CN116295657B - 一种建筑结构健康监测装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑监测设备技术领域，具体公开了一种建筑结构健康监测装置及其使用方法，包括：第一功能机构，第一功能机构包括底框和调节部件，底框内部固定连接有隔板和限位圈，隔板和限位圈一侧内表壁之间等距转动嵌设有多个支撑球，隔板顶部滑动贯穿有底杆，底杆外表面滑动套设有多个配重块，底杆外表面靠近底端边缘处螺纹连接有限位螺帽。本发明中，使用时，根据实际待监测建筑外墙体状况，进而通过连接片增减连接滑框，可以使两个夹板能够有效贴合待监测建筑外墙体两侧，进而通过旋转支撑栓，使旋转的支撑栓能够在连接片的位置限制下挤压推移夹板，进而使两个夹板能够稳固将滑框稳固固定于待监测建筑外墙体上。

Description

一种建筑结构健康监测装置及其使用方法

技术领域

本发明属于建筑监测设备技术领域，具体为一种建筑结构健康监测装置及其使用方法。

背景技术

建筑结构健康监测与安全监控是一门新兴的交叉学科，其技术范围覆盖了现代传感器技术、网络通信技术、信号分析处理技术、数据管理技术、预警技术及建筑物结构理论分析技术等多个领域知识。

由于大型复杂建筑工程施工阶段的复杂性和结构非完整性，以及运营使用过程中环境载荷作用对建筑造成的振动影响、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化以及其它使用不当的人为因素的影响，建筑结构将不可避免地产生影响安全使用的隐患，如果不加以监测控制，可能会导致重大事故的发生，从而给人民的生命和财产造成巨大的损失，并带来极坏的社会影响。因此需要通过建筑结构监测，以满足重大建筑工程健康监测与安全监控的实际需要，提高建筑的运营效率，减少维修和检测的成本，保障建筑在建设和使用期的安全。随着土木工程结构设计的大型化、复杂化以及智能化，建筑结构健康监测的内容已囊括结构损伤检测、快速损伤定位、结构剩余寿命预测等。

然而现有技术中，大多数建筑结构健康监测设备实际使用功能单一，需要使用不同监测设备进行建筑状况的同步监测，故需要将多项不同的监测数据进行测算演化才能得到实际监测结果，进而导致实际监测效率较低，实际监测成本较高，导致实际监测效果欠佳。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种能够同时进行不同类别的建筑健康状况的同步监测装置，能够便捷地获取建筑健康状况，有效提高实际监测效率，有效降低实际监测成本的一种建筑结构健康监测装置及其使用方法。

本发明采用的技术方案如下：一种建筑结构健康监测装置，包括：第一功能机构，所述第一功能机构包括底框和调节部件，所述底框内部固定连接有隔板和限位圈，所述隔板和限位圈一侧内表壁之间等距转动嵌设有多个支撑球，所述隔板顶部滑动贯穿有底杆，所述底杆外表面滑动套设有多个配重块，所述底杆外表面靠近底端边缘处螺纹连接有限位螺帽，所述底杆外表面套设有半球块，所述底杆顶端螺纹连接有延伸杆，所述延伸杆顶端螺纹连接有安装杆，所述安装杆顶端固定连接有光源笔本体，所述调节部件设置于底框上；以及第二功能机构，所述第二功能机构设置于第一功能机构上，所述第二功能机构包括放置部件和放置框，所述放置框顶部连通设置有隔框，所述隔框内部固定连接有透光片本体，所述放置框内部底面固定连接有四个卡块，每个所述卡块外表面均滑动套设有调节栓，四个所述调节栓外表面之间螺纹连接有载板，所述载板顶部贯穿有遮光圈，所述遮光圈内部固定连接有透明储液框，所述透明储液框底部贯穿有透镜本体，所述隔框顶部滑动插设有密封盖，所述密封盖顶部中心处连通设置有安装框。

其中，所述安装杆外表面套设有抵圈，所述安装杆外表面滑动套设有遮光软管。

其中，所述调节部件包括限位杆，所述限位杆共设置有四个，四个所述限位杆均螺纹连接于底框顶部。

其中，每个所述限位杆底端均延伸至底框下方，每个所述限位杆底端均滑动套设有支撑台。

其中，所述放置部件包括滑框，所述滑框顶部和底部靠近两端边缘处均通过螺栓固定连接有连接片，四个所述连接片共分为两组，每组两个所述连接片相对外表面之间均滑动嵌设有夹板，每组两个所述连接片相对外表面之间均通过螺栓固定连接有支撑条，每个所述支撑条一侧外表面均螺纹连接有支撑栓。

