[發(fā)明專利]可實時預測自身壽命的建筑物坡屋面梁

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610167851.4
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105783856B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設計）人: 韋醒妃
• 申請（專利權）人: 慈溪市匡堰盈興竹制品廠（普通合伙）
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01B21/02;E04C3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了可實時預測自身壽命的建筑物坡屋面梁，包括建筑物坡屋面梁結構本體和設置在建筑物坡屋面梁結構本體上的智能監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括監(jiān)測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、安全狀態(tài)評估模塊、預警報警模塊和仿真顯示模塊，其中監(jiān)測模塊包括無線傳感器網絡、應變傳感器組件和位移傳感器，數(shù)據(jù)處理模塊包括采集中心站、信號調理器和信號傳輸裝置，安全狀態(tài)評估模塊包括微處理器，預警報警模塊包括分析處理器和報警器，仿真顯示模塊包括三維GIS仿真平臺。本發(fā)明實現(xiàn)了對建筑物坡屋面梁結構健康的實時監(jiān)控，并且能夠根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)預測建筑物坡屋面梁結構的剩余壽命，精確智能。

技術領域

本發(fā)明涉及建筑物坡屋面梁結構設計領域，具體涉及可實時預測自身壽命的建筑物坡屋面梁。

背景技術

相關技術中的建筑物坡屋面梁結構大多數(shù)無法根據(jù)傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)預測其自身的剩余壽命。這一缺陷降低了對建筑物坡屋面梁結構穩(wěn)定性監(jiān)測的及時性，使維護人員不能及時對該建筑物坡屋面梁進行必要的修整維護。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明提供可實時預測自身壽命的建筑物坡屋面梁。

本發(fā)明的目的采用以下技術方案來實現(xiàn)：

可實時預測自身壽命的建筑物坡屋面梁，包括建筑物坡屋面梁結構本體和設置在建筑物坡屋面梁結構本體的智能監(jiān)測系統(tǒng)，所述智能監(jiān)測系統(tǒng)包括：

(1)監(jiān)測模塊，包括對建筑物坡屋面梁結構本體健康進行監(jiān)測的無線傳感器網絡、用于監(jiān)測建筑物坡屋面梁結構本體各危險部位的應變傳感器組件和位移傳感器，所述無線傳感器網絡全覆蓋對建筑物坡屋面梁結構本體健康結構進行監(jiān)測，同時，網絡采用先進的物理信息融合系統(tǒng)，對建筑物坡屋面梁結構本體健康結構的實時感知；所述位移傳感器以用于監(jiān)測危險部位位移變化的工作基點和用于校核工作基點穩(wěn)定性的全局基準點為基礎進行三維空間位移監(jiān)測，所述建筑物坡屋面梁結構本體的各危險部位、工作基點和全局基準點通過對建筑物坡屋面梁結構本體進行有限元模擬分析確定；所述應變傳感器組件包括參數(shù)性能及結構完全相同的工作用應變傳感器和溫度補償用應變傳感器，所述工作用應變傳感器和溫度補償用應變傳感器串聯(lián)后設置于建筑物坡屋面梁結構本體的各個危險部位上；

(2)數(shù)據(jù)處理模塊，其包括采集中心站、對采集中心站收集到的數(shù)據(jù)進行調理放大處理的信號調理器和對信號調理器處理的數(shù)據(jù)進行傳送的信號傳輸裝置；

(3)安全狀態(tài)評估模塊，所述安全狀態(tài)評估模塊包括連接信號傳輸裝置的微處理器，所述微處理器將由信號傳輸裝置傳送的位移數(shù)據(jù)進行計算得到兩個時間階段t之間的平均位移差，由于建筑物坡屋面梁結構本體存在熱脹冷縮現(xiàn)象因此先要對位移差進行補償，然后將平均位移差與規(guī)定位移差閾值進行比較，判斷所述平均位移差是否處于安全狀態(tài)，并根據(jù)應變傳感器組件24h的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行計算，得到應力幅譜，根據(jù)應力幅譜計算建筑物坡屋面梁結構本體的剩余疲勞壽命，并將所述剩余疲勞壽命與結構設計疲勞壽命進行比較，判斷所述剩余疲勞壽命是否處于安全狀態(tài)；

a、平均位移差Δsw_(i)的計算公式為：

其中，取0.5h為采樣時間間隔，max&min_(i+t)為前一時間階段的位移數(shù)據(jù)中的極大值和極小值之和，max&min_(i+2t)為后一時間階段的位移數(shù)據(jù)中的極大值和極小值之和，w(i+t)為前一時間階段的位移數(shù)據(jù)，w(i+2t)為后一時間階段的位移數(shù)據(jù)，N為采樣次數(shù)；

b、設膨脹系數(shù)為α，修正后的平均位移差為：