[发明专利]一种移动式建筑屋面板结构健康检测方法

说明书

本发明公开了一种移动式建筑屋面板结构健康检测方法，步骤如下：S1、移动机构搭载传感器至需检测位置；S2、移动机构将传感器下放；S3、传感器采集信号；步骤S2中，移动机构下放的传感器为振动传感器；步骤S3中，传感器采集的信号为屋面板结构的频率信息；步骤S1中，移动机构为移动监测机器人。本发明使用移动搭载方式，利用机器人搭载移动传感器进行移动采集，以达到全部屋面板遍历目的，从而克服运营状态下屋面板性能劣化位置的不确定性；有限传感器类型与布设位置导致的监测数据不完备性两个最关键的问题；使用搭载振动采集设备的自动巡航机器人，能实现屋面全覆盖检测；移动式振动信号采集，对屋面板大规模巡检并记录结构响应的频率信息。

技术领域

本发明涉及一种建筑屋面板结构检测方法，特别涉及一种移动式建筑屋面板结构健康检测方法。

背景技术

屋面板系统的传统检测手段是定期派遣维护人员进行目视检测，及时发现局部结构松动、锈蚀等损伤。根据《JGJ255-2012采光顶与金属屋面技术规程》条款11.1.1的规定，采光顶、金属屋面板工程竣工验收时，承包商应向业主提供使用维护说明书，其中应包括定期的维护、保养要求，为业主培训维修、维护人员。但是，依靠人工检修耗费人力物力，检测作业困难且效率底下，无法发现肉眼不可见的潜在损伤，天窗期检测的检测作业条件尤为苛刻，依靠人工目视检测结果有明显的不确定性。

维管人员仅仅依靠目视检查和经验判断，缺乏理论及客观依据进行判断，容易引起错误识别和隐患漏检。主观上，容易受到人员经验的影响，客观上也缺乏有效的判别指标和判断依据。缺乏客观衡量指标，使得长期发展趋势无法记录，难以深入研究，也影响了屋面板体系健康状态的识读。研究发现，屋面板振动频率是反应屋面板健康状况的一个重要指标。

并且，维管人员高空作业存在较高安全风险、尤其是在恶劣气候下的应急检查。再者，人员检修必然受到天窗期作业时间限制，无法实现大面积、全覆盖的日常巡检。

国内外近年来均有案例通过各类监测技术以解决上述问题，较前沿的监测技术主要是通过快速处理视频数据以获取高铁站台雨棚振动幅值与频率信息。这类方法首先通过对站房空间结构的有限元模型分析，优化传感器的布置。然后采用应变片、加速度拾振器和温度传感器等附着于结构表面，通过数据采集程序实现对结构响应与环境荷载的连续采集和存储，并利用运营模态分析技术对采集数据进行自动处理，跟踪结构动态参数变化规律并分离环境荷载的影响，通过网络将处理结果传递至监控中心。最后利用流水图进行结构的疲劳性能分析，保证在运营状态下的长期安全。但是，该方法能够布置的传感器数量有限，多数传感器布设在理论上的最不利位置，对于雨棚的局部损伤监测存在很大的盲区，在空间精度上存在较大的不确定性。

因此，如何快速、便利且低成本地检测屋面板的振动频率就成了一个关键性问题。

传统的布设固定式传感器监测建筑物屋面板频率的解决办法有以下几点不足：

1.需要布设数量庞大；

2.由于离散布点，即使布设庞大数量的传感器仍然无法达到全部覆盖的目的；

3.无法知道布设位置是否是最佳位置。

4.选点、施工安装、布线等极为不便，且成本巨大。

不难发现，上述监测手段均无法解决以下几个关键的不确定性问题：

1)运营状态下大面积屋面板性能劣化、风险发生位置的随机性；

2)有限传感器类型与布设位置导致监测数据的不完备性；

3)环境影响与测试噪声导致采集失真从而影响监测数据的准确可靠性；

4)监测数据与不同类别结构性能劣化模式之间映射关系的不确定性

发明内容