其中，所述放置框一侧外表面固定连接有移动条，所述移动条滑动插设于滑框内部。

其中，所述放置框底部和遮光软管顶端固定连接，所述放置框内部和遮光软管内部连通。

其中，所述透明储液框一侧外表面连通设置有排气单向阀，所述透明储液框另一侧外表面连通设置有注液单向阀。

其中，所述遮光圈内部和放置框内部连通。

一种建筑结构健康监测装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、安装设置：根据实际待监测建筑外墙体状况，进而通过连接片增减连接滑框，使两个夹板能够贴合待监测建筑外墙体两侧，进而通过旋转支撑栓，使旋转的支撑栓能够在连接片的位置限制下挤压推移夹板，进而使两个夹板能够稳固将滑框稳固固定于待监测建筑外墙体上，同时在移动条的位置限制下，便捷进行放置框使用位置移动调节，进而使放置框能够便捷移动至适当位置，再将支撑台放置于放置框下方地面位置，进而通过旋转限位杆，能够调节底框放置状态，确保底杆不易与隔板内表壁发生接触，同时通过增减拼接延伸杆，进而使遮光软管能够与放置框底部连接，并控制启动光源笔本体，再通过注液单向阀向透明储液框内部注满有色液体，进而再通过注液单向阀向透明储液框内部注入适量空气，使透明储液框内部能够形成一个适当大小气泡，同时确保气泡位于透明储液框中心位置时能够连接透镜本体和透明储液框内部顶面，进而使光源笔本体产生的光路能够有效通过气泡处照射至透光片本体底部，形成光斑效果；

S2、监测比对：通过安装框进行现有摄像设备的安装设置，启动现有摄像设备的光轨拍摄功能，进而使现有摄像设备能够记录照射于透光片本体上光斑的移动状况，待一段时间的有效监测后，通过现有摄像设备所记录的光源的移动轨迹，通过判断光斑的位移距离，进而能够判断建筑实际水平方向的振动强度状况，同时通过比对观察时刻光斑形状和初始光斑形状，以及观察气泡所处位置状况，进而能够判断建筑是否发生倾斜，同时根据观测时有无光斑以及光斑的亮度变化能够判断建筑是否发生沉降。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明中，使用时，根据实际待监测建筑外墙体状况，进而通过连接片增减连接滑框，可以使两个夹板能够有效贴合待监测建筑外墙体两侧，进而通过旋转支撑栓，使旋转的支撑栓能够在连接片的位置限制下挤压推移夹板，进而使两个夹板能够稳固将滑框稳固固定于待监测建筑外墙体上，同时在移动条的位置限制下，便捷进行放置框使用位置移动调节，进而使放置框能够便捷移动至适当位置，再将支撑台放置于放置框下方地面位置，进而通过旋转限位杆，能够有效调节底框放置状态，确保底杆不易与隔板内表壁发生接触，同时通过增减拼接延伸杆，进而使遮光软管能够有效与放置框底部连接，并控制启动光源笔本体，再通过注液单向阀向透明储液框内部注满有色液体，进而再通过注液单向阀向透明储液框内部注入适量空气，使透明储液框内部能够形成一个适当大小气泡，同时确保气泡位于透明储液框中心位置时能够有效连接透镜本体和透明储液框内部顶面，进而使光源笔本体产生的光路能够有效通过气泡处照射至透光片本体底部，形成光斑效果，进而通过安装框进行现有摄像设备的安装设置，启动现有摄像设备的光轨拍摄功能，进而使现有摄像设备能够有效记录照射于透光片本体上光斑的移动状况，待一段时间的有效监测后，通过现有摄像设备所记录的光源的移动轨迹，通过判断光斑的位移距离，进而能够有效判断建筑实际水平方向的振动强度状况，同时通过比对观察时刻光斑形状和初始光斑形状，以及观察气泡所处位置状况，进而能够有效判断建筑是否发生倾斜，同时根据观测时有无光斑以及光斑的亮度变化能够有效判断建筑是否发生沉降。

