本實用新型專利技術公開了一種超高層鋼框架-核心筒結構伸臂桁架用應力應變監測裝置，包括應力應變測試儀和應力應變監測體系，應力應變監測體系包括第一應力應變監測結構、第二應力應變監測結構和第三應力應變監測結構；伸臂桁架連接于核心筒與框架柱之間且其包括上下兩根弦桿和多根腹桿；第三應力應變監測結構包括多個分別布設在兩根弦桿上的第三應力應變測試元件；第一應力應變監測結構包括上下兩個布設在框架柱上的第一應力應變測試元件，第二應力應變監測結構包括一個或多個布設在核心筒上的第二應力應變監測點。本實用新型專利技術結構簡單、設計合理且安裝布設及操作簡便、使用效果好，能對伸臂桁架及其所連接鋼框架和核心筒的應力應變進行有效監測。
【技術實現步驟摘要】
本技術屬于建筑施工
，尤其是涉及一種超高層鋼框架-核心筒結構伸臂桁架用應力應變監測裝置。
技術介紹
核心筒結構，屬于高層建筑結構。簡單來講，外圍是由梁柱構成的框架受力體系，而中間是筒體(比如電梯井等)，由于筒體在中間，所以稱為核心筒，又名“框架-核心筒結構”。外圍框架由多個框架柱和支撐于多個所述框架柱的框架梁連接而成。核心筒就是在建筑的中央部分，由電梯井道、樓梯、通風井、電纜井、公共衛生間、部分設備間圍護等形成中央核心筒，與外圍框架形成一個外框內筒結構，核心筒以鋼筋混凝土澆筑。而外圍框架為鋼筋混凝土框架或鋼框架，且當外圍框架為鋼框架時，框架-核心筒結構為鋼框架-核心筒結構。在高層、超高層框架-核心筒結構設計中，為控制結構水平位移過大經常在芯筒(即核心筒)與外排柱(即外圍框架結構中的框架柱)之間設置伸臂構件，以提高結構的抗側剛度。其中，超高層就是40層以上或高度100米以上的建筑。超高層的伸臂構件一般設置在建筑設備層、避難層等樓層，設置伸臂構件的樓層為加強層。上述伸臂構件通常采用桁架結構，也稱為伸臂桁架，且加強層也稱為伸臂桁架加強層。伸臂桁架加強層是指采用斜腹桿桁架、實體梁、箱形梁、空腹桁架等水平伸臂構件，在平面內將內部核心筒和外圍框架柱連接為整體，控制結構整體側移的水平加強層。伸臂桁架是采用桁架結構方式做成的梁，帶加強層的框架-核心筒結構在伸臂桁架的作用下，能形成更大的剛度以抵抗傾覆力矩。現如今，所采用伸臂桁架的類型較多，主要包括K形、V形、人字形等形狀的伸臂桁架。對超高層鋼框架-核心筒結構來說，考慮鋼框架與核心筒在應力、應變增長速度以及自重荷載、施工荷載有效面積、材料時變、施工速度等方面的差異，在施工過程中，外框柱(即外圍框架中的框架柱，通常采用鋼管柱)與內部混凝土核心筒的豎向變形之間會產生一定的差值，豎向變形差進而對伸臂桁架產生附加應力。因此，如果提前將伸臂桁架進行焊接固定，會使伸臂桁架上部樓層的豎向荷載大部分被伸臂桁架承受，而無法通過外框柱向下傳遞，導致原本設計用來主要承受豎向荷載的外框柱嚴重浪費；相反，平時作為儲備且一旦遇到大風、地震等特殊情況才發揮主要抗側力作用的伸臂桁架則提前服役，伸臂桁架提前服役的直接影響是在伸臂桁架構件內部產生不必要的殘余應力，伸臂桁架節點處的焊縫可能被撕裂或因受拉而變形；伸臂桁架的間接影響是在鋼框架-核心筒結構建成后，在還未達到極限荷載狀態的情況下結構就可能失效，這是在結構設計中并沒有考慮的情況。因而，有必要對超高層鋼框架-核心筒結構中伸臂桁架及其所連接鋼框架和核心筒的應力應變進行有效監測。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種超高層鋼框架-核心筒結構伸臂桁架用應力應變監測裝置，其結構簡單、設計合理且安裝布設及操作簡便、使用效果好，能對伸臂桁架及其所連接鋼框架和核心筒的應力應變進行有效監測。