基于激光测振技术的建筑幕墙安全状态远程检测方法与流程

本发明涉及建筑幕墙安全检测技术领域，特别是指一种基于激光测振技术的建筑幕墙安全状态远程检测方法。

背景技术：

目前，国内外用于建筑幕墙安全状态检测的手段有很多种，但是基于激光测振技术的建筑幕墙安全状态远程检测方法未有报道。

建筑幕墙是由支承结构体系与面板组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围结构或装饰性结构。根据面板材料不同，建筑幕墙可划分为玻璃幕墙、石材幕墙和合金幕墙等。因施工便捷、造型美观，建筑幕墙被广泛应用于高楼大厦、机场、高铁车站等公共设施。随着服役年限的增加，近些年来建筑幕墙因面板脱落造成的事故屡见不鲜，严重威胁着人们的生命财产安全。

对建筑幕墙实施有效的检测是实现幕墙安全管理、预防灾害发生的重要前提。当前幕墙安全状态检测的手段主要有：目测法、手试法、振动传感器法等，目测法和手试法需要作业人员通过攀爬等手段靠近检测对象实施检测，且检测结果受检测人员个人经验影响较大。振动传感器法因传感器的安装困难、需要额外激振、附加质量也对检测结果影响较大等原因实际应用价值较小。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种基于激光测振技术的建筑幕墙安全状态远程检测方法，该方法基于幕墙面板时常微动的特点进行幕墙安全状态检测，设备灵敏度高，通常不需要提供额外激励，可在环境激励下完成数据采集，可远程、快速评价幕墙的安全状态，具有适用范围广、实用性强等特点。

该方法包括步骤如下：

(1)设置激光测振信号采集系统；

(2)选取同规格、质量状况良好的幕墙面板进行测试，并将振动时域信号进行快速傅里叶(fft)转换，得到被测构件的振动频谱图，将所得数据作为基准数据；

(3)对其他待测幕墙面板进行测试和快速傅里叶变换，并将所得结果与步骤(2)中得到的基准数据进行对比，根据对比结果对幕墙面板的安全状态进行综合评价；

(4)对被测幕墙面板进行多点测试，根据不同测点处频谱曲线峰值的相对大小初步判定发生松动或脱胶损伤的部位。

其中，步骤(1)中所用设备为多普勒激光测振仪。

步骤(1)中具体设置如下：设定采样频率和分析带宽为预估频率的3-5倍，采集时长4-32s。

步骤(3)中安全状态的评估依据频谱数据的纵向比较，以1阶固有频率作为评价指标。

步骤(4)中损伤部位的判定主依据频谱图的纵向比较，以频谱图中1阶频峰幅值的相对大小作为结构胶是否发生脱胶损伤的依据。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

①实现远程、快速检测，可大大降低检测成本和作业风险。

②设备灵敏度高，通常不需要额外震源，环境激励作用下可完成数据采集，抗干扰能力强。

③设备便携、无需安装传感器，为无损、非接触式测量，受其他因素影响小。

④测试结果精度高、数据处理方便，检测结果立等可取。

附图说明

图1为本发明的基于激光测振技术的建筑幕墙安全状态远程检测方法测试示意图；

图2为本发明室内试验工况设置示意图，其中玻璃面板的尺寸为60cm×60cm×5mm，结构胶宽度为2.5cm、厚度为5mm；

图3为本发明实施例中室内试验结果图，其中，(a)为0-500hz范围内测试曲线，(b)为80-120hz范围局部放大曲线；

图4为本发明实施例中工况3不同测点处测试结果图，其中，(a)为0-500hz范围内测试曲线，(b)为50-150hz范围局部放大曲线；测点1和测点2位于结构胶粘接良好部位，测点3和测点4位于结构胶脱胶部位。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种基于激光测振技术的建筑幕墙安全状态远程检测方法。

该方法具体步骤如下：

(1)设置激光测振信号采集系统，如图1所示；

(2)选取同规格、质量状况良好的幕墙面板进行测试，并将振动时域信号进行快速傅里叶转换，得到被测构件的振动频谱图，将所得数据作为基准数据；

(3)对其他待测幕墙面板进行测试和快速傅里叶变换，并将所得结果与步骤(2)中得到的基准数据进行对比，根据对比结果对幕墙面板的安全状态进行综合评价；

(4)对被测幕墙面板进行多点测试，根据不同测点处频谱曲线峰值的相对大小初步判定发生松动或脱胶损伤的部位。

在实际试验中，设置激光测振信号采集系统：根据初步计算设定的采样频率为理论值的3-5倍，或根据预实验结果设定合适范围，采样时间通常为4-32s。室内试验工况设置如图2所示。

测试结果如图3和图4所示。

图3是室内实验测得的4种工况下实验结果，其中工况1表示工况良好的玻璃幕墙，工况2、工况3、工况4表示结构胶逐步发生脱胶损伤。根据描述工况1、2、3、4幕墙面板的安全程度是逐渐降低的。由图3可知：被测对象的安全性越差其1阶频率越低，通过1阶固有频率能很好地反映幕墙面板安全程度。实际工作中根据测试结果能快速甄别出具有安全隐患的幕墙面板，有助于实现幕墙安全的精细化管理。

图4是实验工况3时不同测点测得的频谱曲线。其中测点1和测点2位于未脱胶边缘，测点3和测点4位于脱胶边缘。由图4可知：同种工况下不同测点测得的1阶频率是相同的，但是不同测点处所得频谱曲线的相对幅值具有明显差异，脱胶部位处测点的相对幅值明显偏高。基于这一结论，实际检测中可通过对隐框玻璃幕墙胶结部位进行多点测试并根据测试结果(横向对比频谱幅值)快速识别脱胶部位。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种基于激光测振技术的建筑幕墙安全状态远程检测方法，属于建筑幕墙安全检测技术领域。该方法首先设置激光测振信号采集系统；然后选取同规格、质量状况良好的幕墙面板进行测试，并将振动时域信号进行快速傅里叶(FFT)转换，得到被测构件的振动频谱图，将所得数据作为基准数据；再对其他待测幕墙面板进行测试和FFT转换，并将所得结果与基准数据进行对比，根据对比结果对幕墙面板的安全状态进行综合评价；最后对被测面板进行多点测试，根据不同测点处频谱曲线峰值的相对大小初步判定发生损伤(松动或脱胶)部位。该方法可实现远程、快速检测，可大大降低检测成本和作业风险。

技术研发人员：谢谟文;黄智德;黄正均;张磊;陈晨
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：2018.11.15
技术公布日：2019.03.26