【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及扶手欄桿檢測領(lǐng)域，尤其涉及既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)有規(guī)范《建筑用玻璃與金屬護(hù)欄》jgt?342-2012要求欄桿水平載荷試驗結(jié)構(gòu)由3個立柱和2個扶手組成相對獨立的試件，由此類試件進(jìn)行的試驗描述為標(biāo)準(zhǔn)化欄桿試驗。
2、然而既有建筑中的欄桿結(jié)構(gòu)，往往由多個立柱和扶手組成，此時如按照規(guī)范試驗，需要將規(guī)范要求試件以外的扶手截斷，試驗結(jié)束后需重新恢復(fù)扶手結(jié)構(gòu)以及表面裝飾層，大大增加了試驗的難度，業(yè)主通常較為排斥此類試驗。
3、若試驗過程不截斷欄桿扶手，鄰近扶手將對標(biāo)準(zhǔn)試件施加額外約束，試驗獲得的控制點位移值偏小，此時對欄桿的評價結(jié)果更容易滿足規(guī)范要求，使得原本可能不滿足規(guī)范的欄桿評價為合格。
4、本專利技術(shù)通過在連續(xù)欄桿扶手和立柱上布置相應(yīng)的應(yīng)變片采集得到相應(yīng)的應(yīng)變值，計算得到鄰近扶手對標(biāo)準(zhǔn)試件所施加額外約束對應(yīng)的內(nèi)力值，并將該內(nèi)力值反向施加于標(biāo)準(zhǔn)試件的計算模型中，得到相應(yīng)的修正值，原控制點的位移值疊加該修正值便可得到標(biāo)準(zhǔn)化欄桿試驗的位移值。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本專利技術(shù)提供既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)。
2、為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用的主要技術(shù)方案包括：
3、既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)：
4、包括處理模塊；所述處理模塊根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過計算得到標(biāo)準(zhǔn)化欄桿試驗的水平位移值；
5、所述標(biāo)準(zhǔn)化欄桿
6、所述狀態(tài)一等于狀態(tài)二與狀態(tài)三的疊加；
7、所述狀態(tài)二為既有建筑中連續(xù)扶手欄桿水平載荷試驗狀態(tài)時截取的隔離體的各個控制點水平位移值；
8、所述狀態(tài)三為隔離體端部反彎點處施加與狀態(tài)二時隔離體端部反彎點處所承受的反方向的扭矩和剪力產(chǎn)生的水平位移值；
9、所述狀態(tài)三中的扭矩與剪力通過以下方法確定：在隔離體兩端部外的扶手左右兩端的側(cè)面沿扶手軸線方向布置應(yīng)變片；在施加載荷后，根據(jù)扶手應(yīng)變片的比值確定反彎點位置；確定反彎點后，釋放載荷，在反彎點的頂面位置設(shè)置與扶手軸線呈45度的應(yīng)變片后，重新施加載荷；
10、根據(jù)公式：計算得到桿件的剪力值；其中l(wèi)n表示應(yīng)變片中心間距；mp和mq分別表示桿件兩端的彎矩值；
11、利用反彎點處應(yīng)變片的應(yīng)變值計算得到隔離體兩端部外的扶手反彎點位置的扭矩值；
12、處理模塊自動將隔離體兩端部外的扶手的剪力和扭矩反向后施加在反彎點處，計算得到狀態(tài)三扶手各個控制點的水平位移值。
13、進(jìn)一步的，所述隔離體通過在既有建筑連續(xù)扶手欄桿上選取連續(xù)的三個立柱和兩個扶手組成，兩個扶手包括依次設(shè)置的第四跨、第五跨，三個連續(xù)立柱依次為第三立柱、第四立柱、第五立柱，第四跨左側(cè)相連扶手為第三跨，第五跨扶手右側(cè)相連扶手為第六跨；所述隔離體的兩個扶手的隔離處分別為第三跨與第六跨的反彎點。
14、進(jìn)一步的，所述隔離體的側(cè)面沿扶手/立柱軸線方向布置應(yīng)變片；在施加載荷后根據(jù)公式：計算得到桿件的剪力值；
15、根據(jù)平衡方程：