附图说明

图1为本发明的正视立体图；

图2为本发明的后视立体图；

图3为本发明的正视剖视图；

图4为本发明的第一功能机构正视剖视展开立体图；

图5为本发明的图4中A部分放大图；

图6为本发明的第二功能机构正视剖视展开立体图；

图7为本发明的图6中B部分放大图；

图8为本发明的第二功能机构部分结构剖视展开立体图。

图中标记：1、第一功能机构；101、底框；102、限位杆；103、支撑台；104、配重块；105、底杆；106、隔板；107、支撑球；108、限位圈；109、半球块；110、光源笔本体；111、延伸杆；112、安装杆；113、抵圈；114、遮光软管；2、第二功能机构；201、滑框；202、连接片；203、夹板；204、支撑条；205、移动条；206、放置框；207、调节栓；208、载板；209、遮光圈；210、透明储液框；211、透镜本体；212、注液单向阀；213、隔框；214、透光片本体；215、密封盖；216、安装框；217、排气单向阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参照图1-图8：一种建筑结构健康监测装置，包括：第一功能机构1和第二功能机构2，第一功能机构1包括底框101和调节部件，底框101的设立提供第一功能机构1其他功能部件设置的安装基础，底框101内部固定连接有隔板106和限位圈108，隔板106的设立配合限位圈108方便进行支撑球107的安装设置，隔板106和限位圈108一侧内表壁之间等距转动嵌设有多个支撑球107，支撑球107的设立能够有效对半球块109的平稳支撑，隔板106顶部滑动贯穿有底杆105，底杆105的设立方便进行设备其他功能部件的安装设置，底杆105外表面滑动套设有多个配重块104，配重块104的设立使底杆105在支撑球107和半球块109的支撑下能够时刻保持竖直状态，底杆105外表面靠近底端边缘处螺纹连接有限位螺帽，限位螺帽的设立方便进行配重块104的增减设置，底杆105外表面套设有半球块109，底杆105顶端螺纹连接有延伸杆111，延伸杆111的设立方便进行安装杆112使用高度的有效调节，延伸杆111顶端螺纹连接有安装杆112，安装杆112的设立方便进行光源笔本体110的安装设置，安装杆112顶端固定连接有光源笔本体110，光源笔本体110的设立提供设备运行所需的光源，调节部件设置于底框101上，以及第二功能机构2设置于第一功能机构1上，第二功能机构2包括放置部件和放置框206，放置框206的设立方便进行第二功能机构2其他功能部件的安装设置，放置框206顶部连通设置有隔框213，隔框213的设立方便进行透光片本体214的安装设置，隔框213内部固定连接有透光片本体214，透光片本体214的设立使光源笔本体110产生的光路能够形成光斑效果，放置框206内部底面固定连接有四个卡块，卡块的设立方便进行调节栓207的安装设置，同时能够有效进行调节栓207使用位置的有效限制，每个卡块外表面均滑动套设有调节栓207，调节栓207的设立方便进行载板208的安装设置，同时能够有效进行载板208的调平处理，四个调节栓207外表面之间螺纹连接有载板208，载板208的设立方便的设立方便进行设备其他功能部件的安装设置，载板208顶部贯穿有遮光圈209，遮光圈209的设立方便进行透明储液框210的安装设置，同时能够有效防止外界光源影响透明储液框210，遮光圈209内部固定连接有透明储液框210，透明储液框210的设立方便进行有色液体的存储，透明储液框210底部贯穿有透镜本体211，透镜本体211的设立能够有效集中汇聚光源笔本体110产生的光线，隔框213顶部滑动插设有密封盖215，密封盖215的设立配合隔框213和放置框206能够形成有效的存储空间，同时能够提供有效的暗环境，密封盖215顶部中心处连通设置有安装框216，安装框216的设立方便进行现有摄像设备的安装设置。

