一种钢结构网架监测系统的制作方法

本实用新型涉及土木工程技术领域，特别是涉及一种钢结构网架监测系统。

背景技术：

随着我国经济的快速发展，越来越多的大型建筑出现在人们眼前，例如大型体育场、大型铁路站房、大型展览会场，这些建筑一般跨度较大，建造时通常采用钢结构网架形式。

此类大型建筑服役时间较长（使用年限通常为100年），在服役期间，建筑会受到风、雨、地震等自然现象的破坏；但由于站房是大型的公共建筑，如果出现事故，则经济损失巨大，社会影响难以想象。故需要对此类结构进行健康监测。

目前大型建筑健康监测项目单一，无法准确判断建筑是否健康。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种钢结构网架监测系统，解决无法准确判断建筑是否健康的问题，具有监测项目全面，能够准确判断建筑是否健康的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种钢结构网架监测系统，包括加速度计、静力水准仪、表面应变计、摄像头、处理器和PC机；所述加速度计与所述处理器连接，所述加速度计监测钢结构的微振动；所述静力水准仪与所述处理器连接，所述静力水准仪监测钢结构的挠度（竖向变形）；所述表面应变计与所述处理器连接，所述表面应变计监测钢结构杆件的内力；所述摄像头与所述处理器连接，所述摄像头监测钢结构杆件的腐蚀情况；所述PC机与所述处理器连接，所述PC机接收所述处理器的数据进行再分析，并对分析结果进行显示。

优选地，加速度计在钢结构网架的每个区域的XYZ三面进行3行3列设置安装。

优选地，静力水准仪利用连通管连接基线上形成网络，从而量测结构的挠度曲线。

优选地，静力水准仪选用JMDL－6310AD总线型静力水准仪，量程为100mm，灵敏度为0.01mm。

优选地，表面应变计焊接安装在钢结构网架杆件的表面上。

优选地，摄像头为高清摄像头，与探照灯配合使用。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型通过设计钢结构网架监测系统，包括加速度计、静力水准仪、表面应变计、摄像头、处理器和PC机；系统中的加速度计监测钢结构的微振动，静力水准仪监测钢结构的挠度（竖向变形），表面应变计监测钢结构杆件的内力，摄像头监测钢结构杆件的腐蚀情况，最终通过PC机中专用的软件对各项参数进行系统分析，最终准确判断建筑的健康程度。

附图说明

图1是系统整体原理框图。

图2是钢结构网架示意图。

图3是加速度计安装布置示意图。

图4是静力水准仪安装布置示意图。

图5是表面应变计安装布置示意图。

图中：1、网架；2、加速度计；3、支座；4、静力水准仪；5、基线；6、表面应变计。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，为本实用新型一种钢结构网架监测系统的原理框图，包括加速度计2、静力水准仪4、表面应变计6、摄像头、处理器和PC机；所述加速度计2与所述处理器连接，所述加速度计2监测钢结构的微振动；所述静力水准仪4与所述处理器连接，所述静力水准仪4监测钢结构的挠度（竖向变形）；所述表面应变计6与所述处理器连接，所述表面应变计6监测钢结构杆件的内力；所述摄像头与所述处理器连接，所述摄像头监测钢结构杆件的腐蚀情况；所述PC机与所述处理器连接，所述PC机接收所述处理器的数据进行再分析，并对分析结果进行显示。

工作时加速度计2、静力水准仪4、表面应变计6、摄像头分别对钢结构网架1的微振动、挠度（竖向变形）、杆件内力、杆件腐蚀情况等参数进行数据采集，将采集后的数据传输到处理器进行处理，经过处理后的数据传入到PC机内，PC机安装有特定的数据分析软件，软件对数据进行综合分析处理，判断钢结构网架1的健康情况，最终判断结构由PC机进行显示。

如图2和图3所示，分别为钢结构网架示意图和加速度计2安装布置示意图，网架1的温度缝、抗震缝、沉降缝把网架1分隔为不同的区域，每个区域按照单独的个体进行监测。单独区域内布置3行3列加速度计2，每处布置X、Y、Z三向加速度计2，共计布置3×3×3＝27个加速度计2。对于有凹凸复杂结构可以适当加密布置加速度计2。

加速度计2能够量测结构的微振动，通过加速度计2的测试结果反推结构的振型。结构损伤以后振型的相关数据（振型、周期等）会出现改变，故通过加速度计2测试结果了解结构相关参数，从而能判定结构的损伤情况。

如图4所示，为静力水准仪4安装布置示意图，安装的部位需要考虑竖向的位移要求，以及安装方便、后期维护简答的要求，同时必须保证静力水准仪4在相应的基线5上。静力水准仪4可以根据基点的变形来形成系统，然后综合测试基线5的结构挠度（竖向变形）。

静力水准仪4选用JMDL－6310AD总线型静力水准仪4，量程为100mm，灵敏度为0.01mm，此种静力水准仪4量程与灵敏度均满足实际系统的需要，同时也可以根据实际情况选择静力水准仪4的规格型号。

如图5所示，为表面应变计6安装布置示意图，一般钢结构杆件内力测量采用表面应变计6，在杆件的表面上焊接表面应变计6。由于杆件较多考虑经济因素，不能处处兼顾，根根测定，故可以根据计算机仿真分析的结果选择应力大、对整体安全影响大的杆件进行测试元件的布置。考虑到经济性，常采用的原则是对称布置，重点部位布置。在支座3、跨中等部位，对上弦杆、腹杆、下弦杆的相应杆件进行应变计的安装。

钢结构杆件在室外潮湿时容易锈蚀，锈蚀以后对整体的安全影响较大，故应该对其进行监测。选取屋盖的悬挑在室外的部位，悬空数十米，这些部位在使用期间人员无法实时近距离观察，故需要通过设备进行监测，在相应的点布置探照灯和高清摄像头，通过二者的组合实施监测钢结构的锈蚀情况。

使用过程：

首先在钢结构网架1的相应位置安装加速度计2、静力水准仪4、表面应变计6和摄像头，然后对各个仪器进行参数调整，同时把加速度计2、静力水准仪4、表面应变计6、摄像头与处理器进行连接，然后将处理器与PC机进行连接，最后将设备接通电源即可实现对钢结构网架1数据采集分析，监测建筑的健康状况。

采用上述技术方案后，本系统通过加速度计2监测钢结构的微振动，通过静力水准仪4监测钢结构的挠度（竖向变形），通过表面应变计6监测钢结构杆件的内力，通过摄像头监测钢结构杆件的腐蚀情况，最终通过PC机中专用的软件对各项参数进行系统分析，准确判断建筑的健康状况。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。