一種建築結構溫度實時傳感和監測方法

2023-06-05 09:44:51

專利名稱：一種建築結構溫度實時傳感和監測方法
技術領域：
本發明涉及一種在建築物遭遇火災或高溫時用於建築結構溫度實時傳感和監測的方法。
背景技術：
火災給人類帶來的危害是眾所周知的。在常見的各類火災中，發生次數最多的當數建築物火災。近年來，隨著我國經濟的發展，建築物火災問題日益突出。根據目前我國的實際情況，對於過火建築，尤其是高層和超高層建築，還必須加以保留並恢復建築物原有的使用功能。為了確保恢復後的建築物的安全性，就必須對過火後的建築結構的損傷進行科學可靠的檢測和鑑定。我國在普通混凝土結構的有關規範中規定了一些常規的結構鑑定方法，但其不適用於過火後的建築結構鑑定。
火災後鋼筋混凝土結構檢測主要包括火災損傷混凝土抗壓強度、鋼筋力學性能變化和火災時鋼筋混凝土溫度的測定。目前對火災時鋼筋混凝土溫度的測定一般是根據火災燃燒時間、殘留物燒損特徵、結構外觀特徵、結構燒損厚度等來推定，但用此方法推導出來的建築結構火災時的溫度不準確，其誤差甚至達到±300℃；而用超聲法、掃描電鏡和X射線衍射對材料進行物理化學分析的方法來測定，其操作複雜，成本太高，同時無法取得溫度的時間過程信息。並且這些方法都是在火災之後才去取得數據和信息的，在滅火中及滅火後對火災現場的破壞將直接影響測定的可靠度。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種建築結構溫度實時傳感和監測方法，以較準確地測定建築結構在火災過程中溫度的實時數據。
本發明所述的建築結構溫度實時監測方法是a、將與建築物的建築結構內鋼筋材料相異的金屬導體A的一端與建築物需要溫度監測部分的建築結構內的鋼筋連接，金屬導體A的另一端與數據採集裝置連接；b、將建築物的建築結構內的鋼筋作為金屬導體與數據採集裝置連接；c、形成一包含金屬導體A、鋼筋和數據採集裝置的閉合迴路；d、將所述的數據採集裝置放置於建築物內或附近的安全位置；e、建築物火災後，從數據採集裝置中得到火災過程中建築物被監測部分的溫度和時間過程信息。
本發明所述的建築結構溫度實時傳感和監測方法是利用了金屬的熱電效應原理，因為在兩種不同金屬導體構成的閉合迴路中，若兩不同金屬導體連接的兩端結點的溫度不同，則在閉合迴路中將產生一定數值的電動勢，其大小決定於金屬導體的材料性質和結點的溫度，將該電壓信號用連接在該閉合迴路中的數據採集裝置採集，同時實時記錄時間，將電壓信號和時間信息處理並保存下來，火災後通過數據採集裝置的數據傳輸接口外傳，便得到結點處的溫度和時間過程信息。
數據採集裝置具有自動休眠功能，建築物火災時，當建築物被測部位達到規定閥值時，數據採集裝置被自動喚醒，以一定的掃描速度循環採集各被測部位的溫度和時間過程信息。
本發明所述的建築結構溫度實時傳感和監測方法由於是將金屬導體及數據採集裝置在建築物施工過程中便設置下來，故在建築物發生火災時能夠對建築結構的溫度進行實時傳感和監測；並且由於是利用了金屬的熱電效應原理，其獲得的溫度信息準確可靠，可為建築物的加固和維修提供可靠依據；該方法利用了建築物內固有的鋼筋作為傳感件，簡化了金屬傳感線在建築物內的設置，降低了成本且操作方便，適合在樓房、倉庫、橋梁等建築工程上推廣應用。


現結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
圖1為本發明所述建築結構溫度實時傳感和監測方法的一種示意圖具體實施方式
以一四層樓的樓房為例，對該樓房每一層樓的梁進行監測。
在該樓房施工過程中，將與該樓房混凝土立柱內鋼筋材料相同的金屬導體B的一端與該樓房第一層樓混凝土立柱內的鋼筋C焊接，金屬導體B的另一端與數據採集裝置N連接；將四根銅導體A1、A2、A3、A4的一端分別與該樓房第一層、第二層、第三層和第四層樓需要監測的梁內的鋼筋D1、D2、D3、D4受力關鍵部位焊接，並將四根銅導體A1、A2、A3、A4的其餘部分埋入混凝土中，一直延伸到樓底地面，再埋入地表下使其另一端與數據採集裝置N連接；將梁和立柱內的鋼筋焊接連通；將所述的數據採集裝置N放置於建築物附近的地表面下，與其連接的金屬導體B亦埋入地表面下，則數據採集裝置N便處於對每層樓梁的溫度的實時監測狀態。若該樓房第四層著火，當銅導線A4與鋼筋D4焊接點的溫度升到一定值時，數據採集裝置N開始工作，以一定的掃描速度循環採集梁內各焊接點鋼筋的溫度和時間信息，將各銅導體A1、A2、A3、A4分別與鋼筋、金屬導體B及數據採集裝置N構成的各閉合迴路中的電壓信號和時間信息採集、處理、保存，火災後通過數據採集裝置的數據傳輸接口外傳，便得到火災過程中建築物被監測部分的溫度和時間過程信息。
若該樓房四層同時著火，則數據採集裝置N以同樣的方式採集一至四層樓被監測部分的溫度和時間過程信息。
權利要求
1.一種建築結構溫度實時傳感和監測方法，其特徵在於a、將與建築物的建築結構內鋼筋材料相異的金屬導體A的一端與建築物需要溫度監測部分的建築結構內的鋼筋連接，金屬導體A的另一端與數據採集裝置連接；b、將建築物的建築結構內的鋼筋作為金屬導體與數據採集裝置連接；c、形成一包含金屬導體A、鋼筋和數據採集裝置的閉合迴路；d、將所述的數據採集裝置放置於建築物內或附近的安全位置；e、建築物火災後，從數據採集裝置中得到火災過程中建築物被監測部分的溫度和時間過程信息。
全文摘要
本發明涉及一種在建築物遭遇火災或高溫時用於建築結構溫度實時傳感和監測的方法。該方法是將建築物建築結構內的鋼筋、與鋼筋材料不同的另一種金屬導體及數據採集裝置組成一閉合迴路，將數據採集裝置放置於建築物內或附近的安全位置。建築物火災後，從數據採集裝置中得到火災過程中建築物被監測部分的溫度和時間過程信息。該方法在建築物遭遇火災或高溫時能夠對建築結構的溫度進行實時傳感和監測，獲得的溫度信息準確可靠，可為建築物的加固和維修提供可靠依據；該方法操作方便，成本低，適合在樓房、倉庫、橋梁等建築工程上推廣應用。
文檔編號G01K7/02GK1515885SQ03117140
公開日2004年7月28日 申請日期2003年1月9日 優先權日2003年1月9日
發明者謝凱麟 申請人:程華, 程 華