一種網架桿件及整體裝配式網架桿件軸力測試方法與流程

本發明屬于網架結構桿件軸力測試的技術領域，具體涉及一種網架桿件及整體裝配式網架桿件軸力測試方法。

背景技術：

隨著我國經濟的快速發展，網架結構以其相較于傳統混凝土結構的一系列顯著優勢而被廣泛的運用于投資規模較大、社會影響力較強的公共建筑或是工業廠房中。對于一些已建成投入使用的建筑物而言，可能存在由于設計或施工階段的缺陷而導致的結構實際受力與理論設計出現偏差；以及隨著使用年限的增長伴隨著建筑結構的老化而出現的結構強度降低、剛度退化等一系列的問題。如果在使用階段不能及時的發現、解決這些問題，建筑物一旦發生破壞將會給社會和人民的生命財產安全造成重大的損失。因此準確的識別網架結構桿件軸力作為網架結構健康狀態評價指標來確保整個工程的安全運營顯得十分必要和迫切。以往結構健康監測通常采用的預埋應變片的方式存在著應變片使用壽命不足的嚴重缺陷，而采用現場粘貼應變片的方式除給檢測帶來巨大的工作量外，不可避免的帶來大量的高空作業危險系數高。頻率法測試桿件軸力的方法由于螺栓球節點復雜的傳力模式，周圍桿件對彎曲及彈性約束的影響而導致的頻率變化不可忽略，其精度還有待于進一步提高。采用磁通量法測量桿件受力的方法往往需要現場繞制哈佛式傳感器，工作量巨大，而且不可以重復使用成本較高。因此探索一種經濟可行、長期有效的結構桿件軸力識別方法是本發明的主要目的。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明提出一種網架桿件及整體裝配式網架桿件軸力測試方法。

一種網架桿件，包括三個結構單元，分別為第一網架桿件圓鋼管(1)、第二網架桿件圓鋼管(2)和軸力傳感器(3)，三個結構單元構成一個參與受力的整體；

所述第一網架桿件圓鋼管(1)的一端通過高強度螺栓(4)連接軸力傳感器(3)的一端，所述軸力傳感器(3)的另一端連接第二網架桿件圓鋼管(2)的一端，所述軸力傳感器(3)的數據采集設備接線端口(5)連接數據采集設備的輸入端。

所述軸力傳感器(3)采用s型柱式軸力傳感器。

所述第一網架桿件圓鋼管(1)與軸力傳感器(3)連接的一端、第二網架桿件圓鋼管(1)與軸力傳感器(3)連接的一端均設置有頂板(6)，所述頂板(6)中心設置有裝配高強度螺栓(4)的孔。

所述高強度螺栓(4)的外側設置有長型六角套筒(7)，所述高強度螺栓(4)和長型六角套筒(7)通過緊固螺釘(8)固定。

一種整體裝配式網架桿件軸力測試方法，包括以下步驟：

s1：根據整體裝配式網架桿件的受力狀況選取需要進行軸力測試的網架桿件，進行分組編號；

s2：根據網架桿件的受力選擇相應量程的軸力傳感器，并進行校準調零；

s3：將分組編號的網架桿件的第一網架桿件圓鋼管、第二網架桿件圓鋼管與軸力傳感器采用高強度螺栓進行拼裝，并進行整體裝配；

s4：采用整體裝配的網架桿件進行施工，通過數據采集設備采集軸力傳感器輸出的信號，完成整體裝配式網架桿件軸力的受力分析。

本發明的有益效果：

本發明提出一種網架桿件及整體裝配式網架桿件軸力測試方法，本發明解決了目前網架結構在使用階段健康監測面臨的難題，極大的簡化了測量流程，減小了工作量，具有巨大的經濟效益；本發明選用的s型柱式軸力傳感器具有高度的可靠性并進行了嚴格的密封設計，即使在惡劣環境下仍能長時間連續工作，克服了以往預埋測試構件容易隨著使用年限的增長而失效的弊端；本發明由于可以根據桿件的設計受力預先選擇傳感器量程，兩端通過高強螺栓與桿件連接在一起能夠很好的保證結構受力。

附圖說明

圖1為本發明具體實施方式中網架桿件的結構示意圖；

圖2為本發明具體實施方式中s型柱式軸力傳感器的正視圖；

圖3為本發明具體實施方式中s型柱式軸力傳感器a-a剖面示意圖；

其中，1-第一網架桿件圓鋼管、2-第二網架桿件圓鋼管、3-軸力傳感器、4-高強度螺栓、5-數據采集設備接線端口、6-頂板、7-長型六角套筒、8-緊固螺釘；

圖4為本發明具體實施方式中整體裝配式網架桿件軸力測試方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明具體實施方式加以詳細的說明。

