标，将运动过程中的位置坐标连起来，即可得到监测点的移动轨迹。在监测点上安装两个拉线传感器，在x轴和y轴上分别安装可随轴向自由运动的移动装置，两个拉线传感器的线端分别固定在两个移动装置上。监测点和移动装置分别安装在上部结构和下部基础结构上。如果监测点定在下部基础结构上，则在上部结构，X轴和Y轴投影位置安装轴向移动装置。根据拉线传感器的的测量值以及拉线传感器与移动装置的竖向高度差，可分别计算的X值和Y值。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种建筑物移动轨迹监测方法，其特征在于：包括步骤a：选取建筑上部结构或下部基础结构上任一点作为监测点，测量监测点在360°范围内各个方向的移动轨迹；
步骤b：以监测点的起始位置为中心，以建筑在地震过程中的最大位移为半径，所绘圆内的范围，即为监测点的移动范围；
步骤c：以监测点所在平面，绘制坐标系，将监测点的移动范围放置在坐标系的第一象限；
步骤d：采集监测点在地震过程中的位置坐标，按时间顺序将位置坐标点联系起来，即为建筑移动轨迹。
2.根据权利要求1所述的建筑物移动轨迹监测方法，其特征在于：采用传感器通过信号电缆与采集模块连接，测量的数据通过采集模块进行采集，再传输给工控机，工控机内的数据采集软件进行数据收集存储，工控机内的轨迹绘制软件进行轨迹绘制。
3.根据权利要求2所述的建筑物移动轨迹监测方法，其特征在于：所述步骤c包括步骤c1、步骤c2、步骤c3，其中，步骤c1：建立直角坐标系，利用“(X，Y)”来表示监测点的位置坐标；
步骤c2：所述传感器为无接触激光测距传感器，采用无接触测距传感器，测量监测点相对于坐标系X轴和Y轴的距离，即得到监测点在坐标系中的位置坐标；
步骤c3：将运动过程中的位置坐标进行连线，即可得到监测点的移动轨迹。
4.根据权利要求3所述的建筑物移动轨迹监测方法，其特征在于：若监测点定在上部结构，则在下部基础结构上，X轴以及Y轴的投影位置，安装反射板，用于辅助激光测距传感器测距；若监测点定在下部基础结构上，则在上部结构，X轴以及Y轴的投影位置，安装反射板。
5.根据权利要求4所述的建筑物移动轨迹监测方法，其特征在于：所述反射板的高度和长度，应保证监测点在移动过程中，均能打到反射板上，进行折射测距。
6.根据权利要求2所述的建筑物移动轨迹监测方法，其特征在于：所述步骤c包括步骤c1、步骤c2、步骤c3，其中，步骤c1：建立极坐标系，利用“(Y，θ)”来表示监测点的位置坐标；
步骤c2：所述传感器为测量角度的角度传感器以及测量长度的拉线传感器，分别测量长度Y和夹角θ，角度传感器安装在坐标系的极点位置，监测点和角度传感器分别设置在上部结构和下部基础结构上，拉线传感器安装在监测点上，其拉线的线端固定在角度传感器的转轴上，当监测点移动时，拉线传感器的拉线带动角度传感器的转轴转动，同时拉线的长度变化，通过角度传感器的测量值即为θ值，通过角度传感器与拉线传感器的竖向高度差，以及拉线传感器的测量值可计算出拉线的水平距离，即Y值；
步骤c3：将运动过程中的位置坐标进行连线，即可得到监测点的移动轨迹。
7.根据权利要求2所述的建筑物移动轨迹监测方法，其特征在于：所述步骤c包括步骤c1、步骤c2、步骤c3，其中，步骤c1：建立极坐标系，利用“(Y，θ)”来表示监测点的位置坐标；
步骤c2：所述传感器为两个拉线传感器，通过测量长度，获得Y值，并通过计算，获得θ值，一个拉线传感器安装在坐标系的极点位置，另一个拉线传感器安装在极轴上或者与极轴成90°的轴线上，两个拉线传感器分开固定距离且设定在同一直线上，两个拉线传感器的线端固定在监测点上，拉线传感器与监测点分别设置在上部结构或下部基础结构上，当监测点移动时，两个拉线传感器的拉线长度相应变化，极点位置的拉线传感器的测量值与拉线传感器与监测点的竖向高度差，可计算的拉线传感器拉线的水平距离即Y值，通过两个拉线传感器的连接线长度和两个拉线传感器之间的距离，组成三角形，计算得一角度，用90°减去此角度即可得θ值；
步骤c3：将运动过程中的位置坐标进行连线，即可得到监测点的移动轨迹。
8.根据权利要求2所述的建筑物移动轨迹监测方法，其特征在于：所述步骤c包括步骤c1、步骤c2、步骤c3，其中，步骤c1：建立直角坐标系，利用“(X，Y)”来表示监测点的位置坐标；
步骤c2：所述传感器为拉线传感器，测量监测点相对于坐标系X轴和Y轴的距离，即得到监测点在坐标系中的位置坐标，在监测点上安装两个拉线传感器，在x轴和y轴上分别安装随轴向自由运动的移动装置，两个拉线传感器的线端分别固定在两个移动装置上，监测点和移动装置分别安装在上部结构和下部基础结构上，若监测点定在下部基础结构上，则在上部结构，X轴和Y轴投影位置安装轴向移动装置，根据拉线传感器的的测量值以及拉线传感器与移动装置的竖向高度差，可分别计算的X值和Y值。
步骤c3：将运动过程中的位置坐标进行连线，即可得到监测点的移动轨迹。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A method for monitoring the moving track of buildings Effective date of registration: 20221103 Granted publication date: 20211109 Pledgee: Cangzhou Bank Co.,Ltd. Hengshui Branch Pledgor: SINO RUBBER TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980020740 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |