一种钢结构的测量方法与流程

本发明申请涉及测量距离、水准或者方位的装置领域，具体涉及一种钢结构的测量方法。

背景技术：

随着经济的发展和社会的进步，越来越多的大型建筑开始出现，对于这些大型建筑，不仅其高度越来越高，而且这些建筑的造型也越来越丰富多彩，所以对于构建这些建筑的建筑材料的形状也不单单是现在的普通形状的材料了，材料的形状也越来越多样。而且由于这些建筑的高度很高，所以在建造时各个材料的连接和定位就显得尤为重要。

钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢立柱、钢桁架等构件组成。现有的钢结构除了钢立柱外，在其端面多有一个内衬板。钢结构的精确程度，是影响着工程质量和建设成本的重要因素。而目前高度较高且钢结构的端面与水平面倾斜时，在测量钢结构的位置时，还没有很好的方法。本专利申请的目的在于提供一种操作方便且测量精度高的钢结构的测量方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种钢结构的测量方法，通过该方法可以非常方便的实现对于钢结构测量，以保证高层建筑的质量。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种钢结构的测量方法，包括如下步骤：

(1)安装全站仪；

(2)在待测量的钢结构上端安装钢结构定位装置,并量出定位装置的定位结构到钢结构的垂直高度d；

(3)通过全站仪测量钢结构定位装置定位结构的竖直高度h和横向偏移距离l；

(4)计算待测量钢结构的倾斜角度β，β＝arctan(h/l)；

(5)计算定位结构到钢结构圆心的竖直高度h1，h1＝sinβ*d；

(6)计算钢结构的高度h，h＝h-h1。

采用本基础方案的工作原理和有益效果在于，本方案中，先通过钢结构定位装置来准确找到钢结构的圆心，然后测量定位结构的位置得出钢结构的倾斜角度，然后通过钢结构距离定位结构的距离是来计算钢结构的位置，操作简便而且测量的精度高。

进一步，所述钢结构定位装置包括定位部、连接杆和连接架，所述连接架中部与连接杆下端固接，所述连接杆上端与定位部固接，还包括四根定位杆，定位杆沿连接架的周向均匀分布；每根定位杆远离连接架的一端滑动连接有定位部，所述定位杆的端部下侧设有支撑件。通过将连接架固定在钢结构的端部，然后将支撑件放置在钢立柱的端部，沿定位杆滑动定位部，使定位部与内衬板相抵，并调整定位部与连接杆的距离，当多个定位部距离连接杆的长度都相同时，说明钢立柱的圆心与连接杆的轴线共线，通过确定定位部的位置进而可以进一步确定钢立柱的中心。连接杆下端与连接架的中部固定连接，所以当确定连接架的圆心与钢立柱的圆心重合时也能保证钢立柱的连接杆的轴线穿过钢立柱的圆心，进而确保定位结构与钢立柱圆心的连线与连接杆的轴线重合，因为连接杆的长度是固定的，所以定位结构距离连接架中心的距离是固定的，当测量到定位结构的位置后即可以确定钢立柱的中心位置，操作方便。

进一步，所述支撑件与定位杆滑动配合，可以根据需要调整支撑件距离连接架的距离，从而适用于不同大小的钢结构。

进一步，所述支撑件为长度可变的支撑件，可以根据需要调节支撑件的长度，进而改变定位杆距离钢立柱端面的高度，当钢立柱的内衬板具有不同高度时操作更为方便，而且可以确保连接架的端面与钢立柱的端面平行，确保了测量的精度。

进一步，所述定位部包括连接板、定位件和第一螺栓，所述连接板一端与定位杆滑动配合，所述连接板上端面设有螺纹通孔，所述第一螺栓与螺纹通孔螺纹配合，所述定位件与连接板垂直且与连接板固接。在测量时，沿定位杆滑动连接板使定位件与内衬板相抵即可完成对钢立柱的定位。当连接板到指定位置后，因为第一螺栓与螺纹通孔螺纹配合，拧动第一螺栓，可以使第一螺栓穿过螺纹通孔并与定位杆抵紧，这样可以对连接板进行限位，避免在测量时连接板沿定位杆滑动。

