一种基于BIM技术的结构应力应变监测预警系统的制作方法

本实用新型涉及建筑施工技术领域，具体为一种基于bim技术的结构应力应变监测预警系统。

背景技术：

我国装配式结构技术日渐成熟，在各地应用也越来越多。装配式结构可有效减少施工现场湿作业以解决环保问题，现今装配式结构存在一些关键部位受力不明确及建筑模型信息不全面等问题。从施工阶段到建筑运营维护阶段，无法对装配式结构应力状态进行全过程实时监控，不能保证装配式主体结构的安全，并在危险来临时，很难及时发出报警信息和启动应急预案。目前表面应变计现已普遍应用于工程和实验中钢管混凝土柱的应变测量，应变计采集的数据通过bim模型进行分析，能够有效解决上述问题。但是仅通过表面应变计对钢管混凝土柱进行测量，由于表面应变计安装的不合理，不能够实现对多个部位同时进行监测和实时分析，从而导致不能够准确地反映出钢管混凝土柱的应变以及受力状态。

基于此，本实用新型设计了一种基于bim技术的结构应力应变监测预警系统，以解决上述提到的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于bim技术的结构应力应变监测预警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于bim技术的结构应力应变监测预警系统，该系统包括应力应变测试装置、bim电脑端和报警装置，所述bim电脑端分别连接应力应变测试装置和报警装置，

所述应力应变测试装置包括多个应变计和多个应力应变片，在测试件的内部安装多层搭载支架，所述测试件和搭载支架之间填充有混凝土，所述搭载支架上安装有应力应变片，所述测试件的外部套设有多组抱箍件，每组所述抱箍件包括沿测试件的高度方向设置的两个，两个所述抱箍件之间连接有应变计，所述多个应变计和多个应力应变片与无线动态应变仪相连接，所述无线动态应变仪与bim电脑端无线通讯连接，所述bim电脑端连接有报警装置，所述报警装置通过无线信号与手机终端连接。

优选的，所述搭载支架沿测试件的高度方向分别设有四层，每层所述搭载支架之间交错布置，相邻两组搭载支架之间的夹角为45度。

优选的，每组所述抱箍件上固定有四个应变计，相邻两个所述应变计之间的夹角为90度，所述应变计的两端与所述抱箍件上的安装板通过螺栓固定。

优选的，所述抱箍件包括两个对称设置的抱箍板，两个所述抱箍板的两端通过固定螺栓进行固定，两个所述抱箍板的外壁焊接有两个安装板。

优选的，所述应力应变片和应变计可采用无线应力应变片和无线应变计。

优选的，所述报警装置包括三极管、继电器及声光报警器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该种基于bim技术的结构应力应变监测预警系统通过在测试件的表面安装多个应变计以及在测试件的内部预埋多个应力应变片，能够将钢管混凝土柱的混凝土在空间上的监测点布设实现监测范围饱和，能够有效提高钢管混凝土柱测试应力应变的精确度和可靠性，通过对钢管混凝土柱的空间受力状态及稳定性作长期监测，并在危险来临时，及时发出报警信息和启动应急预案，提高了施工的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型系统框；

图2为本实用新型应力应变测试装置正视图；

图3为本实用新型应力应变测试装置侧视图；

图4为本实用新型抱箍件结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、应变计；2、应力应变片；3、无线动态应变仪；4、bim电脑端；5、报警装置；6、手机终端；7、测试件；8、抱箍件；801、抱箍板；802、固定螺栓；803、安装板；9、搭载支架；10、混凝土。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种基于bim技术的结构应力应变监测预警系统，该系统包括应力应变测试装置、bim电脑端4和报警装置5，bim电脑端4分别连接应力应变测试装置和报警装置5，

应力应变测试装置包括多个应变计1和多个应力应变片2，在测试件7的内部安装多层搭载支架9，测试件7和搭载支架9之间填充有混凝土10，搭载支架9上安装有应力应变片2，测试件7的外部套设有多组抱箍件8，每组抱箍件8包括沿测试件7的高度方向设置的两个，两个抱箍件8之间连接有应变计1，多个应变计1和多个应力应变片2与无线动态应变仪3相连接，无线动态应变仪3与bim电脑端4无线通讯连接，bim电脑端4连接有报警装置5，报警装置5通过无线信号与手机终端6连接。

其中，搭载支架9沿测试件7的高度方向分别设有四层，每层搭载支架9之间交错布置，相邻两组搭载支架9之间的夹角为45度，能够将钢管混凝土柱的混凝土在空间上的监测点布设实现监测范围饱和，能够有效提高钢管混凝土柱混凝土测试应力应变的精确度和可靠性。

其中，每组抱箍件8上固定有四个应变计1，相邻两个所述应变计1之间的夹角为90度，应变计1的两端与抱箍件8上的安装板803通过螺栓固定，四个应变计1通过导线连接形成电桥，从而可以提高放大系数和灵敏度，可以进行整体多方向测试，直接测出钢管混凝土柱各方向应力不均匀数值。

其中，抱箍件8包括两个对称设置的抱箍板801，两个抱箍板801的两端通过固定螺栓802进行固定，两个抱箍板801的外壁焊接有两个安装板803。

其中，应力应变片2和应变计1可采用无线应力应变片2和无线应变计1，省去了现场布线的麻烦，提高了现场安装效率。

其中，报警装置5包括三极管、继电器及声光报警器，三极管用于对电流信号进行放大处理以控制继电器的通断来控制声光报警器的工作状况；当然报警装置5还可以选择短信或者邮件形式发送到手机终端6.

需要特别说明的是，本实用新型设计的应变测试装置和bim电脑端4均是实体装置，下述应用于bim系统仅仅是一种实施例描述，而并非依靠计算机程序或者软件算法实现。涉及的bim电脑端4，是建筑工程现有的终端设备用以显示或采集存储，其技术主体并非依靠软件程序实现。

本实用新型的使用方法如下：在即将要浇筑的钢管混凝土柱中按规范布置测试应力应变的位置点，测试应力应变点的位置应选择在应力应变变化大的地方。

将钢管混凝土柱内混凝土配合比、现场施工条件等输入bim电脑端4，bim电脑端4计算钢管混凝土柱内混凝土收缩变形以及钢管混凝土柱的纵向应力的应力应变预警阈值，制定应力应变监测方案；

在现场钢管混凝土柱标注的测试点布设应力应变片2和应变计1对应力应变进行实时监测，将采集到的应力应变信息通过无线动态应变仪3传输到bim电脑端4，并显示在bim建立的模型中。

1)对钢管混凝土柱采用bim建模，并在bim模块模型中直接显示钢管混凝土柱相应部位的应力应变特征值。

2)对bim进行二次开发，建立钢管混凝土柱应力应变监测预警装置。

3)根据现场施工条件以及钢管混凝土柱应力应变阈值制定应力应变监测方案，设置应力应变预警阈值。

4)同时，设置预警装置，如果测试结果大于预警阈值，则系统可自动进行预警，提醒现场进行应急处理。

相比于传统的钢管混凝土柱应力应变测试方式，采用多个有线或无线应力应变片2和应变计1实时钢管混凝土柱表面纵向应力和内部的横向应力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。