建筑结构整体同步顶升控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及既有建筑改造工程技术领域，尤其涉及一种建筑结构整体同步顶升控制装置。


背景技术：

2.我国是一个建筑存量大国。在数量庞大的既有建筑中，有相当一部分建筑接近或已经达到其设计使用寿命，如推倒重建将耗费巨额投资。对既有建筑进行原位托换顶升，可以保护延续历史建筑，减少建筑垃圾运输和征地费用。同时将抗震加固和地下增层改造技术结合起来，改善了既有结构的受力条件，增加了既有建筑使用面积，提升了结构的使用功能，延长建筑物使用年限，经济效果显著。
3.由于顶升工程对象大多为保护建筑，落成后年代较长，大多结构体系存在一定程度劣化，抵抗不均匀变形能力较差，对顶升阶段千斤顶行程和力不同步诱发结构次生应力构件损坏敏感。常规的同步顶升控制装置大多仅有千斤顶顶升力和位移的控制和观测，通过plc同步控制系统来调节托盘和上部结构的状态。对于顶升过程不同步识别滞后，仅通过顶升力和位移控制往往需在结构出现明显的裂缝或者损坏征兆才能识别，无法实时直观反映顶升阶段建筑结构的力学性状，且未能实现对建筑结构不利受力状态的主动控制和调整。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种建筑结构整体同步顶升控制装置，通过实时反馈建筑结构的应力和应变状态，实现了建筑结构顶升过程中的顶升力和顶升行程的主动控制，降低了建筑结构在顶升过程中的损坏风险。
5.为了达到上述目的，本实用新型提供了一种建筑结构整体同步顶升控制装置，包括：
6.托盘，位于建筑结构的下方以承托所述建筑结构；
7.顶升单元，位于所述托盘的下方以顶升所述托盘及所述建筑结构；
8.感应单元，包括多个应变传感器，多个所述应变传感器分别位于所述托盘内及所述建筑结构上以采集所述托盘及所述建筑结构的应变数据；
9.数据处理单元，与所述感应单元连接以接收所述感应单元的应变数据并进行分析处理，输出调整信号；
10.动力控制单元，与所述顶升单元及所述数据分析单元同时连接，用于接收所述数据处理单元输出的调整信号，并根据所述调整信号调节所述顶升单元的顶升力和顶升行程。
11.可选的，所述托盘为钢筋混凝土框架结构。
12.可选的，部分所述应变传感器预埋在所述托盘内且与所述托盘内的钢筋连接，剩余部分所述应变传感器设置在所述建筑结构的薄弱位置处。
13.可选的，所述应变传感器为振弦式传感器或光纤传感器。
14.可选的，所述顶升单元包括多个千斤顶，所述千斤顶沿所述托盘的下表面均匀分布。
15.可选的，所述千斤顶为液动千斤顶、气动千斤顶或机械千斤顶。
16.可选的，所述感应单元与所述数据处理单元之间为有线通信连接或无线通信连接。
17.可选的，所述数据处理单元为计算机。
18.可选的，所述动力控制单元为plc控制器。
19.可选的，所述建筑结构整体同步顶升控制装置还包括与所述数据处理单元连接的报警单元，当所述应变传感器采集的应变数据大于阈值时，所述数据处理单元控制所述报警单元发出报警。
20.在本实用新型提供的建筑结构整体同步顶升控制装置中，通过应变传感器采集托盘和建筑结构的应变数据，然后利用数据处理单元量化分析顶升过程中托盘和建筑结构的应力和应变状态，并根据应力和应变状态对顶升单元的顶升力和顶升行程进行主动控制，降低了建筑结构在顶升过程中的损坏风险。
附图说明
21.本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本实用新型，而不对本实用新型的范围构成任何限定。其中：
22.图1为本实用新型实施例提供的建筑结构整体同步顶升控制装置的示意图；
23.其中，附图标记为：
24.10
‑
托盘；20
‑
建筑结构；30
‑
应变传感器；40
‑
数据处理单元；50
‑
动力控制单元；60
‑
千斤顶；70
‑
报警单元。
具体实施方式
25.为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
26.如图1所示，本实施例提供了一种建筑结构整体同步顶升控制装置，包括：
27.托盘10，位于建筑结构20的下方以承托所述建筑结构20；
28.顶升单元，位于所述托盘10的下方以顶升所述托盘10及所述建筑结构20；
29.感应单元，包括多个应变传感器30，多个所述应变传感器30分别位于所述托盘10内及所述建筑结构20上以采集所述托盘10及所述建筑结构20的应变数据；
30.数据处理单元40，与所述感应单元连接以接收所述感应单元的应变数据并进行分析处理，输出调整信号；
31.动力控制单元50，与所述顶升单元及所述数据分析单元同时连接，接收所述数据处理单元40输出的调整信号，并根据所述调整信号调节所述顶升单元的顶升力和顶升行程。
32.相比常规的顶升同步装置，本实用新型通过应变传感器采集托盘和建筑结构的应变数据，然后利用数据处理单元量化分析顶升过程中托盘和建筑结构的应力和应变状态，并根据应力和应变状态对千斤顶的顶升力和顶升行程进行主动控制，降低建筑结构在顶升过程中的损坏风险。