进一步，所述定位杆远离连接架的一端的两侧设有滑槽，所述连接板通过滑槽与定位杆滑动配合。连接板通过滑槽实现与定位杆的滑动配合，操作更为方便。

进一步，所述定位件包括圆柱段和圆锥段，所述圆柱段与连接板固定连接，所述圆柱段远离连接板的一端为圆锥段。定位件的圆柱段可以方便的与连接板连接，圆锥段则用于与内衬板相抵。圆锥段与内衬板相抵时两者接触的部位为一个点，在测量定位部距离连接架的距离时的误差更小。

进一步，所述支撑件包括连接块和第二螺栓，所述连接块上端与定位杆下端连接，所述连接块下端面设有螺纹孔，所述第二螺栓与螺纹孔螺纹配合。可以通过拧动第二螺栓调节第二螺栓自由端距离连接块的距离，进而调节整个支撑件的高度，操作方便，而且螺纹有自锁功能，通过第二螺栓与螺纹孔的螺纹配合，可以调节支撑件到任意的长度，适应性更广。

进一步，所述定位杆远离连接架的端部设有限位板。限位板用于限位，避免定位部滑出定位杆。

进一步，所述定位结构为棱镜。

附图说明

图1是本发明一种钢结构的测量方法实施例一测量时的示意图；

图2是本发明一种钢结构的测量方法实施例一中定位装置的立体图；

图3是图2中a处放大图；

图4是实施例一中定位装置的仰视图；

图5是实施例一种钢结构定位装置对钢立柱进行定位的示意图；

图6是实施例二中定位杆的纵向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：连接盘1、支架2、定位杆3、滑槽4、连接板5、第一螺栓6、连接块7、第二螺栓8、定位件9、限位板10、滑动槽11、连接杆12、棱镜13、螺钉14、钢立柱15、内衬板16、第一齿条17、第二齿条18、齿轮19、发条20、条形槽21、连接件22、容纳腔23。

实施例一

一种钢结构的测量方法，该方法通过钢结构定位装置对钢立柱15进行定位。如图2所示，钢结构的定位装置，包括棱镜13、连接杆12、连接架和第二螺栓8。连接架包括连接盘1和支架2，连接盘1位于支架2上端且与支架2焊接。连接杆12下端穿过连接盘1中心且与连接盘1焊接。连接杆12上端与棱镜13固接。钢结构的定位装置还包括四个定位杆3，四个定位杆3沿连接架的周向均匀分布，具体的，每根定位杆3分别与支架2的端部焊接。每根定位杆3远离连接架的一侧滑动连接有定位部。定位杆3远离连接架的一端的两侧设有滑槽4，定位部通过滑槽4与定位杆3滑动配合。

定位部包括连接板5、定位件9和第一螺栓6，连接板5上端通过滑槽4与定位杆3滑动配合。定位杆3包括圆柱段和圆锥段，圆柱段穿过连接板5且与连接板5固定连接，圆柱段远离连接板5的一端为圆锥段，圆锥段用于与内衬板16抵紧。连接板5顶端设有螺纹通孔，第一螺栓6与螺纹通孔螺纹配合。定位杆3端面设有刻度。如图3所示，定位杆3的端部设有支撑件，支撑件包括连接块7和第二螺栓8，连接块7上端与定位杆3下端连接，连接块7下端面设有螺纹孔，第二螺栓8与螺纹孔螺纹配合。如图4所示，在定位杆3的底端开设了滑动槽11，连接块7通过滑动槽11与定位杆3滑动配合。