為解決上述技術問題，本技術采用的技術方案是：一種超高層鋼框架-核心筒結構伸臂桁架用應力應變監測裝置，其特征在于：包括應力應變測試儀和與應力應變測試儀連接的應力應變監測體系，所述應力應變監測體系包括第一應力應變監測結構、第二應力應變監測結構和第三應力應變監測結構；所述第三應力應變監測結構布設在所施工超高層建筑中伸臂桁架加強層的伸臂桁架上；所施工超高層建筑為鋼框架-核心筒結構，所述鋼框架-核心筒結構包括核心筒和位于核心筒外側的外圍框架，所述外圍框架為鋼框架且其包括多個位于核心筒外側的框架柱和多個搭設于多個所述框架柱上的框架梁；所述伸臂桁架連接于所述伸臂桁架加強層中的核心筒與一個所述框架柱之間；所述伸臂桁架為鋼桁架且其包括上下兩根弦桿和多根由前至后連接于兩根所述弦桿之間的斜腹桿；每根所述弦桿均由內至外分為內側弦桿節段、中部弦桿節段和外側弦桿節段，所述中部弦桿節段與所述內側弦桿節段和所述外側弦桿節段之間均通過多個第一連接螺栓進行連接；所述中部弦桿節段的內外兩端、所述內側弦桿節段的外端和所述外側弦桿節段的內端均設置有一個第三應力應變監測點，每個所述第三應力應變監測點上均設置有一個與應力應變測試儀連接的第三應力應變測試元件；所述伸臂桁架上布設的所有第三應力應變測試元件組成所述第三應力應變監測結構；所述伸臂桁架加強層中的框架柱上設置有上下兩個第一應力應變監測點，兩個所述第一應力應變監測點分別位于兩根所述弦桿的外端與框架柱之間的連接位置處，每個所述第一應力應變監測點上均設置有一個與應力應變測試儀連接的第一應力應變測試元件，兩個所述第一應力應變測試元件組成所述第一應力應變監測結構；所述伸臂桁架加強層中的核心筒上設置有第二應力應變監測點，所述第二應力應變監測點的數量為一個或多個，每個所述第二應力應變監測點上均布設有一個與應力應變測試儀連接的第二應力應變測試元件；所述伸臂桁架加強層中核心筒上布設的所有第二應力應變測試元件組成所述第二應力應變監測結構。上述超高層鋼框架-核心筒結構伸臂桁架用應力應變監測裝置，其特征是：所述第一應力應變測試元件為對所布設位置處的豎向應變進行實時測試的應變片，所述第二應力應變測試元件為對所布設位置處的豎向應變進行實時測試的混凝土應變計且其布設在核心筒內。上述超高層鋼框架-核心筒結構伸臂桁架用應力應變監測裝置，其特征是：所述第二應力應變監測點的數量為兩個，兩個所述第二應力應變監測點均布設在核心筒的內側中部且其布設高度分別與兩根所述弦桿的內端高度相同。上述超高層鋼框架-核心筒結構伸臂桁架用應力應變監測裝置，其特征是：所述第三應力應變測試元件為應變片或三向應變計。上述超高層鋼框架-核心筒結構伸臂桁架用應力應變監測裝置，其特征是：所述第三應力應變監測點位于弦桿的中心軸線上。上述超高層鋼框架-核心筒結構伸臂桁架用應力應變監測裝置，其特征是：所述應力應變監測體系還包括第四應力應變監測結構；所述伸臂桁架中每根所述斜腹桿的上下兩端分別通過一個連接件固定在兩根所述弦桿上，所述連接件固定在弦桿上；所述斜腹桿與所述連接件之間均通過多個第二連接螺栓進行連接，所述斜腹桿與所述連接件之間的連接處上下兩側均設置有一個第四應力應變監測點，兩個所述第四應力應變監測點分別布設在斜腹桿和所述連接件上，每個所述第四應力應變監測點上均布設有一個與應力應變測試儀連接的第四應力應變測試元件；所述伸臂桁架上布設的所有第四應力應變測試元件組成所述第四應力應變監測結構。上述超高層鋼框架-核心筒結構伸臂桁架用應力應變監測裝置，其特征是：所述第四應力應變測試元件為應變片或三向應變計。本技術與現有技術相比具有以下優點：1、結構簡單、設計合理且投入成本較低。2、伸臂桁架及與其所連接鋼框架和核心筒上的應力應變監測點布設位置合理，并且安裝布設及操作簡便。所采用的應力應變測試儀為常規的應力應變測試裝置，設備投入成本較低。3、使用效果好且實用價值高，能對伸臂桁架及與其所連接鋼框架和核心筒的應力應變進行有效監測。實際對伸臂桁架進行安裝時，根據本技術的監測結果，且采用延遲連接安裝方法對伸臂桁架進行安裝，能有效減小外伸桁架(即伸臂桁架)構件的施工次應力(也稱為二次應力)，確保伸臂桁架不會提前服役，使得伸臂桁架的服役期能有效保證。綜上所述，本技術結構簡單、設計合理且安本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種超高層鋼框架?核心筒結構伸臂桁架用應力應變監測裝置，其特征在于：包括應力應變測試儀(9)和與應力應變測試儀(9)連接的應力應變監測體系，所述應力應變監測體系包括第一應力應變監測結構、第二應力應變監測結構和第三應力應變監測結構；所述第三應力應變監測結構布設在所施工超高層建筑中伸臂桁架加強層的伸臂桁架(2)上；所施工超高層建筑為鋼框架?核心筒結構，所述鋼框架?