[發明專利]一種基于監測技術的鋼屋架安全性實時評定方法

在審

• 申請號: 202010534635.5
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111797508A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 趙立勇;邱金凱;徐剛;張俊儻;韓騰飛;李曉東;席向東;張帆;趙文博;趙馨怡;邵彥超;陳浩;易桂香;段威陽;高鵬飛
• 申請（專利權）人: 中冶建筑研究總院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

1.一種基于監測技術的鋼屋架安全性實時評定方法，包括如下步驟：

(1)收集鋼屋架的原始資料，包括：所述鋼屋架的原設計圖紙、施工資料、驗收記錄；

(2)根據所述鋼屋架的原始資料建立所述鋼屋架的計算模型：

采用PKPM軟件鋼結構二維設計模塊建立所述鋼屋架的計算模型，按工程實際情況將參數恒載、活載、風荷載輸入所述計算模型；

(3)從所述計算模型中提取主要桿件：

根據所述計算模型中所述鋼屋架的桿件應力比計算結果，確定對所述鋼屋架安全性評定起控制作用的主要桿件，包括三類桿件：上弦桿、下弦桿及腹桿；

提取所述主要桿件的初始應力σ₀，以其作為初始數據用于計算所述主要桿件的實際應力，并根據《工業建筑可靠性鑒定標準》GB50144中關于鋼構件承載能力評定等級的要求，設定所述主要桿件的預警值；

(4)監測點布置：

監測參數包括：積灰厚度、腐蝕損傷量、應變，在所述主要桿件上布置應變監測點和腐蝕損傷量監測點，并在所述鋼屋架對應的屋面板上布置積灰厚度監測點，在所述監測點安裝相應的監測設備；

(5)監測數據采集及分析：

對提取的每個主要桿件，由前兩次應變監測數據轉換得到初始應力增量Δσ1、Δσ2，將前兩次積灰厚度監測數據a1、a2和前兩次腐蝕損傷量監測數據b1、b2與初始應力增量Δσ₁、Δσ₂之間建立二元一次方程，得出積灰厚度、腐蝕損傷量與應力增量之間的關系；

(6)計算后續應力增量Δσ：

根據所述積灰厚度、腐蝕損傷量與應力增量之間的關系，由積灰厚度監測數據和腐蝕損傷量監測數據求出所述主要桿件的后續應力增量Δσ；

(7)計算所述主要桿件的實際應力：

取所述主要桿件的后續應力增量Δσ與初始應力σ₀之和作為所述主要桿件的實際應力；

(8)評定所述鋼屋架的安全性：

將所述主要桿件的實際應力值與相應鋼材牌號的強度設計值相比，得到所述主要桿件的應力比；

根據《工業建筑可靠性鑒定標準》GB50144中關于鋼構件承載能力評定等級的要求，確定所述主要桿件的承載能力評定等級，以此作為所述主要桿件的安全性等級；

取所述主要桿件的安全性等級中的最低等級作為所述鋼屋架的安全性等級。

2.根據權利要求1所述的基于監測技術的鋼屋架安全性實時評定方法，其特征在于，所述步驟(2)中所述根據所述鋼屋架的原始資料建立所述鋼屋架的計算模型，包括：

根據所述鋼屋架的原始資料以所述鋼屋架安裝施工完畢之后的結構建立所述計算模型。

3.根據權利要求1所述的基于監測技術的鋼屋架安全性實時評定方法，其特征在于，所述步驟(3)中所述根據所述計算模型中所述鋼屋架的桿件應力比計算結果，確定對所述鋼屋架安全性評定起控制作用的主要桿件，包括三類桿件：上弦桿、下弦桿及腹桿，包括：

計算所述計算模型中所述鋼屋架包含的三類桿件中各類桿件包含的桿件的應力比，其中，所述三類桿件包括上弦桿、下弦桿及腹桿；

取所述三類桿件中各類桿件中應力比最大的桿件作為該類桿件的主要桿件。

4.根據權利要求1所述的基于監測技術的鋼屋架安全性實時評定方法，其特征在于，所述步驟(4)中所述監測設備在所述鋼屋架安裝施工完畢時刻立即布置；

所述積灰厚度監測數據采用壓力傳感器獲取，所述腐蝕損傷量監測數據采用腐蝕監測儀獲取，所述應變監測數據采用振弦式應變計獲取。

5.根據權利要求1所述的基于監測技術的鋼屋架安全性實時評定方法，其特征在于，所述步驟(5)中所述由前兩次應變監測數據轉換得到初始應力增量Δσ₁、Δσ₂，包括：

將應變監測值乘以鋼材彈性模量得到所述初始應力增量。

6.根據權利要求1所述的基于監測技術的鋼屋架安全性實時評定方法，其特征在于，所述步驟(8)中所述主要桿件的安全性等級分級如下：

當主要桿件應力比不大于1時，桿件安全性等級為a級；當主要桿件應力比在(1,1.05]范圍內時，桿件安全性等級為b級；當桿件應力比在(1.05,1.14]范圍內時，桿件安全性等級為c級；當桿件應力比大于1.14時，桿件安全性等級為d級。