柔性悬挂式幕墙群布隐蔽型滑移支座健康监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种柔性悬挂式幕墙群布隐蔽型滑移支座健康监测方法及装置，所述柔性悬挂式幕墙支撑体系包括钢环梁、吊杆、径向支撑和隐蔽型滑移支座，所述方法通过监测吊杆的应力应变状态来判断所述隐蔽型滑移支座的健康状态；所述装置包括应变计和监测平台，所述应变计安装于吊杆上，并通过有线和/或无线方式连接至监测平台。与现有技术相比，本发明专利技术创新性地提出了简明有效的间接监测方法与装置，并经优化后应用于工程实践，取得了良好的实效，为大尺度复杂幕墙及其支撑体系的施工安装和安全运维创立了一种全新的健康监测手段，所形成的工作装置和方法可为同类工程项目的健康监测提供参考。

Health monitoring method and device of concealed sliding bearing for flexible suspension curtain wall group

The present invention relates to a health monitoring method and device for concealed sliding support of flexible suspension curtain wall group. The support system of flexible suspension curtain wall includes steel ring beam, suspender, radial support and concealed sliding support. The method judges the health status of concealed sliding support by monitoring the stress and strain state of suspender. The strain gauge is mounted on the suspender and connected to the monitoring platform by wired and/or wireless means. Compared with the existing technology, the invention innovatively puts forward a concise and effective indirect monitoring method and device, which has been optimized and applied to engineering practice and achieved good results. It creates a new health monitoring method for the construction, installation and safe operation and maintenance of large-scale complex curtain wall and its supporting system. The working device and method formed can be used for the health of similar engineering projects. Monitoring provides reference.

【技术实现步骤摘要】
柔性悬挂式幕墙群布隐蔽型滑移支座健康监测方法及装置
本专利技术涉及超高层建筑健康监测
，涉及一种柔性悬挂式幕墙的监测技术，尤其是涉及一种柔性悬挂式幕墙群布隐蔽型滑移支座健康监测方法及装置。
技术介绍