参照图3-图8：安装杆112外表面套设有抵圈113，抵圈113的设立能够有效进行遮光软管114的位置限制，安装杆112外表面滑动套设有遮光软管114，遮光软管114的设立能够有效防止外界环境光从放置框206下方进入，调节部件包括限位杆102，限位杆102的设立能够有效调节底框101的放置状态，限位杆102共设置有四个，四个限位杆102均螺纹连接于底框101顶部，每个限位杆102底端均延伸至底框101下方，每个限位杆102底端均滑动套设有支撑台103，支撑台103的设立能够提供底框101放置的平稳支撑，放置部件包括滑框201，滑框201的设立方便进行设备其他功能部件的安装设置，滑框201顶部和底部靠近两端边缘处均通过螺栓固定连接有连接片202，连接片202的设立方便进行滑框201和夹板203的拼接处理，四个连接片202共分为两组，每组两个连接片202相对外表面之间均滑动嵌设有夹板203，夹板203的设立使滑框201能够稳固固定连接于待监测建筑外墙上，每组两个连接片202相对外表面之间均通过螺栓固定连接有支撑条204，支撑条204的设立方便进行支撑栓的安装设置，每个支撑条204一侧外表面均螺纹连接有支撑栓，支撑栓的设立能够有效支撑限制夹板203的使用位置，放置框206一侧外表面固定连接有移动条205，移动条205的设立方便进行放置框206与滑框201的稳固连接，同时方便进行放置框206使用位置的移动调节，移动条205滑动插设于滑框201内部，放置框206底部和遮光软管114顶端固定连接，放置框206内部和遮光软管114内部连通，透明储液框210一侧外表面连通设置有排气单向阀217，排气单向阀217的设立能够有效防止外界气体意外进入透明储液框210内部，透明储液框210另一侧外表面连通设置有注液单向阀212，注液单向阀212的设立方便进行有色液体的注入，遮光圈209内部和放置框206内部连通。

以下对本发明实施例提供的一种建筑结构健康监测装置的使用方法进行详细说明，其使用方法包括以下步骤：

步骤一、安装设置：根据实际待监测建筑外墙体状况，进而通过连接片202增减连接滑框201，进而使两个夹板203能够有效贴合待监测建筑外墙体两侧，进而通过旋转支撑栓，进而使旋转的支撑栓能够在连接片202的位置限制下挤压推移夹板203，进而使两个夹板203能够稳固将滑框201稳固固定于待监测建筑外墙体上，进而在移动条205的位置限制下，进而便捷进行放置框206使用位置移动调节，进而使放置框206能够便捷移动至适当位置，进而将支撑台103放置于放置框206下方地面位置，进而通过旋转限位杆102，进而能够有效调节底框101放置状态，确保底杆105不易与隔板106内表壁发生接触，进而通过增减拼接延伸杆111，进而使遮光软管114能够有效与放置框206底部连接，进而控制启动光源笔本体110，再通过注液单向阀212向透明储液框210内部注满有色液体，进而再通过注液单向阀212向透明储液框210内部注入适量空气，进而使透明储液框210内部能够形成一个适当大小气泡，同时确保气泡位于透明储液框210中心位置时能够有效连接透镜本体211和透明储液框210内部顶面，进而使光源笔本体110产生的光路能够有效通过气泡处照射至透光片本体214底部，形成光斑效果；

步骤二、监测比对：通过安装框216进行现有摄像设备的安装设置，进而启动现有摄像设备的光轨拍摄功能，进而使现有摄像设备能够有效记录照射于透光片本体214上光斑的移动状况，待一段时间的有效监测后，进而通过现有摄像设备所记录的光源的移动轨迹，通过判断光斑的位移距离，进而能够有效判断建筑实际水平方向的振动强度状况，同时通过比对观察时刻光斑形状和初始光斑形状，以及观察气泡所处位置状况，进而能够有效判断建筑是否发生倾斜，同时根据观测时有无光斑以及光斑的亮度变化能够有效判断建筑是否发生沉降。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种建筑结构健康监测装置，其特征在于，包括：

第一功能机构（1），所述第一功能机构（1）包括底框（101）和调节部件，所述底框（101）内部固定连接有隔板（106）和限位圈（108），所述隔板（106）和限位圈（108）一侧内表壁之间等距转动嵌设有多个支撑球（107），所述隔板（106）顶部滑动贯穿有底杆（105），所述底杆（105）外表面滑动套设有多个配重块（104），所述底杆（105）外表面靠近底端边缘处螺纹连接有限位螺帽，所述底杆（105）外表面套设有半球块（109），所述底杆（105）顶端螺纹连接有延伸杆（111），所述延伸杆（111）顶端螺纹连接有安装杆（112），所述安装杆（112）顶端固定连接有光源笔本体（110），所述调节部件设置于底框（101）上；以及

