一种建筑物竖向和水平向变形测试装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明用于监测高层建筑物水平方向变形、分层竖向变形及沉降量，提高建筑物的安全监测水平，同时用于施工期的监测和运行期的监测，为施工和安全评价提供重要参考。
【背景技术】
[0002]随着工业与民用建筑业的发展，各种复杂而大型的工程建筑物日益增多，工程建筑物的兴建，改变了地面原有的状态，并且对于建筑物的地基施加了一定的压力，这就必然会引起地基及周围地层的变形。为了保证建(构)筑物的正常使用寿命和建(构)筑物的安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，建(构)筑物的倾斜变形和沉降观测的必要性和重要性愈加明显。特别在高层建筑物施工过程中，应用沉降观测加强过程监控，指导合理的施工工序，预防在施工过程中出现不均匀沉降，及时反馈信息，为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，造成巨大的经济损失。
[0003]目前建筑物的施工和运行期的侧向变形主要通过光学方法进行测试，过程复杂，受日照、空气等环境因素影响，关于建筑物的竖向变形通常只测试总的沉降量，在建筑物施工到一定高度之后才设置标点，前期部分沉降变形没有测试到，不能测试施工期和运行期的分层沉降量。缺少一种方便使用、同时可用于施工期和运行期对建筑物竖向和水平变形测试的装置。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是要提供一种建筑物竖向和水平变形测试装置及方法，同时可用于施工期和运行期的监测。
[0005]本发明的目的是这样实现的:一种建筑物变形测试装置包括测斜管，测斜管内部设有两对方向互相垂直的定向槽，测斜仪包括壳体，壳体外表面设有滚轮，壳体内设有铅锤，铅锤通过中轴线与壳体连接，中轴线上设置贴有应变片的弹簧片，弹簧片上端与电缆线连接，壳体底部设有防震底座；
测斜仪通过滚轮可在定向槽内上下自由滑动。
[0006]进一步讲，变形测试装置还包括沉降仪、沉降环，沉降环套在测斜管外面表、且不与测斜管连接；
所述沉降仪包括测尺、及连接在测尺一端的连接传感器，传感器在测斜管内移动接近沉降环时发出信号。
[0007]还可以，沉降管上端与测斜仪下端连接，沉降管上也套有沉降环、且不与沉降管连接，在沉降管内设有固定沉降环，传感器在测斜管内移动接近沉降环、固定沉降环时发出信号。
[0008]进一步讲，电缆线表面设有表示电缆线长度的刻度数，沉降环，沉降环套在测斜管外面表、且不与测斜管连接，传感器设在测斜仪壳体表面。
[0009]一种建筑物水平变形测试方法包括预设水平变形测试设备、采集数据、得出结论； 预设水平变形测试设备，将测斜管布置在建筑物四个角上的至少一个角柱中，施工时将测斜管绑扎固定在钢筋笼内，测斜管内部两对定向槽分别与建筑物的纵横轴线方向一致，与混凝土现浇形成整体；
采集数据，将测斜仪放入测斜管中，使其在测斜管中从上至下进行自由滑动，可以得到各测点与竖直方向的倾斜角度，根据测尺准确确定各测点的与管口的高程差值，进而计算出各测点水平方向变形值；
得出结论，根据各测点水平方向变形值绘制建筑物的侧向变形曲线。
[0010]一种建筑物竖向变形测试方法包括建筑物竖向测试包括预设竖向变形测试设备、采集数据、得出结论；
预设竖向变形测试设备，将测斜管布置在建筑物四个角上的至少一个角柱中，并在测斜管上套设沉降环，每层楼面梁顶面位置设置一个沉降环，施工时将沉降环、测斜管分别绑扎在钢筋笼上，沉降环、测斜管之间不连接，通过混凝土现浇形成整体；
采集数据，通过测尺将传感器放入测斜管中，传感器接近沉降环时发出信号，同时根据测尺的刻度数值，可以准确确定测斜管外侧各沉降环距离测斜管管口的距离；