随着现代大空间和超高层建筑的不断发展，具有标志性的大尺度幕墙工程也逐渐增多。大空间尺度幕墙必然要求有大尺度的支撑体系，其与常规的结构体系有诸多不同，除了材料和选型，这些大尺度的支撑结构必须适应主体结构和幕墙本身的变形要求，同时保证幕墙的功能。幕墙支撑体系无论其是刚性还是柔性的，都面临着结构本身、温度、地震和风载所带来的变形问题，而金属构件因温度变化所产生的变形表现的尤为显著。除了幕墙本身需要适应多种变形，其支撑结构同样要适应这些复杂变形，对于大空间尺度的支撑体系而言，其技术要求更高。幕墙单元板块无论是有框还是无框，因其尺度相较于幕墙体系的支撑结构而言总是偏小的，通过缝隙和转接的构造设计来吸收幕墙本身的各种变形在技术上已趋于成熟。但是，处理大尺度幕墙支撑结构对各种变形的容适性，往往比幕墙单元板块要复杂的多，需要设置一些特殊的可动装置来实现协同变形。如某地中心大厦主楼外幕墙采用大尺度几何柔性悬挂式幕墙，总面积约14万m2，由20357个单元板块组成。由于削减风荷载和建筑造型的需要，外幕墙采用120度旋转向上的收分设计形成几何造型。除了塔冠外幕墙的支撑结构采用上挂形式，从每区的桁架层底部自上而下悬垂下来，分区悬挂尺度除了一区均超过60米，最高为66.65米。每层由460钢吊杆、钢环梁和径向支撑杆件形成围合的几何空间结构，幕墙单元板块通过转接件与支撑结构相连接，其形态如同“玻璃筒裙”。中心外幕墙旋转收分的设计形态，使得外幕墙悬挂体系的钢吊杆并非是垂直的，而是沿着幕墙面进行倾斜布置，并采用一组双杆来提高安全冗余度。幕墙自身重力在倾斜吊杆上会产生水平分力，平面外倾斜所产生的径向水平分力由径向撑杆承担；平面内所产生的水平分力会使得与吊杆相连的幕墙水平环梁自然产生水平转动趋势，而限制这一整体转动的装置就是平面止推支座。由于该中心大厦建筑高度达到632米，建筑结构受到强风、地震、温度变化、自身恒-活荷载和压缩徐变等因素影响会产生多种复杂变形。形如“筒裙”的外幕墙工作机理必须适应主塔结构及其本身支撑结构的各种变形，这种变形不仅仅出现在幕墙板块之间，更为复杂的是从整体上反映在其大尺度支撑体系之间。根据设计分析与要求，分区外幕墙的最大张开变形为80mm，最大闭合变形为250mm；水平伸缩能力须满足钢环梁的温度变形即：±50mm，且在这样的变形过程中，幕墙体系必须保证其设计所要求的四性功能与整体稳定。为了吸收支撑体系的变形，在技术设计上引入了十分独特的滑移支座。外幕墙支撑体系滑移支座大体上可以分为五类：1)竖向滑移支座、2)水平滑移支座、3)平面止推支座、4)平面滑移支座和5)可偏转铰支座。竖向滑移支座服务于环梁的上下滑动，限制环梁的水平移动和扭转。水平滑移支座服务于环梁因温度变化的热胀冷缩变形。平面止推支座限制环梁在水平面内的旋转，释放环梁的竖向滑动。平面滑移支座服务于一区支撑桁架东连接端的平面内滑动。可偏转铰支座服务于径向撑杆内侧连接点的转动。由于特型支座数量众多，类型复杂，且基本属于隐蔽型装置，经过设计优化，最终约有1562个各类特型支座分布于外幕墙结构空间，服务于整个外幕墙支撑体系。外幕墙所谓柔性悬挂是因为其竖向传力依靠25组双吊杆自上而下通过耳板和销轴与每层钢环梁实现纯铰接连接，理论上吊杆是单向受拉杆件，当塔楼摆动时，幕墙支撑体系会同时出现收拉张开变形和受压闭合变形两种状态。受拉一侧即便吊杆拉力和受拉变形值较大，只要在设计允许值内，通过转接件连接的幕墙单元板块及整体就不会出现安全问题。而在幕墙支撑体系受压一侧，理论上通过幕墙自重产生的下推力大于竖向滑移支座的内部摩阻力，就能够实现悬挂幕墙的整体闭合变形。但如果竖向滑移支座因某种原因，摩阻力增大，就会使得下移闭合变形受到阻碍，幕墙单元板块就会受到挤压，幕墙受损破裂的风险就会增大。因此，柔性悬挂式外幕墙状态是否正常，有赖于这些支座的工作状态是否健康，尤其是分区底环梁上的竖向滑移支座。由于竖向滑移支座构造最为复杂，加工和安装难度最大，并要求做到设计寿命内的免维护，因而工程风险相对较高。由于竖向滑移支座作为可动连接节点，其轴套与支撑环梁相整合，而滑轴与楼面钢梁连接，包括固态润滑脂的摩擦副均是隐蔽型工作部件，如何直观检查隐蔽型支座装置内部滑轴是否正常目前尚无有效的工具和手段，因而必须创新一种简明可靠的监测方案。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种柔性悬挂式幕墙群布隐蔽型滑移支座健康监测方法及装置。