第二功能机构（2），所述第二功能机构（2）设置于第一功能机构（1）上，所述第二功能机构（2）包括放置部件和放置框（206），所述放置框（206）顶部连通设置有隔框（213），所述隔框（213）内部固定连接有透光片本体（214），所述放置框（206）内部底面固定连接有四个卡块，每个所述卡块外表面均滑动套设有调节栓（207），四个所述调节栓（207）外表面之间螺纹连接有载板（208），所述载板（208）顶部贯穿有遮光圈（209），所述遮光圈（209）内部固定连接有透明储液框（210），所述透明储液框（210）底部贯穿有透镜本体（211），所述隔框（213）顶部滑动插设有密封盖（215），所述密封盖（215）顶部中心处连通设置有安装框（216），所述安装杆（112）外表面套设有抵圈（113），所述安装杆（112）外表面滑动套设有遮光软管（114），所述调节部件包括限位杆（102），所述限位杆（102）共设置有四个，四个所述限位杆（102）均螺纹连接于底框（101）顶部，每个所述限位杆（102）底端均延伸至底框（101）下方，每个所述限位杆（102）底端均滑动套设有支撑台（103），所述放置部件包括滑框（201），所述滑框（201）顶部和底部靠近两端边缘处均通过螺栓固定连接有连接片（202），四个所述连接片（202）共分为两组，每组两个所述连接片（202）相对外表面之间均滑动嵌设有夹板（203），每组两个所述连接片（202）相对外表面之间均通过螺栓固定连接有支撑条（204），每个所述支撑条（204）一侧外表面均螺纹连接有支撑栓，所述放置框（206）一侧外表面固定连接有移动条（205），所述移动条（205）滑动插设于滑框（201）内部，所述放置框（206）底部和遮光软管（114）顶端固定连接，所述放置框（206）内部和遮光软管（114）内部连通。

2.如权利要求1所述的一种建筑结构健康监测装置，其特征在于：所述透明储液框（210）一侧外表面连通设置有排气单向阀（217），所述透明储液框（210）另一侧外表面连通设置有注液单向阀（212）。

3.如权利要求2所述的一种建筑结构健康监测装置，其特征在于：所述遮光圈（209）内部和放置框（206）内部连通。

4.一种建筑结构健康监测装置的使用方法，其特征在于，应用于权利要求1-3中任意一项所述的一种建筑结构健康监测装置中，包括以下步骤：

S1、安装设置：根据实际待监测建筑外墙体状况，进而通过连接片（202）增减连接滑框（201），使两个夹板（203）能够贴合待监测建筑外墙体两侧，进而通过旋转支撑栓，使旋转的支撑栓能够在连接片（202）的位置限制下挤压推移夹板（203），进而使两个夹板（203）能够稳固将滑框（201）稳固固定于待监测建筑外墙体上，同时在移动条（205）的位置限制下，便捷进行放置框（206）使用位置移动调节，进而使放置框（206）能够便捷移动至适当位置，再将支撑台（103）放置于放置框（206）下方地面位置，进而通过旋转限位杆（102），能够调节底框（101）放置状态，确保底杆（105）不易与隔板（106）内表壁发生接触，同时通过增减拼接延伸杆（111），进而使遮光软管（114）能够与放置框（206）底部连接，并控制启动光源笔本体（110），再通过注液单向阀（212）向透明储液框（210）内部注满有色液体，进而再通过注液单向阀（212）向透明储液框（210）内部注入适量空气，使透明储液框（210）内部能够形成一个适当大小气泡，同时确保气泡位于透明储液框（210）中心位置时能够连接透镜本体（211）和透明储液框（210）内部顶面，进而使光源笔本体（110）产生的光路能够有效通过气泡处照射至透光片本体（214）底部，形成光斑效果；

S2、监测比对：通过安装框（216）进行现有摄像设备的安装设置，启动现有摄像设备的光轨拍摄功能，进而使现有摄像设备能够记录照射于透光片本体（214）上光斑的移动状况，待一段时间的有效监测后，通过现有摄像设备所记录的光源的移动轨迹，通过判断光斑的位移距离，进而能够判断建筑实际水平方向的振动强度状况，同时通过比对观察时刻光斑形状和初始光斑形状，以及观察气泡所处位置状况，进而能够判断建筑是否发生倾斜，同时根据观测时有无光斑以及光斑的亮度变化能够判断建筑是否发生沉降。