得出结论，通过计算，可以得到每次测量时相近二个测试点高程的差值，该差值即为该次测量时的实际柱高Hij(i表示第i层柱，j表示第j次测量)，与初始测量的柱高HiQ(i表示第i层柱)相减，即可得到截止该次测量时该层柱的压缩变形:AHlj=Hlj-H1O,将每层柱的竖向压缩变形值累加起来，即可得到整栋建筑物的竖向压缩变形。
[0011]一种建筑物基础竖向变形测试方法包括预设基础竖向变形测试设备、采集数据、得出结论；
预设基础竖向变形测试设备，将测斜管布置在建筑物四个角上的至少一个角柱中，在建筑物基础底面以下设置沉降管，沉降管上端与测斜管下端通过接头装置连接，接头装置由伸缩管和连接套筒组成，并且在测斜管和沉降管衔接处用柔性填充物填充。施工时将测斜管绑扎固定在钢筋笼内，通过混凝土现浇形成整体，测斜管外侧在基础顶面和底面高程位置分别设置一个沉降环，沉降管外侧在建筑物基础底面高程位置设置固定沉降环，并在基础底面以下土层分层布置沉降环；
采集数据，测尺连接传感器通过测斜管放入沉降管中，传感器接近固定沉降环、沉降环时发出信号，同时根据测尺的刻度数值，可以准确固定沉降环与沉降环距离测斜管管口的距离；
得出结论，
得出结论，通过计算得到每次测量时基础底面以下沉降管外侧各土层沉降环的高程值，分别与初始测量的高程值相减，即可得到截止该次测量时各土层的沉降量和总沉降量；通过计算算出每次测量时固定沉降环与沉降环高程的差值，该差值即为截止该次测量时的基础沉降量Dq(j表示第j次测量)；通过计算，可以得到每次测量时基础顶面和底面上下两沉降环高程的差值，该差值即为该次测量时的实际基础高度D」(j表示第j次测量)，与初始测量的基础高度Do相减，即可得到截止该次测量时基础的压缩变形:ADj=Dj-D0。
[0012]建筑物的竖向变形包括两个部分:一部分是建筑物本身的结构竖向压缩变形，SP在竖向荷载作用下，建筑物每层的柱子和底部的基础会发生压缩变形；另外一部分是建筑物基础底面以下土体的压缩变形导致到建筑物的沉降变形，相当于一个竖向平移。本发明的优点在于，结合建筑物变形的特点，对于建筑结构本身的竖向压缩变形，通过布置在建筑物角柱中的测斜管和沉降环进行测试;建筑物基础底面以下土体的沉降变形通过布置在基础底面以下的沉降管和沉降环进行测试。
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为一种建筑物变形测试装置结构示意图。
[0014]图2为测斜仪结构示意图。
[0015]图3为一种建筑物变形测试装置优选结构示意图。
[0016]图4为一种建筑物变形测试装置另一优选结构示意图。
[0017]图5为测斜仪优选结构示意图。
[0018]图6为建筑物变形测试装置及方法的测斜管布置示意图。
[0019]图7为建筑物变形测试装置及方法的测斜管的剖面图。
[0020]图8为建筑物变形测试装置及方法的测斜管、沉降环布置示意图。
[0021]图9为建筑物变形测试装置及方法的测斜管、沉降管、及沉降环布置示意图。
[0022]图10为接头装置结构示意图。
[0023]图11为本发明建筑物竖向变形计算简图。
[0024]图12为图1中A-A断面示意图。
[0025]测斜管1、定向槽2、测斜仪3、滚轮4、铅锤5、弹簧片6、电缆线7、防震底座8、沉降环
9、建筑物10、梁11、测尺12、传感器13、沉降管14、接头装置17、伸缩管18、连接套筒19、柔性填充物20、固定沉降环21、角柱22、。
[0026]【具体实施方式】:
如图1所示，一种建筑物变形测试装置包括测斜管I，如图12所示，测斜管I内部设有两对方向互相垂直的定向槽2，优选的，在测斜管I顶部设置可开关的管盖，如图2所示，测斜仪3包括壳体，壳体外表面设有滚轮4，壳体内设有铅锤5，铅锤5通过中轴线与壳体