33.具体的，所述托盘10一般是在原有建筑结构20的基础上，新浇筑形成的刚度较大的钢筋混凝土框架结构，作为整体顶升的平台，故所述托盘10与被顶升的建筑结构20紧密连接。
34.所述感应单元包括多个应变传感器30，所述应变传感器30用于采集所述托盘10及所述建筑结构20的应变数据。本实施例中，部分所述应变传感器30预埋在所述托盘10内且与所述托盘10内的钢筋连接，剩余部分所述应变传感器30可设置在所述建筑结构20的薄弱位置处，例如建筑结构的跨中、支座、承重构件、梁柱节点、拱圈及窗洞等位置，通过对托盘10内的钢筋和建筑结构20的薄弱位置处的应变数据进行监测和采集反映出顶升过程中所述托盘10和所述建筑结构20的力学性状，然后可通过所述数据处理单元40进行分析处理，与设计顶升工况下结构特性数据进行比较分析，获取顶升过程中结构安全冗余度，然后实时反馈到所述动力控制单元50，校正调整所述顶升单元的顶升力和顶升行程的输出。
35.本实施例中，所述应变传感器30可与所述托盘10中的钢筋进行绑扎后再进行浇筑，至于所述建筑结构20的薄弱位置处的应变传感器30，可直接固定在监测点的表面即可。所述应变传感器30包括但不限于是振弦式传感器或光纤传感器。
36.进一步的，所述感应单元与所述数据处理单元40之间为有线通信连接或无线通信连接，本技术对此不作限制。例如，所述应变传感器30可通过电缆与所述数据处理单元40连接，也可以通过无线射频、蓝牙等无线通信方式进行信息的传递。
37.所述数据处理单元40具有数据分析比较以及存储功能，可根据应变传感器30的监测数据，分析建筑结构20薄弱位置构件及托盘的结构冗余度和安全储备情况，为顶升阶段建筑结构20的主动控制提供依据。本实施例中，所述数据处理单元40为计算机，所述计算机包括主机和液晶触摸屏，所述主机用于数据分析和处理，所述液晶触摸屏用于实时显示采集得到的应力应变数据，以便于监测人员观察和调整。
38.本实施例中，所述动力控制单元50为plc控制器，能够根据所述数据处理单元40输出的调整信号调节所述顶升组件的顶力和顶升行程，实现建筑结构顶升过程中的主动控制，降低建筑结构在顶升过程中的损坏风险。
39.本实施例中，所述顶升单元包括多个千斤顶60，所述千斤顶60沿所述托盘10的下表面均匀分布。多个所述千斤顶60同步顶升，保证顶升过程的安全性和稳定性。
40.进一步的，所述千斤顶60为液动千斤顶60、气动千斤顶60或机械千斤顶60，即所述千斤顶60可以采用液压、气动、机械等其它传动方式，本技术对此不作任何限制。
41.请继续参照图1，所述建筑结构整体同步顶升控制装置还包括与所述数据处理单元40连接的报警单元70，当所述应变传感器30采集的应变数据大于阈值时，所述数据处理单元40控制所述报警单元70发出报警。当所述报警单元70发出报警时，表示至少一个应变
传感器30处的应变超过阈值了，说明建筑结构20的局部发生了异常情况，此时相关监测人员收到报警信号后，通过查看相关的数据，快速识别出应变异常的部位，并根据应变阈值等情况，针对性的采取有效措施。
42.本实施例提供的建筑结构整体同步顶升控制装置进行工作时，通常包括以下步骤：
43.s1、根据原建筑结构20的情况，在所述建筑结构20的基础位置设置刚度较大的钢筋混凝土框架体系，形成刚度较大的托盘，作为整体顶升的平台；
44.s2、将应变传感器30预埋在所述托盘10内，并在建筑结构20的薄弱位置处设置应变传感器30；
45.s3、布置千斤顶60，正式顶升前通过预顶升对结构整体进行称重，获取各千斤顶60的初始顶升力和顶升前结构初值状态；
46.s4、设置适当的应变阈值，千斤顶60调整完毕后，进行正式顶升。
47.在顶升过程中，可通过数据处理单元实时获取当前各个应变传感器30的情况，并对建筑结构20和托盘10进行冗余度和安全储备分析，校正调整千斤顶60的顶升力和行程，对局部应力应变异常情况通过报警单元70予以警示。
48.综上，本实用新型实施例提供了一种建筑结构整体同步顶升控制装置，包括：托盘，位于建筑结构的下方以承托所述建筑结构；顶升单元，位于所述托盘的下方以顶升所述托盘及所述建筑结构；感应单元，包括多个应变传感器，多个所述应变传感器分别位于所述托盘内及所述建筑结构上以采集所述托盘及所述建筑结构的应变数据；数据处理单元，与所述感应单元连接以接收所述感应单元的应变数据并进行分析处理，输出调整信号；动力控制单元，与所述顶升单元及所述数据分析单元同时连接，用于接收所述数据处理单元输出的调整信号，并根据所述调整信号调节所述顶升单元的顶升力和顶升行程。通过应变传感器采集托盘和建筑结构的应变数据，然后利用数据处理单元量化分析顶升过程中托盘和建筑结构的应力和应变状态，并根据应力和应变状态对千斤顶的顶升力和顶升行程进行主动控制，降低建筑结构在顶升过程中的损坏风险。
49.此外还应该认识到，虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。