一种应用于超高层建筑水平方向挠度监测方法与流程

本发明属于施工控制及结构安全监测领域，特别涉及一种应用于超高层建筑水平方向挠度监测方法。

背景技术：

1、随着我国经济及建造水平的不断发展，高层、超高层建筑数量越来越多，结构的安全始终是工程关注的最重要的问题，而对于结构的监测常规方法监测结构力学指标获位移指标，通过该类指标推断结构安全状态。而对于超高层而言监测力学指标难度较大，监测位移指标存在一定的可操作性。超高层结构挠度主要有结构自振、空气气流作用、光照等原因，而监测手段主要以光学仪器为主。最为常见的为全站仪、激光测距仪等，但由于全站仪实际监测距离有限，且监测效率较低，很难对高层尤其超高层建筑进行高效测量，常规激光传感器在短距测距方面具有监测效率高的明显优点，但该类设备只能监测径向一维变形数据，很难对水平方向变形数据进行监测，且随着距离加大，监测误差随之加大，导致该技术及方法在超高层结构挠度监测过程中很难适用。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种应用于超高层建筑水平方向挠度监测方法，用于超高层建筑水平向挠度监测，解决现有监测手段对于超高层结构变形监测的短板，为变形控制提供数据支持，确保安全生产。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种应用于超高层建筑水平方向挠度监测方法，包括如下步骤：

4、步骤1，将超高层建筑沿着竖向分成n个区域，n是大于1的自然数，在所述超高层建筑上需要监测水平方向挠度的侧面设置一采集传输群组，所述采集传输群组包括若干采集传输模块与若干标靶，在超高层建筑每个区域安装一采集传输模块和一标靶，所述采集传输模块包括激光探头，所述标靶与激光探头一对一设置且分别设置于超高层建筑每个区域的上、下端，所述标靶是一个由一水平板、一竖向板和一斜向板围成的直角三角形柱，所述竖向板与超高层建筑的外立面贴合且固定连接，所述水平板与超高层建筑的外立面相垂直，所述斜向板设置于所述水平板的下方，所述激光探头设置于所述标靶的斜向板的中部下方，所述激光探头的激光打在对应标靶的斜向板上，所述激光探头是激光测距仪，采集传输群组内的所述激光探头的激光发射方向同向且同轴，将各采集传输模块通过数据网关模块与云服务器通讯连接；

5、步骤2，采集传输群组内每个激光探头进行监测，记录超高层建筑初始状态时每个激光探头的监测数据；

6、步骤3，对采集传输群组内每个激光探头实时监测数据与初始状态时的监测数据进行比较获取超高层建筑对应区域的竖向位移变化δyi,i是自然数，i∈[1,n]；

7、步骤4，通过公式一分别计算得到超高层建筑对应区域的水平位移变化

8、δxi，δxi＝δyi*tanθ   公式一

9、其中，θ是指标靶上斜向板与竖向板之间的夹角；

10、步骤5，将超高层建筑各区域的水平位移变化相加得到超高层建筑在安装所述采集传输群组那一侧的水平方向挠度。

11、优选的，在上述的应用于超高层建筑水平方向挠度监测方法中，所述采集传输模块还包括第一微控制单元、第一时钟模块、第一存储模块、第一供电模块以及第一现场通讯模块，所述第一微控制单元分别与激光探头、第一时钟模块、第一存储模块、第一供电模块以及第一现场通讯模块连接。

12、优选的，在上述的应用于超高层建筑水平方向挠度监测方法中，所述数据网关模块包括第二微控制单元、第二时钟模块、第二存储模块、第二供电模块、第二现场通讯模块以及远程通讯模块，所述第二微控制单元分别与第二时钟模块、第二存储模块、第二供电模块、第二现场通讯模块以及远程通讯模块连接，所述第一现场通讯模块与所述第二现场通讯模块通讯连接，所述第二微控制单元通过远程通讯模块与云服务器通讯连接。

13、优选的，在上述的应用于超高层建筑水平方向挠度监测方法中，所述第一时钟模块和第二时钟模块均采用高精度时钟，且每隔一段时间数据网关模块向各个采集模块发送指令，进行时钟校验。

14、优选的，在上述的应用于超高层建筑水平方向挠度监测方法中，在步骤1中，还包括对个采集传输模块和数据网关模块进行调试，调试完成后，通过采集传输模块采集激光探头的监测数据，将监测数据存储于对应的第一存储模块的同时将监测数据发送至数据网关模块。

