[发明专利]基于磁场的火灾情况下钢筋混凝土结构安全监测系统及方法有效
申请号: | 201710290761.9 | 申请日: | 2017-04-28 |
公开(公告)号: | CN107121334B | 公开(公告)日: | 2019-05-17 |
发明(设计)人: | 江胜华;李伟清;鲍安红;汪时机;杨兴据;梅东;胥兴 | 申请(专利权)人: | 西南大学 |
主分类号: | G01N3/06 | 分类号: | G01N3/06;G01N3/18 |
代理公司: | 重庆鼎慧峰合知识产权代理事务所(普通合伙) 50236 | 代理人: | 朱浩 |
地址: | 400715*** | 国省代码: | 重庆;50 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 磁场 火灾 情况 钢筋 混凝土结构 安全 监测 系统 方法 | ||
本发明公开了一种基于磁场的火灾情况下钢筋混凝土结构安全监测系统,包括火灾探测块、火灾感应块和火灾控制处理系统,火灾感应块检测火灾探测块的磁化率并将磁化率发送至火灾控制系统,火灾控制处理系统根据火灾探测块的磁化率计算出火灾情况下的钢筋屈服强度、混凝土抗压强度、钢筋混凝土梁的抗弯承载力,与常温下的钢筋混凝土梁的抗弯承载力比较得到安全系数,从而进行火灾情况下的钢筋混凝土梁安全预警。本监测系统可以实现火灾情况下钢筋混凝土结构安全的实时监测。
技术领域
本发明涉及一种基于磁场的火灾情况下钢筋混凝土结构安全监测系统及方法。
背景技术
随着城市人口居住的密集化和高层建筑的迅速发展,尽管预防火灾发生和消防的手段愈来愈先进,火灾发生仍日益频繁。一旦建筑物发生火灾,其结构的材料性能严重恶化,还将发生剧烈的内(应)力重分布,使结构的性能大大削弱,危及结构的安全性,甚至酿成严重事故,使人民的生命和财产蒙受重大损失,而对我国来说,钢筋混凝土结构房屋仍是建筑工程的主体,即使是其他结构形式的房屋,楼屋盖的材料也多为钢筋混凝土。因此火灾情况下钢筋混凝土的安全监测十分必要和迫切。另一方面,目前的研究人员主要集中在火灾后钢筋混凝土结构性能检测,由于火灾高温情况下传感器难以存活,尚无法实现火灾情况下钢筋混凝土结构安全的实时监测。
针对火灾情况下钢筋混凝土结构安全监测的重大需求,本发明提出一种基于磁场的火灾情况下钢筋混凝土结构安全监测系统及监测方法。采用高铝耐火砖和钆构建火灾探测块,采用磁化率仪构建火灾感应块,从而建立监测系统。在钢筋混凝土结构承受火灾情况下,实时且精确地监测钢筋混凝土结构的温度及承载力衰减,解决钢筋混凝土结构在火灾情况下的实时安全监测。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明要解决的技术问题之一是提供一种基于磁场的火灾情况下钢筋混凝土结构安全监测系统,该监测系统能够实现在火灾情况下钢筋混凝土结构安全的实时监测。
就监测系统而言,包括
-火灾探测块,埋设于钢筋混凝土梁内,具有磁性;
-火灾感应块,埋设于钢筋混凝土梁内,用以检测火灾探测块的磁化率并将磁化率发送至火灾控制系统,
-火灾控制处理系统,根据火灾探测块的磁化率计算出火灾情况下的钢筋屈服强度、混凝土抗压强度和钢筋混凝土梁的抗弯承载力,与常温下的钢筋混凝土梁的抗弯承载力比较得到安全系数,从而进行火灾情况下的钢筋混凝土梁安全预警。
进一步地,所述火灾探测块包括钆块和包裹在钆块外的高铝耐火砖外壳。
进一步地,所述火灾感应块包括磁化率仪、无线通讯模块、石棉隔热层和高铝耐火砖外壳,所述磁化率仪用以检测钆块的磁化率,所述无线通讯模块将磁化率仪用以检测钆块的磁化率发送至火灾控制处理系统,所述石棉隔热层包裹在磁化率仪和无线通讯模块外,所述高铝耐火砖外壳包裹在石棉隔热层外。
本发明要解决的技术问题之二是提供一种基于磁场的火灾情况下钢筋混凝土结构安全监测方法,该监测方法在钢筋混凝土结构承受火灾情况下,能够实时且精确地监测钢筋混凝土结构的温度及承载力衰减,从而进行实时监测。
就监测方法而言,包括如下步骤:
S1)火灾情况下,通过火灾感应块里的磁化率仪测量火灾探测块中钆的磁化率χT;
S2)计算火灾情况下钢筋混凝土梁内的温度T:
式中,C为钆的居里常数,监测前由实验测得;
S3)火灾情况下,混凝土抗压强度fcT为
式中,fc为常温情况下的混凝土抗压强度;
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