CN210664431U - 一种建筑墙体局部变形的监测装置 - Google Patents

Abstract

一种建筑墙体局部变形的监测装置，旨在解决现有技术中建筑墙体局部变形的监测手段的监测对象单一或者监测过程费时费力的技术问题。本实用新型包括被测墙体，被测墙体上安装有监测被测墙体变形的拉绳式位移计，拉绳式位移计包括本体和拉绳，所述本体通过线缆与安装在被测墙体上的数据采集设备相连，被测墙体上的变形区域内固定有测点支架，所述拉绳与测点支架远离被测墙体的一端始终保持接触，拉绳远离本体的一端与被测墙体相连。本实用新型有益效果如下：（1）监测装置可对被测墙体的局部膨胀或者凹陷的实时监测；（2）监测装置的安装布置操作简单；（3）多个拉绳式位移计配合可实现被测墙体上变形区域的精确划定。

Description

一种建筑墙体局部变形的监测装置

技术领域

本实用新型涉及建筑墙体变形计量技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种建筑墙体局部变形的监测装置。

背景技术

对建筑墙体进行变形监测，有助于辅助建筑墙体的维护保养，以古城墙为例，墙体局部鼓胀是古城墙的主要病害现象，目前没有完善的在线监测手段能有效地监测墙体的鼓胀。现有技术中，城墙鼓胀趋势分析仍然采用人工监测的方法，通过对比时序数据，判断膨胀的方向与程度。目前常用的监测手段，主要有以下三种：一是在墙体有裂缝的位置固定钢尺，一般采用竖向与横向两片钢尺，定期观察记录裂缝的变化情况，以判断墙体的膨胀情况；二是利用全站仪对每一个片区的监测点进行精密的三维坐标测定，将水平位移和垂直位移分开处理，水平位移一般采用交会法、视准线法或小角法观测，垂直位移采用水准测量或三角高程测量法等；三是采用大地测量机器人，监测机器人与监测点目标(照准棱镜)及上位控制计算机形成的变形监测系统，测站上可同时测角和测距，并能自动计算出待定点的坐标和高程，并通过数采模块将数据传输到数据中心。但是，上述三种建筑墙体局部变形的监测手段存在如下问题：1）采用钢尺测量方法只能定期监测裂缝处的变形趋势，对于没有明显裂缝的变形（如局部膨胀或者凹陷）则无法监测；2）采用全站仪对监测点进行测定，需要专业人员使用精密仪器，对每一个测点进行定期测量，费时费力；3）采用大地测量机器人进行实时在线扫描，虽然所得结果精确，当设备相当昂贵，且扫描所得数据极为庞大，后期处理数据的工作量也很大。

申请号为CN 201520338320.8的中国专利公开了一种用于测量建筑工程构件变形的装置，包括拉绳、测量机构，所述测量机构包括设置在拉绳一端的弹性构件、测量所述弹性构件收缩位移的测量仪，所述拉绳与所述弹性构件设置在被测构件与参照面之间，所述拉绳将所述弹性构件拉紧至拉伸状态。

上述专利中通过在被测构件与参照面之间设置拉绳与被拉伸的拉线式位移传感器，将初始状态设置为零点状态，当被测构件发生竖向变形时，拉绳收缩发生位移，拉线式位移传感器精确检测到被测构件的竖向变形，所述装置测量方便，测量结果精度高，可靠；但是，上述装置对工程构件的变形检测具有方向限制，只能在竖直方向对构件进行变形检测，故而无法应用于建筑墙体局部变形的监测。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术中建筑墙体局部变形的监测手段的监测对象单一或者监测过程费时费力的技术问题，提供一种建筑墙体局部变形的监测装置，通过测点支架与拉绳式位移计的配合对被测墙体的变形进行实时监测，监测数据通过线缆传输至数据采集设备进行整合处理，所述监测装置可对被测墙体的局部膨胀或者凹陷的实时监测，监测装置的安装布置操作简单，可实现对被测墙体变形的全自动化监测。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案。

一种建筑墙体局部变形的监测装置，包括被测墙体，被测墙体上安装有监测被测墙体变形的拉绳式位移计，拉绳式位移计包括本体和拉绳，所述本体通过线缆与安装在被测墙体上的数据采集设备相连，被测墙体上的变形区域内固定有测点支架，所述拉绳与测点支架远离被测墙体的一端始终保持线接触，拉绳远离本体的一端与被测墙体相连。

