一種建筑物豎向和水平向變形測試裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明用于監(jiān)測高層建筑物水平方向變形、分層豎向變形及沉降量，提高建筑物的安全監(jiān)測水平，同時用于施工期的監(jiān)測和運行期的監(jiān)測，為施工和安全評價提供重要參考。
【背景技術】
[0002]隨著工業(yè)與民用建筑業(yè)的發(fā)展，各種復雜而大型的工程建筑物日益增多，工程建筑物的興建，改變了地面原有的狀態(tài)，并且對于建筑物的地基施加了一定的壓力，這就必然會引起地基及周圍地層的變形。為了保證建(構)筑物的正常使用壽命和建(構)筑物的安全性，并為以后的勘察設計施工提供可靠的資料及相應的沉降參數，建(構)筑物的傾斜變形和沉降觀測的必要性和重要性愈加明顯。特別在高層建筑物施工過程中，應用沉降觀測加強過程監(jiān)控，指導合理的施工工序，預防在施工過程中出現不均勻沉降，及時反饋信息，為勘察設計施工部門提供詳盡的一手資料，避免因沉降原因造成建筑物主體結構的破壞或產生影響結構使用功能的裂縫，造成巨大的經濟損失。
[0003]目前建筑物的施工和運行期的側向變形主要通過光學方法進行測試，過程復雜，受日照、空氣等環(huán)境因素影響，關于建筑物的豎向變形通常只測試總的沉降量，在建筑物施工到一定高度之后才設置標點，前期部分沉降變形沒有測試到，不能測試施工期和運行期的分層沉降量。缺少一種方便使用、同時可用于施工期和運行期對建筑物豎向和水平變形測試的裝置。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是要提供一種建筑物豎向和水平變形測試裝置及方法，同時可用于施工期和運行期的監(jiān)測。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現的:一種建筑物變形測試裝置包括測斜管，測斜管內部設有兩對方向互相垂直的定向槽，測斜儀包括殼體，殼體外表面設有滾輪，殼體內設有鉛錘，鉛錘通過中軸線與殼體連接，中軸線上設置貼有應變片的彈簧片，彈簧片上端與電纜線連接，殼體底部設有防震底座；
測斜儀通過滾輪可在定向槽內上下自由滑動。
[0006]進一步講，變形測試裝置還包括沉降儀、沉降環(huán)，沉降環(huán)套在測斜管外面表、且不與測斜管連接；
所述沉降儀包括測尺、及連接在測尺一端的連接傳感器，傳感器在測斜管內移動接近沉降環(huán)時發(fā)出信號。
[0007]還可以，沉降管上端與測斜儀下端連接，沉降管上也套有沉降環(huán)、且不與沉降管連接，在沉降管內設有固定沉降環(huán)，傳感器在測斜管內移動接近沉降環(huán)、固定沉降環(huán)時發(fā)出信號。
[0008]進一步講，電纜線表面設有表示電纜線長度的刻度數，沉降環(huán)，沉降環(huán)套在測斜管外面表、且不與測斜管連接，傳感器設在測斜儀殼體表面。
[0009]一種建筑物水平變形測試方法包括預設水平變形測試設備、采集數據、得出結論； 預設水平變形測試設備，將測斜管布置在建筑物四個角上的至少一個角柱中，施工時將測斜管綁扎固定在鋼筋籠內，測斜管內部兩對定向槽分別與建筑物的縱橫軸線方向一致，與混凝土現澆形成整體；
采集數據，將測斜儀放入測斜管中，使其在測斜管中從上至下進行自由滑動，可以得到各測點與豎直方向的傾斜角度，根據測尺準確確定各測點的與管口的高程差值，進而計算出各測點水平方向變形值；
得出結論，根據各測點水平方向變形值繪制建筑物的側向變形曲線。
[0010]一種建筑物豎向變形測試方法包括建筑物豎向測試包括預設豎向變形測試設備、采集數據、得出結論；
預設豎向變形測試設備，將測斜管布置在建筑物四個角上的至少一個角柱中，并在測斜管上套設沉降環(huán)，每層樓面梁頂面位置設置一個沉降環(huán)，施工時將沉降環(huán)、測斜管分別綁扎在鋼筋籠上，沉降環(huán)、測斜管之間不連接，通過混凝土現澆形成整體；
采集數據，通過測尺將傳感器放入測斜管中，傳感器接近沉降環(huán)時發(fā)出信號，同時根據測尺的刻度數值，可以準確確定測斜管外側各沉降環(huán)距離測斜管管口的距離；
