一种建筑结构缝的应变监控方法及监控系统技术方案

本发明专利技术属于建筑结构技术领域，公开了一种建筑结构缝的应变监控方法及监控系统。所述监控方法包括设置初始位置；对第一记忆合金丝施加第一电激励，并监测第一电阻；当第一电阻稳定时撤去第一电激励即可获得所述第一缝宽；对第二记忆合金丝施加第二电激励，并监测第二电阻；当第二电阻稳定时撤去第二电激励即可获得所述第二缝宽；计算得到缝宽变量。所述监控系统包括探针、第一记忆合金丝、第二记忆合金丝、基座、电源及软件；所述软件实现所述监控方法。本发明专利技术在进行结构缝监控时，不但测量尺度更大，且结果更加准确可靠。且结果更加准确可靠。且结果更加准确可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种建筑结构缝的应变监控方法及监控系统


[0001]本专利技术涉及建筑结构
，具体涉及一种建筑结构缝的应变监控方法及监控系统。

技术介绍

[0002]对于构筑物而言，为了避免其结构受到温度胀缩、地基沉降等的影响，需要在相邻结构之间设置对应的结构缝；如膨胀缝、收缩缝、沉降缝、体型缝等。
[0003]为了对构筑物的结构安全性进行确认，需要对所述结构缝的位移量进行监控。目前常用的方法是通过电阻式应变传感器进行监控，其首先获得了弹性元件，如应变片等，在完全弹性形变过程中的电阻率及应变量；然后利用两者间的线性关系获得对应的应变数据；进而获得结构缝对应的位移量。
[0004]但上述监控方法在实际使用时仍具有以下缺陷：常用的电阻式应变传感器受弹性元件的自身局限性影响，可测量的应变范围极小，即低于1％；且测量尺度也较小，从而使其不能满足各类结构缝的实际监控需求。虽然目前也有基于超弹性记忆记忆合金丝的应变监控方法，但由于该方法中的记忆合金丝一直处于受力状态下，因此不仅对应变与电阻率的相关性造成不良影响，还使测量的精确度易于受到环境温度的影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种建筑结构缝的应变监控方法，所述监控方法解决了现有的建筑结构缝监控中测量尺度较小，且监控结果易于受工作状态及外界环境等影响的技术问题。
[0006]本专利技术还提供了一种建筑结构缝的应变监控系统，所述监控系统基于所述应变监控方法搭建，其解决了现有应变监控系统在测量过程中的相应局限性的技术问题。
>[0007]为达成上述目的，本专利技术提出如下技术方案：
[0008]一种建筑结构缝的应变监控方法，包括：
[0009]预先在待监测的所述结构缝中设置一探针，所述探针在第一记忆合金丝和第二记忆合金丝的作用下具有沿所述结构缝宽度方向移动的自由度；
[0010]对第一记忆合金丝施加第一电激励，监测所述第一记忆合金丝的第一电阻直至所述第一电阻稳定不变时撤去所述第一电激励，基于所述第一记忆合金丝的电阻
‑
长度的变化关系获得第一缝宽；
[0011]对第二记忆合金丝施加第二电激励，监测所述第二记忆合金丝的第二电阻直至所述第二电阻稳定不变时则撤去所述第二电激励，基于所述第二记忆合金丝的电阻
‑
长度的变化关系获得第二缝宽；
[0012]通过w＝|(w1+w2)
‑
w0|计算得到所述结构缝的缝宽变量，其中w1为所述第一缝宽，w2为所述第二缝宽，w0为所述结构缝的初始缝宽。
[0013]进一步的，所述预先在待监测的所述结构缝中设置一探针，包括将所述探针设于
结构缝的中轴线上。
[0014]进一步的，所述计算得到结构缝的缝宽变量，还包括：
[0015]通过计算得到所述第一侧缝宽变量；
[0016]通过计算得到所述第二侧缝宽变量。
[0017]进一步的，所述计算得到结构缝的缝宽变量，还包括：
[0018]判断w
1+
w2大于w0是否成立；若成立，判断所述结构缝变宽；
[0019]判断w
1+
w2小于w0是否成立；若成立，判断所述结构缝变窄；
[0020]判断w
1+
w2小于w0是否成立；若成立，判断所述结构缝不变。
[0021]进一步的，在所述对第一记忆合金丝施加第一电激励前，还包括：
[0022]设定电激励周期，在每个所述的电激励周期内分别对第一记忆合金丝施加第一电激励和对第二记忆合金丝施加第二电激励。
[0023]进一步的，所述计算得到结构缝的缝宽变量后，还包括：
[0024]获得所述缝宽变量在所在的电激励周期内随时间变化的变化率；
[0025]当所述变化率大于预设的第一报警阈值时，发送第一报警信息。
[0026]进一步的，所述计算得到结构缝的缝宽变量后，还包括：
[0027]当所述缝宽变量大于预设的第二报警阈值时，发送第二报警信息。
[0028]一种建筑结构缝的应变监控系统，包括探针、第一记忆合金丝、第二记忆合金丝、基座、电源及软件；