本实用新型中通过拉绳式位移计对被测墙体的变形进行监测，其中，被测墙体上的变形区域内固定有测点支架，当被测墙体发生局部膨胀或者凹陷时，测点支架在被测墙体的法向上发生同步的上下浮动，由于拉绳式位移计的拉绳与测点支架远离被测墙体的一端始终保持线接触，拉绳在测点支架的带动下与拉绳的初始位置发生偏移，即拉绳伸长或缩短，拉绳式位移计的本体与数据采集设备相连，拉绳的长度变化通过本体传输至数据采集设备进行收集整合，通过对拉伸变形量的分析处理，即可得出被测墙体形变的大致结果。本实用新型所述的建筑墙体局部变形的监测装置不谋求对被测墙体形变的精准测量，而是通过对被测墙体形变的实时监测预判被测墙体的变形发展趋势，进而辅助确定对被测墙体变形区域进行修复的合适的时间节点。本实用新型中，拉绳式位移计、数据采集设备和测点支架的安装操作极为便捷，被测墙体上的变形区域通过肉眼即可判断，所述监测装置可对被测墙体的局部膨胀或者凹陷的实时监测，监测装置的安装布置操作简单，可实现对被测墙体变形的全自动化监测。

作为优选，拉绳式位移计的数目为两个时，变形区域内设有一个测点支架，拉绳式位移计的拉绳在测点支架处相交。

当被测墙体上的变形区域是精确可知时，在变形区域内安设一个测点支架，此时，为提高拉绳式位移计的测量精度，布置两个拉绳式位移计且两个拉绳式位移计的拉绳在测点支架处相交，当被测墙体形变时，两个拉绳式位移计对被测墙体的变形量同步测量，测量数据传输至数据采集设备后需进行计算处理。

作为优选，拉绳式位移计的数目为两个以上时，变形区域内设有对应数目的测点支架，拉绳式位移计的拉绳在测点支架处两两相交。

当被测墙体上的变形区域是由肉眼观察得到时，肉眼观察到的变形区域通常范围较大，对其直接进行修复养护费时费力；本实用新型中，可以在肉眼观察到的变形区域内布置两个以上的测点支架，与测点支架数目相等的拉绳式位移计的拉绳在测点支架处两两相交，被测墙体发生形变时，肉眼观察到的变形区域内的测点支架与被测墙体同步变形，此过程中，靠近被测墙体主要变形位置的测点支架的同步位移幅度较大，反映在拉绳式位移计上拉绳的形变较大，远离被测墙体主要变形位置的测点支架的同步位移幅度较小，反映在拉绳式位移计上拉绳的形变较小，通过对拉绳式位移计上拉绳的形变排序后标记在测点支架上，即可得到各测点支架处被测墙体的变形序列，变形较大的测点支架排序靠前，变形较小的测点支架排序靠后，将排序靠前的测点支架连接起来，便可以得到被测墙体形变发生的较为精确的位置范围。

作为优选，本体与被测墙体通过螺栓连接或者胶粘固定，本体在被测墙体上的安装位置位于变形区域外部。

拉绳式位移计对被测墙体的形变的测量是通过拉绳变化的间接测量，拉绳式位移计的本体中装有滑轮，当拉绳在测点支架的带动下偏移初始位置时，拉绳会抽出或纳入本体，而这一拉绳的长度变化都是通过拉绳远离本体的一端与本体之间的距离决定的，这一距离的变化取决于拉绳在测点支架的带动下偏移拉绳初始位置的距离，若本体在被测墙体上的安装位置位于变形区域内部，本体与拉绳会发生同步偏移，拉绳远离本体的一端与本体之间的距离在此时可能会无变化或者变化量小于本体在被测墙体上的安装位置位于变形区域外部时的变化量，进而导致拉绳式位移计的测量失效或者测量精度下降。

作为优选，测点支架远离被测墙体的一端设有与拉绳间隙配合的穿线孔，变形区域形变时拉绳在测点支架的带动下与拉绳的初始位置发生偏移，拉绳在被测墙体上的投影呈直线。

拉绳在偏移初始位置的过程中需要从本体中抽出或纳入本体中，故而拉绳不能与测点支架远离被测墙体的一端固定连接，为实现拉绳与测点支架位移的同步性，在测点支架远离被测墙体的一端设有与拉绳间隙配合的穿线孔，拉绳可以在穿线孔中自由运动，此外，由于拉绳与测点支架远离被测墙体的一端始终保持线接触，所以拉绳可以与测点支架同步位移。