得出結論，通過計算，可以得到每次測量時相近二個測試點高程的差值，該差值即為該次測量時的實際柱高Hij(i表示第i層柱，j表示第j次測量)，與初始測量的柱高HiQ(i表示第i層柱)相減，即可得到截止該次測量時該層柱的壓縮變形:AHlj=Hlj-H1O,將每層柱的豎向壓縮變形值累加起來，即可得到整棟建筑物的豎向壓縮變形。
[0011]一種建筑物基礎豎向變形測試方法包括預設基礎豎向變形測試設備、采集數據、得出結論；
預設基礎豎向變形測試設備，將測斜管布置在建筑物四個角上的至少一個角柱中，在建筑物基礎底面以下設置沉降管，沉降管上端與測斜管下端通過接頭裝置連接，接頭裝置由伸縮管和連接套筒組成，并且在測斜管和沉降管銜接處用柔性填充物填充。施工時將測斜管綁扎固定在鋼筋籠內，通過混凝土現澆形成整體，測斜管外側在基礎頂面和底面高程位置分別設置一個沉降環(huán)，沉降管外側在建筑物基礎底面高程位置設置固定沉降環(huán)，并在基礎底面以下土層分層布置沉降環(huán)；
采集數據，測尺連接傳感器通過測斜管放入沉降管中，傳感器接近固定沉降環(huán)、沉降環(huán)時發(fā)出信號，同時根據測尺的刻度數值，可以準確固定沉降環(huán)與沉降環(huán)距離測斜管管口的距離；
得出結論，
得出結論，通過計算得到每次測量時基礎底面以下沉降管外側各土層沉降環(huán)的高程值，分別與初始測量的高程值相減，即可得到截止該次測量時各土層的沉降量和總沉降量；通過計算算出每次測量時固定沉降環(huán)與沉降環(huán)高程的差值，該差值即為截止該次測量時的基礎沉降量Dq(j表示第j次測量)；通過計算，可以得到每次測量時基礎頂面和底面上下兩沉降環(huán)高程的差值，該差值即為該次測量時的實際基礎高度D」(j表示第j次測量)，與初始測量的基礎高度Do相減，即可得到截止該次測量時基礎的壓縮變形:ADj=Dj-D0。
[0012]建筑物的豎向變形包括兩個部分:一部分是建筑物本身的結構豎向壓縮變形，SP在豎向荷載作用下，建筑物每層的柱子和底部的基礎會發(fā)生壓縮變形；另外一部分是建筑物基礎底面以下土體的壓縮變形導致到建筑物的沉降變形，相當于一個豎向平移。本發(fā)明的優(yōu)點在于，結合建筑物變形的特點，對于建筑結構本身的豎向壓縮變形，通過布置在建筑物角柱中的測斜管和沉降環(huán)進行測試;建筑物基礎底面以下土體的沉降變形通過布置在基礎底面以下的沉降管和沉降環(huán)進行測試。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
圖1為一種建筑物變形測試裝置結構示意圖。
[0014]圖2為測斜儀結構示意圖。
[0015]圖3為一種建筑物變形測試裝置優(yōu)選結構示意圖。
[0016]圖4為一種建筑物變形測試裝置另一優(yōu)選結構示意圖。
[0017]圖5為測斜儀優(yōu)選結構示意圖。
[0018]圖6為建筑物變形測試裝置及方法的測斜管布置示意圖。
[0019]圖7為建筑物變形測試裝置及方法的測斜管的剖面圖。
[0020]圖8為建筑物變形測試裝置及方法的測斜管、沉降環(huán)布置示意圖。
[0021]圖9為建筑物變形測試裝置及方法的測斜管、沉降管、及沉降環(huán)布置示意圖。
[0022]圖10為接頭裝置結構示意圖。
[0023]圖11為本發(fā)明建筑物豎向變形計算簡圖。
[0024]圖12為圖1中A-A斷面示意圖。
[0025]測斜管1、定向槽2、測斜儀3、滾輪4、鉛錘5、彈簧片6、電纜線7、防震底座8、沉降環(huán)
9、建筑物10、梁11、測尺12、傳感器13、沉降管14、接頭裝置17、伸縮管18、連接套筒19、柔性填充物20、固定沉降環(huán)21、角柱22、。
[0026]【具體實施方式】:
如圖1所示，一種建筑物變形測試裝置包括測斜管I，如圖12所示，測斜管I內部設有兩對方向互相垂直的定向槽2，優(yōu)選的，在測斜管I頂部設置可開關的管蓋，如圖2所示，測斜儀3包括殼體，殼體外表面設有滾輪4，殼體內設有鉛錘5，鉛錘5通過中軸線與殼體