15、优选的，在上述的应用于超高层建筑水平方向挠度监测方法中，所述超高层建筑的外侧设置两个以上采集传输群组，所述两个采集传输群组均匀分布于所述超高层建筑的四周，通过对各采集传输群组内每个激光探头不同时间的监测数据的处理能够获取超高层建筑在安装对应采集传输群组那一侧的水平方向挠度。由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

16、本发明提供的一种应用于超高层建筑水平方向挠度监测方法，采用采集传输群组以及数据网关模块，所述采集传输群组设置于所述超高层建筑上需要监测水平方向挠度的侧面，所述采集传输群组包括若干采集传输模块与若干标靶，所述超高层建筑沿着竖向分成n个区域，n是大于1的自然数，所述采集传输模块包括激光探头，所述标靶与激光探头一对一设置且分别设置于超高层建筑每个区域的上、下端，所述标靶是一个由一水平板、一竖向板和一斜向板围成的直角三角形柱，所述竖向板与超高层建筑的外立面贴合且固定连接，所述水平板与超高层建筑的外立面相垂直，所述斜向板设置于所述水平板的下方，所述激光探头设置于所述标靶的斜向板的中部下方，所述激光探头的激光打在对应标靶的斜向板上，所述激光探头是激光测距仪，采集传输群组内的所有激光探头的激光发射方向同向且同轴，所述采集传输模块将激光探头测得的数据通过数据网关模块发送至云服务器，通过对采集传输群组内每个激光探头不同时间的监测数据的处理能够获取超高层建筑在安装所述采集传输群组那一侧的水平方向挠度。本发明通过将超高层建筑分割成若干区域，结合特制标靶，通过测量每个区域的竖向变形，计算得到超高层建筑水平向位移即超高层建筑水平方向挠度，解决了现有技术在超高层建筑位移监测过程中距离超限问题以及超高层建筑水平向位移监测难题。

技术特征：

1.一种应用于超高层建筑水平方向挠度监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的应用于超高层水平方向挠度监测方法，其特征在于，所述采集传输模块还包括第一微控制单元、第一时钟模块、第一存储模块、第一供电模块以及第一现场通讯模块，所述第一微控制单元分别与激光探头、第一时钟模块、第一存储模块、第一供电模块以及第一现场通讯模块连接。

3.如权利要求2所述的应用于超高层建筑水平方向挠度监测装置，其特征在于，所述数据网关模块包括第二微控制单元、第二时钟模块、第二存储模块、第二供电模块、第二现场通讯模块以及远程通讯模块，所述第二微控制单元分别与第二时钟模块、第二存储模块、第二供电模块、第二现场通讯模块以及远程通讯模块连接，所述第一现场通讯模块与所述第二现场通讯模块通讯连接，所述第二微控制单元通过远程通讯模块与云服务器通讯连接。

4.如权利要求3所述的应用于超高层建筑水平方向挠度监测装置，其特征在于，所述第一时钟模块和第二时钟模块均采用高精度时钟，且每隔一段时间数据网关模块向各个采集模块发送指令，进行时钟校验。

5.如权利要求1所述的应用于超高层建筑水平方向挠度监测装置，其特征在于，还包括对个采集传输模块和数据网关模块进行调试，调试完成后，通过采集传输模块采集激光探头的监测数据，将监测数据存储于对应的第一存储模块的同时将监测数据发送至数据网关模块。

6.如权利要求1所述的应用于超高层建筑水平方向挠度监测装置，其特征在于，所述超高层建筑的外侧设置两个以上采集传输群组，所述两个采集传输群组均匀分布于所述超高层建筑的四周，通过对各采集传输群组内每个激光探头不同时间的监测数据的处理能够获取超高层建筑在安装对应采集传输群组那一侧的水平方向挠度。

技术总结
本发明提供一种应用于超高层建筑水平方向挠度监测方法，采用采集传输群组及数据网关模块，采集传输群组包括若干采集传输模块与若干标靶，超高层建筑沿着竖向分成n个区域，采集传输模块包括激光探头，标靶与激光探头分别设置于超高层建筑每个区域的上、下端，标靶是一个由一水平板、一竖向板和一斜向板围成的直角三角形柱，激光探头的激光打在对应标靶的斜向板上，激光探头是激光测距仪，采集传输模块将激光探头测得的数据通过数据网关模块发送至云服务器，通过对采集传输群组内每个激光探头不同时间的监测数据的处理能够获取超高层建筑水平方向挠度，解决了现有技术在超高层建筑位移监测过程中距离超限问题以及超高层建筑水平向位移监测难题。

技术研发人员：沈志勇,李鑫奎
受保护的技术使用者：上海建工集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15