作为优选，测点支架远离被测墙体的一端设有容纳拉绳的穿线槽，变形区域形变时拉绳在测点支架的带动下与拉绳的初始位置发生偏移，拉绳在被测墙体上的投影呈直线。

本技术方案是上一技术方案的替代方案，在测点支架远离被测墙体的一端设有容纳拉绳的穿线槽，拉绳与测点支架远离被测墙体的一端始终保持线接触。

作为优选，测点支架与被测墙体通过螺栓连接或者胶粘固定。

由于测点支架需要与被测墙体同步形变，测点支架与被测墙体需固定相连，具体的，测点支架与被测墙体通过螺栓连接或者胶粘固定，测点支架的安装拆卸过程都极为便捷。

作为优选，数据采集设备与被测墙体通过螺栓连接或者胶粘固定，数据采集设备在被测墙体上的安装位置位于变形区域外部。

数据采集设备与被测墙体的接触面较大，若数据采集设备安装在变形区域内部，数据采集设备会阻挡墙体变形的自然发展，一定程度上会影响对被测墙体的变形发展趋势的预判，故而数据采集设备需安装在变形区域外部，具体的，数据采集设备与被测墙体通过螺栓连接或者胶粘固定。

作为优选，线缆上套设有抱箍，抱箍通过钉子与被测墙体固定，或者线缆与被测墙体胶粘固定。

对线缆不进行固定时，若该建筑墙体局部变形的监测装置在室外使用，风力等的作用会使得线缆与数据采集设备或拉绳式位移计的本体的连接处发生松动，影响数据采集设备的正常工作。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：（1）监测装置可对被测墙体的局部膨胀或者凹陷的实时监测；（2）监测装置的安装布置操作简单，可实现对被测墙体变形的全自动化监测；（3）多个拉绳式位移计配合可实现被测墙体上变形区域的精确划定；（4）通过对被测墙体形变的实时监测预判被测墙体的变形发展趋势，进而辅助确定对被测墙体变形区域进行修复的合适的时间节点。

附图说明

图1是本实用新型整体的一个结构示意图。

图2是本实用新型整体的另一个结构示意图。

图3是本实用新型中实施例2的结构示意图。

图中：1、被测墙体，2、拉绳式位移计，21、本体，22、拉绳，3、线缆，4、数据采集设备，5、变形区域，6、测点支架，7、第一拉绳式位移计，8、第二拉绳式位移计，9、第三拉绳式位移计。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

实施例1：

如图1至图2所示，一种建筑墙体局部变形的监测装置，包括被测墙体1，被测墙体上安装有监测被测墙体变形的拉绳式位移计2，拉绳式位移计包括本体21和拉绳22，所述本体通过线缆3与安装在被测墙体上的数据采集设备4相连，被测墙体上的变形区域5内固定有测点支架6，述拉绳与测点支架远离被测墙体的一端始终保持接触，拉绳远离本体的一端与被测墙体相连；拉绳式位移计的数目为两个时，变形区域内设有一个测点支架，拉绳式位移计的拉绳在测点支架处相交；拉绳式位移计的数目为两个以上时，变形区域内设有对应数目的测点支架，拉绳式位移计的拉绳在测点支架处两两相交；本体与被测墙体通过螺栓连接或者胶粘固定，本体在被测墙体上的安装位置位于变形区域外部；测点支架远离被测墙体的一端设有与拉绳间隙配合的穿线孔，变形区域形变时拉绳在测点支架的带动下与拉绳的初始位置发生偏移，拉绳在被测墙体上的投影呈直线；测点支架远离被测墙体的一端设有容纳拉绳的穿线槽，变形区域形变时拉绳在测点支架的带动下与拉绳的初始位置发生偏移，拉绳在被测墙体上的投影呈直线；测点支架与被测墙体通过螺栓连接或者胶粘固定；数据采集设备与被测墙体通过螺栓连接或者胶粘固定，数据采集设备在被测墙体上的安装位置位于变形区域外部；线缆上套设有抱箍，抱箍通过钉子与被测墙体固定，或者线缆与被测墙体胶粘固定。

本实施例中，肉眼可观察到的被测墙体的变形区域在圆形虚线区域内，测点支架安装在变形区域内部，两个拉绳式位移计的拉绳垂直相交且交点在测点支架处，测点支架远离被测墙体的一端设有穿线孔或穿线槽，拉绳穿过穿线孔或位于穿线槽内部，拉绳式位移计的本体位于变形区域外部且与被测墙体固定连接，拉绳远离本体的一端位于变形区域外部且与被测墙体固定连接，数据采集设备通过线缆与拉绳式位移计的本体数据连接。