一種網架桿件，如圖1所示，包括三個結構單元，分別為第一網架桿件圓鋼管1、第二網架桿件圓鋼管2和軸力傳感器3，三個結構單元構成一個參與受力的整體；。

所述第一網架桿件圓鋼管1的一端通過高強度螺栓4連接軸力傳感器3的一端，所述軸力傳感器3的另一端連接第二網架桿件圓鋼管2的一端，所述軸力傳感器3的數據采集設備接線端口5連接數據采集設備的輸入端。

本實施方式中，軸力傳感器3采用s型柱式軸力傳感器，如圖2和圖3所示。

將s型柱式軸力傳感器在施工階段安裝在鋼管的中間部位，使s型柱式軸力傳感器作為整個桿件的一部分參與結構受力。選用s型柱式軸力傳感器，其規格可以根據實際工程需要進行工廠預制。

本實施方式中，第一網架桿件圓鋼管1與軸力傳感器3連接的一端、第二網架桿件圓鋼管1與軸力傳感器3連接的一端均設置有頂板6，所述頂板6中心設置有裝配高強度螺栓4的孔。

高強度螺栓4的外側設置有長型六角套筒7，所述高強度螺栓4和長型六角套筒7通過緊固螺釘8固定。

現場拼裝時，直接擰動高強度螺栓4外的長型六角套筒7，通過緊固螺釘8帶動高強度螺栓4轉動從而使高強度螺栓4旋入軸力傳感器3，直至長型六角套筒7與頂板6貼緊為止，高強度螺栓4擰緊程度靠緊固螺釘8來控制。

一種整體裝配式網架桿件軸力測試方法，如圖4所示，包括以下步驟：

s1：根據整體裝配式網架桿件的受力狀況選取需要進行軸力測試的網架桿件，進行分組編號。

本實施方式中，整體裝配式網架桿件軸力測試方法，是在工程施工階段就采用本發明提出的包含傳感器的網架桿件去替代傳統的網架結構桿件。

建筑設計階段，要根據實際工程需要選取需要進行軸力測試的網架桿件，進行分組編號。

s2：根據網架桿件的受力選擇相應量程的軸力傳感器，并進行校準調零。

依據需要進行軸力測試的網架桿件選擇合適的傳感器量程，并對軸力傳感器進行相應的編號與其對應的網架桿件共同分為一組，并在實驗室完成所有軸力傳感器的調零校準工作。

s3：將分組編號的網架桿件的第一網架桿件圓鋼管、第二網架桿件圓鋼管與軸力傳感器采用高強度螺栓進行拼裝，并進行整體裝配。

現場拼裝時，直接擰動高強度螺栓4外的長型六角套筒7，通過緊固螺釘8帶動高強度螺栓4轉動從而使高強度螺栓4旋入軸力傳感器3，直至長型六角套筒7與頂板6貼緊為止，高強度螺栓4擰緊程度靠緊固螺釘8來控制。

s4：采用整體裝配的網架桿件進行施工，通過數據采集設備采集軸力傳感器輸出的信號，完成整體裝配式網架桿件軸力的受力分析。

技術特征：

技術總結
本發明提出一種網架桿件及整體裝配式網架桿件軸力測試方法，網架桿件包括三個結構單元，分別為第一網架桿件圓鋼管(1)、第二網架桿件圓鋼管(2)和軸力傳感器(3)，三個結構單元構成一個參與受力的整體；根據整體裝配式網架桿件的受力狀況選取需要進行軸力測試的網架桿件，根據網架桿件的受力選擇相應量程的軸力傳感器，并進行校準調零；將第一網架桿件圓鋼管、第二網架桿件圓鋼管與軸力傳感器采用高強度螺栓進行拼裝，并進行整體裝配；采用整體裝配的網架桿件進行施工，通過數據采集設備采集軸力傳感器輸出的信號，完成整體裝配式網架桿件軸力的受力分析，本發明極大的簡化了測量流程，減小了工作量，具有巨大的經濟效益。

技術研發人員：殷志祥;寧志揚;梁藝;洪淼
受保護的技術使用者：遼寧工程技術大學
技術研發日：2017.06.22
技術公布日：2017.09.01