[发明专利]三维位移轨迹记录仪及其与隔震层的安装结构和使用方法

说明书

本发明涉及一种三维位移轨迹记录仪及其与隔震层的安装结构和使用方法，三维位移轨迹记录仪包括位移监测机构，位移监测机构包上缸体，以及能相对上缸体上下动作的下缸体；上缸体与下缸体之间设置有纵向位移监测装置作为纵向位移监测机构以及复位机构；下缸体远离上缸体的一端设置有用于监测隔震层水平位移的水平位移监测机构。本发明提供了一种三维位移轨迹记录仪及其与隔震层的安装结构和使用方法，能够实现建筑体的三维位移监测，能够记录隔震建筑在震时的隔震层的水平位移响应，也能够实时监控记录隔震建筑在施工阶段、正常运营阶段、震时的不同阶段中隔震层的纵向位移。

技术领域

本发明涉及位移监测领域，具体涉及一种用于监测隔震层在三维维度中的位移轨迹记录监测领域，尤其涉及一种三维位移轨迹记录仪及其与隔震层的安装结构和使用方法。

背景技术

隔震建筑是通过隔震支座来延长结构的周期并给予结构较大的阻尼，使结构上的加速度反应大大降低。上部结构在地震中会发生接近平移的运动，结构产生的较大位移由隔震层来承受，大大提高了建筑结构安全度和抵御地震风险的能力。

隔震结构在地震时产生的位移是由隔震层来承受的，因此对于隔震层地震响应位移的测量和记录意义重大。首先，它能够为隔震结构地震响应计算和研究、提供大量的数据基础；其次，结合场地参数、地震台网地震动数据以及建筑结构模型参数有助于相关专家学者进行地震动传播规律、建筑结构的地震响应等课题研究。

据相关研究统计，截至2019年，我国已建成的隔震建筑数量已超过5000栋，而目前对于隔震层位移的测量和监测仅仅停留在大型、超大型隔震工程的施工阶段，包括进行隔震支座的定位测量、施工监控、沉降监测以及相应的位置纠偏等工作。缺少对于隔震建筑运营过程中经受地震作用时的隔震层位移的记录和监测。隔震层地震响应数据的采集工作迫在眉睫，这样才能更好地辅助科学研究、理论验证以及隔震结构的设计。

另外，目前应用到的监测系统对水平位移的监测一般使用的是在水平向安装加速度传感器，要得到水平向的位移信息需要通过算法积分得到，这过程中存在计算误差，且得到的位移函数不能准确描述运动的方向信息。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种三维位移轨迹记录仪及其与隔震层的安装结构和使用方法，能够实现建筑体的三维位移监测，一方面能够记录隔震建筑在震时的隔震层的水平位移响应，另一方面能够实时监控记录隔震建筑的施工阶段、正常运营阶段、震时的三个不同阶段中隔震层的纵向位移。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种三维位移轨迹记录仪，包括位移监测机构，所述位移监测机构包上缸体，以及能相对所述上缸体上下动作的下缸体；所述上缸体与所述下缸体之间设置有用于检测上缸体和下缸体之间相对位移的纵向位移监测装置以及复位机构作为纵向位移监测机构；或/和，所述上缸体与所述下缸体之间设置有用于监测隔震层水平位移的水平位移监测机构，所述水平位移监测机构包括在下缸体远离上缸体的一端设置的合金探头，以及与所述合金探头正对或/和抵靠的水平位移轨迹板。

本发明一个较佳方案中，水平位移轨迹板包括机械式水平位移轨迹板或/和电子式水平位移轨迹板。

本发明一个较佳方案中，上缸体与所述下缸体相互套设，所述下缸体能相对所述上缸体做纵向活塞运动；且所述上缸体与所述下缸体之间设置的所述复位机构进行弹性支撑。

本发明一个较佳方案中，纵向位移监测装置包括固定设置在所述上缸体内的位移传感器，所述下缸体内固定设置有位置磁环；所述位移传感器靠近所述下缸体的一侧设置有活动穿设入所述下缸体中位置磁环的刚性测杆，所述刚性测杆的端部设置有对应所述位置磁环的磁环限位板；所述位移传感器向外引出数据传输线；或，所述纵向位移监测装置包括固定设置在所述上缸体内的位置磁环，所述下缸体内固定设置有位移传感器；所述位移传感器的靠近所述上缸体的一侧设置有活动穿设入所述上缸体中位置磁环的刚性测杆，所述刚性测杆的端部设置有对应所述位置磁环的磁环限位板；所述位移传感器向外引出数据传输线。