[0029]所述第一记忆合金丝和所述第二记忆合金丝分别位于探针两侧，且与所述探针相邻的一端均固定于所述探针轴向的第一端、另一端分别固定于基座上，所述探针轴向的第二端用于内置于所述结构缝中；
[0030]所述电源与所述第一记忆合金丝及所述第二记忆合金丝相连，用于向第一记忆合金丝和第二记忆合金丝供电使其发生形变以带动所述探针移动；
[0031]所述软件，用于执行所述权利要求1
‑
7中任意一项所述的方法。
[0032]进一步的，包括时钟模块，所述时钟模块与所述电源相连，用于设定所述电源的电激励周期。
[0033]进一步的，包括第一隔热套、第二隔热套；所述第一隔热套设于所述探针上，并覆盖其上的第一记忆合金丝；所述第二隔热套设于所述探针上，并覆盖其上的第二记忆合金丝。
[0034]有益效果：
[0035]由以上技术方案可知，为对现有监控方法的缺陷进行改进，本专利技术的技术方案提供了一种新的建筑结构缝的应变监控方法。所述应变监控方法包括：首先，进行了初始位置设置；包括将探针、第一记忆合金丝、第二记忆合金丝之间连接关系的设置，及探针与结构缝之间相对位置的设置。具体将探针设于结构缝之间，又使第一记忆合金丝、第二记忆合金丝沿结构缝宽度设置，并同时与探针相连。此时，由于第一记忆合金丝、第二记忆合金丝均具有良好的电阻应变效应，因此当其受到外力产生形变时即可带动探针运动，并获取对应的电阻值。其次，进行第一缝宽获取；由于形状记忆记忆合金丝在温变作用下可发生完全弹
性形变，而电阻值的变化又与弹性形变量相关。因此，对所述第一记忆合金丝施加第一电激励，以使其受热形变，当监测到第一电阻稳定时则表明所述第一记忆合金丝已形变完成，探针已与对应侧的结构缝相接触。此时撤去所述第一电激励，通过第一记忆合金丝的电阻应变即可获得所述第一缝宽。然后，同理获得第二缝宽。由于第一缝宽与第二缝宽的和即为当前的结构缝宽度，因此再通过两者的和再减去结构缝的初始宽度即为需要进行监控的结构缝的缝宽变量。
[0036]在上述监控方法中，使用了记忆合金丝作为电阻应变元件。其与现有常用的应变传感结构相比，由于记忆合金丝的可恢复应变可达到8％以上，因此在监控过程中，其监控尺度更大。再者，由于当前结构缝的缝宽获取采用了分段获取，即先通过第一记忆合金丝获取第一缝宽，在通过第二记忆合金丝获取第二缝宽；然后将两者相加。该类监控方法与一般所用的单丝监控相比，监控尺度被进一步扩大，更能满足各种构筑物上各种类型的结构缝的监控需求。
[0037]且由上述第一缝宽及第二缝宽的获取过程可得，只有在进行监测时才对第一记忆合金丝、第二记忆合金丝施加对应的电激励，在监测结束时所述电激励即被撤去。因此在未监控状态下，所述第一记忆合金丝、第二记忆合金丝均处于松弛状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑结构缝的应变监控方法，其特征在于，包括：预先在待监测的所述结构缝中设置一探针，所述探针在第一记忆合金丝和第二记忆合金丝的作用下具有沿所述结构缝宽度方向移动的自由度；对第一记忆合金丝施加第一电激励，监测所述第一记忆合金丝的第一电阻直至所述第一电阻稳定不变时撤去所述第一电激励，基于所述第一记忆合金丝的电阻
‑
长度的变化关系获得第一缝宽；对第二记忆合金丝施加第二电激励，监测所述第二记忆合金丝的第二电阻直至所述第二电阻稳定不变时则撤去所述第二电激励，基于所述第二记忆合金丝的电阻
‑
长度的变化关系获得第二缝宽；通过w＝|(w1+w2)
‑
w0|计算得到所述结构缝的缝宽变量，其中w1为所述第一缝宽，w2为所述第二缝宽，w0为所述结构缝的初始缝宽。2.根据权利要求1所述的建筑结构缝的应变监控方法，其特征在于，所述预先在待监测的所述结构缝中设置一探针，包括将所述探针设于结构缝的中轴线上。3.根据权利要求2所述的建筑结构缝的应变监控方法，其特征在于，所述计算得到结构缝的缝宽变量，还包括：通过计算得到所述第一侧缝宽变量；通过计算得到所述第二侧缝宽变量。4.根据权利要求1所述的建筑结构缝的应变监控方法，其特征在于，所述计算得到结构缝的缝宽变量，还包括：判断w1+w2大于w0是否成立；若成立，判断所述结构缝变宽；判断w1+w2小于w0是否成立；若成立，判断所述结构缝变窄；判断w1+w2小于w0是否成立；若成立，判断所述结构缝不变。5.根据权利要求1所述的建筑结构缝的应变监控方法，其特征在于，在所述对...

【专利技术属性】
技术研发人员：金明江，李军代，施曙东，邓国民，邱轶，吴连盛，姚凯，李培文，冯宇飞，邓聪，
申请(专利权)人：上海浦东路桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：