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种柔性悬挂式幕墙群布隐蔽型滑移支座健康监测方法，所述柔性悬挂式幕墙支撑体系包括钢环梁、吊杆、径向支撑和隐蔽型滑移支座，该方法通过监测吊杆的应力应变状态来判断所述隐蔽型滑移支座的健康状态。进一步地，所述吊杆为推阻比最小吊杆，所述隐蔽型滑移支座紧邻所述吊杆。进一步地，该方法根据吊杆的应力应变状态产生相应报警等级，具体地，吊杆应变<-200με或>1200με时，产生严重报警信号；吊杆应变处于0～-200με或处于960με到1200με之间时，产生一般报警信号；吊杆受拉且在设计容许值之内，则产生安全信号。进一步地，所述设计容许值为255MPa。进一步地，对于双吊杆组成体系，以先进入屈服状态的吊杆作为监测对象。本专利技术还提供一种实现所述的健康监测方法的柔性悬挂式幕墙群布隐蔽型滑移支座健康监测装置，包括应变计和监测平台，所述应变计安装于吊杆上，并通过有线和/或无线方式连接至监测平台。进一步地，所述吊杆上设置有两个应变计，所述两个应变计对称布置。进一步地，所述应变计采用表面型正弦式应变传感器。进一步地，所述应变计通过有线方式连接至监测平台时，数据线沿幕墙支撑环梁铺设。进一步地，该监测装置还包括子站和集线箱，所述数据线通过集线箱与子站连接，所述子站与监测平台连接。与现有技术相比，本专利技术具有以如下有益效果：1)本专利技术通过对吊杆的应力应变情况进行监测，进而间接获得隐蔽型滑移装置的健康监测结果，方法简单快速。2)本专利技术的监测过程可覆盖幕墙安装和使用阶段全寿命周期，提高幕墙使用可靠性。3)本专利技术可以采用有线和无线两种数据采集模式，可以覆盖工程项目的建造期和营运期，在运维阶段实现实时状态监控和预警功能。4)本专利技术可为同类工程项目的健康监测提供参考。附图说明图1为本专利技术的流程示意图；图2为本专利技术实施例中的应变监测数据。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。现代大空间幕墙支撑体系会借助一些特型可动装置来适应各种复杂变形，幕墙及其整体的健康状态往往与这些装置的工作状态密切相关。具有复杂几何形态的某中心大厦外幕墙采用了大尺度柔性悬挂设计，其支撑体系在考虑与塔楼横向、竖向与扭转变形互相协调的措施方面，引入了房屋建筑中十分罕见的群布性隐蔽型滑移装置系统，这些滑移装置对保证幕墙达到设计功能和使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性悬挂式幕墙群布隐蔽型滑移支座健康监测方法，所述柔性悬挂式幕墙支撑体系包括钢环梁、吊杆、径向支撑和隐蔽型滑移支座，其特征在于，该方法通过监测吊杆的应力应变状态来判断所述隐蔽型滑移支座的健康状态。

【技术特征摘要】
1.一种柔性悬挂式幕墙群布隐蔽型滑移支座健康监测方法，所述柔性悬挂式幕墙支撑体系包括钢环梁、吊杆、径向支撑和隐蔽型滑移支座，其特征在于，该方法通过监测吊杆的应力应变状态来判断所述隐蔽型滑移支座的健康状态。2.根据权利要求1所述的柔性悬挂式幕墙群布隐蔽型滑移支座健康监测方法，其特征在于，所述吊杆为推阻比最小吊杆，所述隐蔽型滑移支座紧邻所述吊杆。3.根据权利要求1所述的柔性悬挂式幕墙群布隐蔽型滑移支座健康监测方法，其特征在于，该方法根据吊杆的应力应变状态产生相应报警等级，具体地，吊杆应变<-200με或>1200με时，产生严重报警信号；吊杆应变处于0～-200με或处于960με到1200με之间时，产生一般报警信号；吊杆受拉且在设计容许值之内，则产生安全信号。4.根据权利要求3所述的柔性悬挂式幕墙群布隐蔽型滑移支座健康监测方法，其特征在于，所述设计容许值为255MPa。5.根据权利要求1所述的柔性悬挂式幕墙群布隐蔽型...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伟宁，张其林，
申请(专利权)人：宋伟宁，上海同磊土木工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31