如图1所示，一种钢结构的测量方法，具体包括如下步骤：

(1)安装全站仪，本实施例中全站仪的型号为拓普康os-101全站仪；

(2)在待测量的钢结构上端安装钢结构定位装置,并量出定位装置的棱镜到钢结构的垂直高度d；

(3)通过全站仪测量钢结构定位装置棱镜的竖直高度h和横向偏移距离l；

(4)计算待测量钢结构的倾斜角度β，β＝arctan(h/l)；

(5)计算棱镜到钢结构圆心的竖直高度h1，h1＝sinβ*d；

(6)计算钢结构的高度h，h＝h-h1。

其中步骤(2)中的具体操作如下：如图5所示，将连接架固定在钢结构的端部，然后将支撑件放置在钢立柱15的端部。通过拧动第二螺栓8调节第二螺栓8自由端距离连接块7的距离，使得连接架的端面与刚立柱的端面平行。第二螺栓8与连接块7螺纹配合，操作方便，而且螺纹有自锁功能，通过第二螺栓8与螺纹孔的螺纹配合，可以调节支撑件到任意的长度，适应性更广。然后沿定位杆3滑动定位部，使定位部的定位件9的圆锥段的端部与内衬板16相抵，并调整定位部与连接杆12的距离，当处于同一条直线上的两个定位杆3的定位部距离连接架的长度都相同时，说明钢立柱15的圆心与连接杆12的轴线共线，即完成了定位。四个定位部的定位件9与内衬板16都相抵时也可以起到限位作用，即可以确保定位装置不会从钢立柱15上脱落。当滑动定位部到指定位置后，因为第一螺栓6与螺纹通孔螺纹配合，拧动第一螺栓6，可以使第一螺栓6与定位杆3抵紧，从而避免在测量时定位部沿定位杆3滑动。

连接杆12下端与连接架的中部固定连接，所以当确定连接架的圆心与钢立柱15的圆心重合时也能保证钢立柱15的连接杆12的轴线穿过钢立柱15的圆心，进而确保棱镜13与钢立柱15圆心的连线与连接杆12的轴线重合，因为连接杆12的长度是固定的，所以棱镜13距离连接架中心的距离是固定的，当测量到棱镜13的位置后即可以确定钢立柱的中心位置，操作方便。一般的钢结构除了包含钢立柱15外还包括位于钢立柱15顶端的内衬板16，且内衬板16的高度一般均高于钢立柱15的高度。所以，本申请中在定位杆3的端部设置了支撑件，支撑件用于支撑在钢立柱15上端面，支撑件与定位部配合也可以夹紧内衬板16，进而可以将定位装置固定在钢结构上，避免对钢结构进行定位(尤其是倾斜设置的钢结构进行定位)时定位装置脱落。在定位杆3远离连接架的端部设有限位板10，限位板10通过螺钉14与定位杆3固定连接。限位板10用于限位，避免定位部滑出定位杆3。

本实施例中先通过钢结构定位装置来准确找到钢结构的圆心，然后测量定位部的位置得出钢结构的倾斜角度，然后通过钢立柱15距离定位部的距离是来计算钢结构的位置，操作简便而且测量的精度高。

实施例二

如图6所示，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例还包括转轴、齿轮19、第一齿条17和第二齿条18。本实施例中定位杆3为两根，两根定位杆3相互垂直且不在同一条水平面上。每根定位杆3的中心点与连接杆12的轴线重合。定位杆3内部为中空设置形成容纳腔23，定位杆3左右两侧的上端面均开设了条形槽21，条形槽21与容纳腔23连通。在容纳腔23中部通过转轴转动连接有齿轮19，在容纳腔23内设有发条20，发条20与转轴固接。容纳腔23左侧设有第一齿条17，第一齿条与容纳腔滑动配合。具体的，第一齿条上端面连接有连接件22，连接件22穿过条形槽21且与连接板5卡接。在容纳腔23右侧滑动连接有第二齿条18，第二齿条18与通过连接件22与右侧的连接板5连接，其连接方式与左侧的相同。第一齿条17和第二齿条18的大小和结构均相同。

在使用时，将钢结构定位装置放置在钢立柱15的端部，仅需要滑动其中一个连接板5即可。下面以左侧的连接板5为例具体说明。当需要确定钢立柱15的圆心与连接杆12的轴线重合时，沿条形槽21向左滑动左侧的连接板5，此时连接件22带动第一齿条17向左滑动，因为第一齿条17与齿轮19啮合，所以第一齿条17向左滑动时，齿轮19逆时针转动。又因为第二齿条18位于齿轮19下端且与齿轮19啮合，所以齿轮19逆时针转动时第二齿条18向右移动。因为第一齿条17和第二齿条18的形状和大小相同，所以第一齿条17和第二齿条18虽然移动的方向相反，但是移动的距离是相同的，即左侧的连接板5和右侧的连接板5可以同步的向相反的方向移动。这样只需要移动一个定位杆3上的一个连接板5即可，而且可以始终保证两个连接板5距离连接杆12的距离是相同的，不需要反复测量连接板5距离连接杆12的距离和反复调整连接板5，操作简单方便，而当不需要使用时，在发条20的作用下齿轮19反转，连接板回到原位。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。