[发明专利]一种针对圆弧型钢结构的抗压能力测试装置及方法

说明书

本发明提供了一种针对圆弧型钢结构的抗压能力测试装置及方法。包括传感器子系统、数据采集与处理子系统、数据传输子系统、信息分析和监控预警子系统。传感器子系统由光纤光栅应变传感器组成，通过合理的传感器布置来采集应变信号，再通过相应的数据处理，将其传输到信息分析和监控预警子系统，得到安全监测报告，进而将结果显示在管理平台上。本发明通过特定的传感器布置来采集信号，再进行相应的算法处理，可以得出圆弧型钢结构的应变大小，进而能够判断该钢结构的应变情况，为后续评估圆弧型钢结构的健康状态和检修工作提供参考。

技术领域

本发明涉及结构监测技术领域，具体涉及一种针对圆弧型钢结构的抗压能力的测试方式。

背景技术

钢结构装配式建筑是以钢结构为结构体系，以部品部件工厂化生产、装配式施工、一体化装修、信息化管理为主要特征的一种新型的标准化、模数化的建筑体系，具有快速、高效、现场作业少、抗震性能好等优点，易于实现建筑产业现代化和工业化。大力开发、推广钢结构装配式建筑已经上升为国策，并且成为当前我国建筑工业发展的主要方向。

近几年来，国际和国内相继发生了多起钢结构建筑的坍塌、火灾等事故，所以大力发展、推广钢结构装配式建筑的过程中对于钢结构装配式建筑的安全监测技术研发和应用非常重要。虽然钢结构装配式建筑的设计、加工、安装等过程中都有国家和行业的相关标准，但是目前，还没有从系统性的角度来形成这类建筑的安全监测技术体系和标准，相关的技术研发和工程应用也非常少，甚至处于空白状态。因此，系统研发和应用推广相关的安全监测技术，不仅对于建筑安全有重大意义，而且更加有利于钢结构装配式各类建筑的应用推广。

发明内容

本发明提供了一种针对圆弧型钢结构的抗压能力测试装置及方法，通过光纤光栅应变传感器所测量的数据得到圆弧型钢结构的应变大小，初步判断出该钢结构的应变情况，从而判断该圆弧型钢结构是否处于安全状态。

为实现上述目的，一种针对圆弧型钢结构的抗压能力测试装置及方法，包括传感器子系统、数据采集与处理子系统、数据传输子系统、信息分析和监控预警子系统；

所述的传感器子系统、数据采集与处理子系统、数据传输子系统、信息分析和监控预警子系统依次连接；

所述的传感器子系统由光纤光栅应变传感器组成；

所述的数据采集与处理子系统把监测到的数据通过数据传输子系统实时传给计算机，由网络分析仪进行分析处理；

所述的信号分析和监控预警子系统由高性能计算机平台、数据分析软件、专家分析系统和报警系统组成。

所述的圆弧型钢结构由多个圆弧以及直杠连接而成，所述的光纤光栅应变传感器用于监测钢结构的应变信号，布置测点于每个圆弧结构之间的直杠钢结构中点处，布置测点个数与直杠钢结构的个数相同。

所述的光纤光栅应变传感器用于监测钢结构的应变信号，圆弧钢结构布置测点2i个，选取能反应结构应变情况的传感器安装点，计算光纤光栅应变传感器安装点的方法如下：

记圆弧型钢结构的中间点为a₀，从中点a₀往右侧依次为a₁，……，a_n，a_n记为右端点；a₀与a₁之间记为a₀₁作为第一段，直线距离记为x₁；a₁与a₂之间记为a₁₂作为第二段，直线距离记为x₂，以此类推；a₀₁与水平面夹角记为θ₁，a₁₂与水平面夹角记为θ₂，以此类推；中点a₀距离地面高度为h₀，a₁距离地面高度记为h₁，以此类推；