本实用新型所述建筑墙体局部变形的监测装置的安装过程如下：

（1）拉绳式位移计两头安装点位选择，要求安装位置稳定可靠，不存在变形情况；

（2）两个拉绳式位移计测量方向分别为水平和竖直（可根据实际情况调整方向）；

（3）在被测墙体表面合适位置打孔用螺栓固定或者胶粘固定拉绳式位移计两端，使拉绳通过变形区域表面；

（4）在变形区域中心位置打孔用螺栓固定或者胶粘固定一个测点支架，使拉绳自由通过测点支架上的穿线孔或穿线槽，拉绳在墙面的投影呈直线；

（5）将数据采集设备用安装支架通过打孔用螺栓固定或者胶粘固定在远离变形区域的位置；

（6）将拉绳式位移计通过RS485型线缆与数据采集设备连接在一起，线缆采用抱箍使用钉子固定或者胶粘固定在被测墙体表面，两个传感器占两个通道，通电进行数据采集。

实施例2：

本实施例与实施例1基本一致，区别点在于，被测墙体上安装有三个拉绳式位移计，分别为第一拉绳式位移计7、第二拉绳式位移计8和第三拉绳式位移计9，变形区域内固定有三个测点支架，三个测点支架的两两连线构成一直角三角形区域，三个拉绳式位移计的拉绳在测点支架处两两相交，即每个测点支架同时带动两个拉绳式位移计的拉绳同步移动；被测墙体还可以安装三个以上的拉绳式位移计，拉绳式位移计的拉绳在测点支架处两两相交，被测墙体发生形变时，肉眼观察到的变形区域内的测点支架与被测墙体同步变形，此过程中，靠近被测墙体主要变形位置的测点支架的同步位移幅度较大，反映在拉绳式位移计上拉绳的形变较大，远离被测墙体主要变形位置的测点支架的同步位移幅度较小，反映在拉绳式位移计上拉绳的形变较小，通过对拉绳式位移计上拉绳的形变排序后标记在测点支架上，即可得到各测点支架处被测墙体的变形序列，变形较大的测点支架排序靠前，变形较小的测点支架排序靠后，将排序靠前的测点支架连接起来，便可以得到被测墙体形变发生的较为精确的位置范围。

Claims (9)

1.一种建筑墙体局部变形的监测装置，包括被测墙体，其特征在于，被测墙体上安装有监测被测墙体变形的拉绳式位移计，拉绳式位移计包括本体和拉绳，所述本体通过线缆与安装在被测墙体上的数据采集设备相连，被测墙体上的变形区域内固定有测点支架，所述拉绳与测点支架远离被测墙体的一端始终保持接触，拉绳远离本体的一端与被测墙体相连。

2.根据权利要求1所述的一种建筑墙体局部变形的监测装置，其特征在于，拉绳式位移计的数目为两个时，变形区域内设有一个测点支架，拉绳式位移计的拉绳在测点支架处相交。

3.根据权利要求1所述的一种建筑墙体局部变形的监测装置，其特征在于，拉绳式位移计的数目为两个以上时，变形区域内设有对应数目的测点支架，拉绳式位移计的拉绳在测点支架处两两相交。

4.根据权利要求1所述的一种建筑墙体局部变形的监测装置，其特征在于，本体与被测墙体通过螺栓连接或者胶粘固定，本体在被测墙体上的安装位置位于变形区域外部。

5.根据权利要求1所述的一种建筑墙体局部变形的监测装置，其特征在于，测点支架远离被测墙体的一端设有与拉绳间隙配合的穿线孔，变形区域形变时拉绳在测点支架的带动下与拉绳的初始位置发生偏移，拉绳在被测墙体上的投影呈直线。

6.根据权利要求1所述的一种建筑墙体局部变形的监测装置，其特征在于，测点支架远离被测墙体的一端设有容纳拉绳的穿线槽，变形区域形变时拉绳在测点支架的带动下与拉绳的初始位置发生偏移，拉绳在被测墙体上的投影呈直线。

7.根据权利要求1或5或6所述的一种建筑墙体局部变形的监测装置，其特征在于，测点支架与被测墙体通过螺栓连接或者胶粘固定。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种建筑墙体局部变形的监测装置，其特征在于，数据采集设备与被测墙体通过螺栓连接或者胶粘固定，数据采集设备在被测墙体上的安装位置位于变形区域外部。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种建筑墙体局部变形的监测装置，其特征在于，线缆上套设有抱箍，抱箍通过钉子与被测墙体固定，或者线缆与被测墙体胶粘固定。

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