[发明专利]一种基于监测技术的钢屋架安全性实时评定方法

权利要求书

1.一种基于监测技术的钢屋架安全性实时评定方法，包括如下步骤：

(1)收集钢屋架的原始资料，包括：所述钢屋架的原设计图纸、施工资料、验收记录；

(2)根据所述钢屋架的原始资料建立所述钢屋架的计算模型：

采用PKPM软件钢结构二维设计模块建立所述钢屋架的计算模型，按工程实际情况将参数恒载、活载、风荷载输入所述计算模型；

(3)从所述计算模型中提取主要杆件：

根据所述计算模型中所述钢屋架的杆件应力比计算结果，确定对所述钢屋架安全性评定起控制作用的主要杆件，包括三类杆件：上弦杆、下弦杆及腹杆；

提取所述主要杆件的初始应力σ₀，以其作为初始数据用于计算所述主要杆件的实际应力，并根据《工业建筑可靠性鉴定标准》GB50144中关于钢构件承载能力评定等级的要求，设定所述主要杆件的预警值；

(4)监测点布置：

监测参数包括：积灰厚度、腐蚀损伤量、应变，在所述主要杆件上布置应变监测点和腐蚀损伤量监测点，并在所述钢屋架对应的屋面板上布置积灰厚度监测点，在所述监测点安装相应的监测设备；

(5)监测数据采集及分析：

对提取的每个主要杆件，由前两次应变监测数据转换得到初始应力增量Δσ1、Δσ2，将前两次积灰厚度监测数据a1、a2和前两次腐蚀损伤量监测数据b1、b2与初始应力增量Δσ₁、Δσ₂之间建立二元一次方程，得出积灰厚度、腐蚀损伤量与应力增量之间的关系；

(6)计算后续应力增量Δσ：

根据所述积灰厚度、腐蚀损伤量与应力增量之间的关系，由积灰厚度监测数据和腐蚀损伤量监测数据求出所述主要杆件的后续应力增量Δσ；

(7)计算所述主要杆件的实际应力：

取所述主要杆件的后续应力增量Δσ与初始应力σ₀之和作为所述主要杆件的实际应力；

(8)评定所述钢屋架的安全性：

将所述主要杆件的实际应力值与相应钢材牌号的强度设计值相比，得到所述主要杆件的应力比；

根据《工业建筑可靠性鉴定标准》GB50144中关于钢构件承载能力评定等级的要求，确定所述主要杆件的承载能力评定等级，以此作为所述主要杆件的安全性等级；

取所述主要杆件的安全性等级中的最低等级作为所述钢屋架的安全性等级。

2.根据权利要求1所述的基于监测技术的钢屋架安全性实时评定方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述根据所述钢屋架的原始资料建立所述钢屋架的计算模型，包括：

根据所述钢屋架的原始资料以所述钢屋架安装施工完毕之后的结构建立所述计算模型。

3.根据权利要求1所述的基于监测技术的钢屋架安全性实时评定方法，其特征在于，所述步骤(3)中所述根据所述计算模型中所述钢屋架的杆件应力比计算结果，确定对所述钢屋架安全性评定起控制作用的主要杆件，包括三类杆件：上弦杆、下弦杆及腹杆，包括：

计算所述计算模型中所述钢屋架包含的三类杆件中各类杆件包含的杆件的应力比，其中，所述三类杆件包括上弦杆、下弦杆及腹杆；

取所述三类杆件中各类杆件中应力比最大的杆件作为该类杆件的主要杆件。

4.根据权利要求1所述的基于监测技术的钢屋架安全性实时评定方法，其特征在于，所述步骤(4)中所述监测设备在所述钢屋架安装施工完毕时刻立即布置；

所述积灰厚度监测数据采用压力传感器获取，所述腐蚀损伤量监测数据采用腐蚀监测仪获取，所述应变监测数据采用振弦式应变计获取。

5.根据权利要求1所述的基于监测技术的钢屋架安全性实时评定方法，其特征在于，所述步骤(5)中所述由前两次应变监测数据转换得到初始应力增量Δσ₁、Δσ₂，包括：

将应变监测值乘以钢材弹性模量得到所述初始应力增量。

6.根据权利要求1所述的基于监测技术的钢屋架安全性实时评定方法，其特征在于，所述步骤(8)中所述主要杆件的安全性等级分级如下：

当主要杆件应力比不大于1时，杆件安全性等级为a级；当主要杆件应力比在(1,1.05]范围内时，杆件安全性等级为b级；当杆件应力比在(1.05,1.14]范围内时，杆件安全性等级为c级；当杆件应力比大于1.14时，杆件安全性等级为d级。