[發明專利]古建筑受荷分析方法

在審

• 申請號: 201710154198.2
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106932160A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 李曉武;季元吉;郭偉民;劉超;王偉
• 申請（專利權）人: 上海建為歷保科技股份有限公司
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙)31230
• 代理人: 陳偉勇

技術領域

本發明涉及監測方法，具體涉及受荷分析方法。

背景技術

隨著旅游事業的迅猛發展，古建筑景點的游客與日俱增，絡繹不絕，往往對古建筑樓體結構的安全性能產生重大影響。對古建筑樓體進行人流量的控制，既能保證結構的安全，還能延長其使用壽命，而如何確定較為安全、合理的登臨人流量是目前迫切需要解決的問題。由于古建筑樓體往往沒有按照現代的設計理論及規范設計，傳統的通過現代結構軟件建模分析方法往往會遇到瓶頸。

發明內容

本發明的目的在于提供古建筑受荷分析方法，以解決上述至少一個技術問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種古建筑結構受荷能力分析方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一，確定建筑構件的基本信息，基本信息包括建筑構件的材料種類和截面尺寸；

步驟二，計算建筑構件的應力應變、構件撓度值；

步驟三，在建筑構件的建筑承重受力構件上設置傳感系統，傳感系統包括應變片和撓度監測設備；

步驟四，對建筑構件進行荷載試驗；

步驟五，將傳感系統中檢測的數據導入matlab軟件進行函數擬合，計算出建筑構件的承載能力極限值；

步驟六，根據所得到的承載能力極限值進一步確定建筑構件接納游客數量的能力上限，從而合理的限制觀覽人數。

本發明通過事先對現有的建筑構件進行勘察，按照現場實際情況取用合理數據進行理論計算，再通過理論值設計與之相應的加載實驗，最后通過實驗過程中結構受力的響應通過數學軟件擬合出其荷載變形曲線函數，計算出理論的極限承載能力。本發明與現有技術相比，對于沒有對應的建筑構件規范以及對于既有承載能力極限值難以估算的問題提供了具體可行的解決思路實施方案。通過理論分析可在不傷及建筑物本體，不干擾建筑物自然狀態下完成分析。整個分析過程無損、高效、安全、可靠、成本低。步驟二中應參考當前最新規范通過筆算或者建模進行計算，筆算或者建模均為現有技術，故本專利不詳述。

所述步驟一中建筑構件包括建筑承重受力構件，所述建筑承重受力構件可以是梁、柱、樓板、墻體中的至少一種。

本發明根據承重受力構件能夠便于統計受力情況。

作為一種方案，當建筑構件為木結構古建筑時，對于木結構古建筑的抗彎構件可采用：M/W_n≤f_m進行承載力計算，對于其撓度應滿足ω≤[ω]，而對于之后的加載實驗出于安全起見應滿足實際撓度不大于理論允許撓度的二分之一。不同材質有不同的計算公式。

所述步驟三中，應變片可以是電阻應變片、光纖光柵應變計中的任意一種。

所述電阻應變片的敏感柵的長度50mm～100mm之間。優選為80mm。電阻應變片的敏感柵是已有技術故本發明不詳述。本發明限制了敏感柵的長度能夠適用于木結構和混凝土結構的建筑物。

所述電阻應變片的敏感柵的長度在3mm。本發明限制了敏感柵的長度能夠適用于鋼筋結構的建筑物。

所述建筑承重受力構件同一高度的橫截面上設有至少兩個測點，所述橫截面呈矩形。優選為建筑承重受力構件的橫截面的邊緣兩側或邊緣四側相對布置測點。

本發明通過多個測點能夠精確檢測效果。

所述步驟三中，撓度監測設備可以是位移傳感器或者千分表，所述位移傳感器的準確度不低于1.0級，所述千分表的最小分度值不大于所測總位移的1.0％，示值允許誤差為量程的1.0％。

本發明通過位移傳感器或者千分表實現了撓度的檢測。

所述步驟四中，荷載試驗采用分級加載方式，逐級加載至預定荷載。以保證建筑安全。在加載過程中，若發現建筑構件有新裂紋產生或既有裂紋擴展、構件撓度達到容許撓度50％情況，應立即停止加載。分級加載過程中，每級加載值不應超過0.10Q_d(Q_d為理論計算得出的建筑所能承受的極限荷載值)；當達到0.30Q_d后，每級加載值不宜超過0.05Q_d；當達到0.40Q_d時，每級加載值宜取0.025Q_d，直至加載完成，具體可參照表1執行。

(表1)

每級加載時間宜保持相等，每級持續時間可參照下表進行，在持續時間內，觀察、測量目標構件的撓度變形情況，并拍照記錄。