核心筒結構包括核心筒(3)和位于核心筒(3)外側的外圍框架，所述外圍框架為鋼框架且其包括多個位于核心筒(3)外側的框架柱(1)和多個搭設于多個所述框架柱(1)上的框架梁；所述伸臂桁架(2)連接于所述伸臂桁架加強層中的核心筒(3)與一個所述框架柱(1)之間；所述伸臂桁架(2)為鋼桁架且其包括上下兩根弦桿(2?1)和多根由前至后連接于兩根所述弦桿(2?1)之間的斜腹桿(2?2)；每根所述弦桿(2?1)均由內至外分為內側弦桿節段、中部弦桿節段和外側弦桿節段，所述中部弦桿節段與所述內側弦桿節段和所述外側弦桿節段之間均通過多個第一連接螺栓(4)進行連接；所述中部弦桿節段的內外兩端、所述內側弦桿節段的外端和所述外側弦桿節段的內端均設置有一個第三應力應變監測點(5?1)，每個所述第三應力應變監測點(5?1)上均設置有一個與應力應變測試儀(9)連接的第三應力應變測試元件(7)；所述伸臂桁架(2)上布設的所有第三應力應變測試元件(7)組成所述第三應力應變監測結構；所述伸臂桁架加強層中的框架柱(1)上設置有上下兩個第一應力應變監測點(1?1)，兩個所述第一應力應變監測點(1?1)分別位于兩根所述弦桿(2?1)的外端與框架柱(1)之間的連接位置處，每個所述第一應力應變監測點(1?1)上均設置有一個與應力應變測試儀(9)連接的第一應力應變測試元件(1?2)，兩個所述第一應力應變測試元件(1?2)組成所述第一應力應變監測結構；所述伸臂桁架加強層中的核心筒(3)上設置有第二應力應變監測點，所述第二應力應變監測點的數量為一個或多個，每個所述第二應力應變監測點上均布設有一個與應力應變測試儀(9)連接的第二應力應變測試元件(3?1)；所述伸臂桁架加強層中核心筒(3)上布設的所有第二應力應變測試元件(3?1)組成所述第二應力應變監測結構。...
【技術特征摘要】
1.一種超高層鋼框架-核心筒結構伸臂桁架用應力應變監測裝置，其特征在于：包括應力應變測試儀(9)和與應力應變測試儀(9)連接的應力應變監測體系，所述應力應變監測體系包括第一應力應變監測結構、第二應力應變監測結構和第三應力應變監測結構；所述第三應力應變監測結構布設在所施工超高層建筑中伸臂桁架加強層的伸臂桁架(2)上；所施工超高層建筑為鋼框架-核心筒結構，所述鋼框架-核心筒結構包括核心筒(3)和位于核心筒(3)外側的外圍框架，所述外圍框架為鋼框架且其包括多個位于核心筒(3)外側的框架柱(1)和多個搭設于多個所述框架柱(1)上的框架梁；所述伸臂桁架(2)連接于所述伸臂桁架加強層中的核心筒(3)與一個所述框架柱(1)之間；所述伸臂桁架(2)為鋼桁架且其包括上下兩根弦桿(2-1)和多根由前至后連接于兩根所述弦桿(2-1)之間的斜腹桿(2-2)；每根所述弦桿(2-1)均由內至外分為內側弦桿節段、中部弦桿節段和外側弦桿節段，所述中部弦桿節段與所述內側弦桿節段和所述外側弦桿節段之間均通過多個第一連接螺栓(4)進行連接；所述中部弦桿節段的內外兩端、所述內側弦桿節段的外端和所述外側弦桿節段的內端均設置有一個第三應力應變監測點(5-1)，每個所述第三應力應變監測點(5-1)上均設置有一個與應力應變測試儀(9)連接的第三應力應變測試元件(7)；所述伸臂桁架(2)上布設的所有第三應力應變測試元件(7)組成所述第三應力應變監測結構；所述伸臂桁架加強層中的框架柱(1)上設置有上下兩個第一應力應變監測點(1-1)，兩個所述第一應力應變監測點(1-1)分別位于兩根所述弦桿(2-1)的外端與框架柱(1)之間的連接位置處，每個所述第一應力應變監測點(1-1)上均設置有一個與應力應變測試儀(9)連接的第一應力應變測試元件(1-2)，兩個所述第一應力應變測試元件(1-2)組成所述第一應力應變監測結構；所述伸臂桁架加強層中的核心筒(3)上設置有第二應力應變監測點，所述第二應力應變監測點的數量為一個或多個，每個所述第二應力應變監測點上均布設有一個與應力應變測試儀(9)連接的第二應力應變測試元件(3-1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張風亮，高宗祺，朱武衛，陸建勇，韓大富，李增福，田鵬剛，王寶卿，高遠，
申請(專利權)人：陜西省建筑科學研究院，
類型：新型
國別省市：陜西;61
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