16、p+p＝f3跨+f6跨+f3柱+f4柱+f5柱
17、
18、計算得到欄桿材料的彈性模量e；
19、其中p為垂直扶手的水平外荷載；
20、f3跨、f6跨、f3柱、f4柱、f5柱為相應(yīng)各跨扶手和立柱的剪力；
21、wn為截面模量；
22、ε3左、ε3右、ε6左、ε6右、ε3下、ε3上、ε4下、ε4上、ε5下、ε5上為各應(yīng)變片的應(yīng)變值；
23、d、d分別為扶手采用圓管時截面的外直徑和內(nèi)直徑；
24、進(jìn)一步的，所述欄桿材料的彈性模量e通過實驗室模擬測定確定。
25、進(jìn)一步的，所述隔離體兩端部外的扶手分別為第三跨與第六跨。
26、進(jìn)一步的，所述桿件包括扶手與立柱。
27、進(jìn)一步的，所述施加載荷為施加水平且垂直于扶手軸線方向的載荷；所述重新施加載荷與第一次施加載荷的方向與大小相同。
28、進(jìn)一步的，所述反彎點根據(jù)彎矩和應(yīng)變之間的關(guān)系：
29、ε代表彎曲應(yīng)變，m代表彎矩，e代表彈性模量，wn代表截面模量；
30、彎矩和應(yīng)變呈正比，根據(jù)扶手應(yīng)變片比值即可得到彎矩比值，據(jù)此得到扶手的反彎點位置。
31、進(jìn)一步的，所述反彎點位置的扭矩值根據(jù)下述公式計算得到：
32、其中α＝d/d，σ45＝ε45e；
33、mτ為反彎點位置的扭矩值；
34、τ為反彎點位置扭矩產(chǎn)生的剪應(yīng)力；
35、wp為扶手抗扭截面模量；
36、σ45、ε45為扶手在反彎點的頂面位置設(shè)置與扶手軸線呈45度應(yīng)變片的應(yīng)力值和應(yīng)變值。
37、進(jìn)一步的，所述控制點包括設(shè)置在扶手上的a、b、c、d、e五個點；所述a點為第四跨的中點；所述b點為第五跨的中點；所述c點設(shè)置在與第三立柱相交處的扶手上；所述d點設(shè)置在與第四立柱相交處的扶手上；所述e點設(shè)置在與第五立柱相交處的扶手上。
38、本專利技術(shù)的有益效果是：既有建筑中的欄桿水平載荷試驗，無需截斷扶手前提下，通過結(jié)合連續(xù)扶手的現(xiàn)場載荷試驗以及隔離體有限元分析的結(jié)果，得到標(biāo)準(zhǔn)化欄桿試驗結(jié)果，隔離體的模型參數(shù)在不損傷欄桿結(jié)構(gòu)的前提下(材料彈性模量常規(guī)獲得方式需要對結(jié)構(gòu)破損取樣后實驗室進(jìn)行拉伸試驗)，通過現(xiàn)場檢測采集的數(shù)據(jù)和推導(dǎo)的公式計算得到。
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1.既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述隔離體通過在既有建筑連續(xù)扶手欄桿上選取連續(xù)的三個立柱和兩個扶手組成，兩個扶手包括依次設(shè)置的第四跨、第五跨，三個連續(xù)立柱依次為第三立柱、第四立柱、第五立柱，第四跨左側(cè)相連扶手為第三跨，第五跨扶手右側(cè)相連扶手為第六跨；所述隔離體的兩個扶手的隔離處分別為第三跨與第六跨的反彎點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述隔離體的側(cè)面沿扶手/立柱軸線方向布置應(yīng)變片；在施加載荷后根據(jù)公式：計算得到桿件的剪力值；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述欄桿的彈性模量E通過實驗室模擬測定確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述隔離體兩端部外的扶手分別為第三跨與第六跨。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述桿
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述施加載荷為施加水平且垂直于扶手軸線方向的載荷；所述重新施加載荷與第一次施加載荷的方向與大小相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述反彎點根據(jù)彎矩和應(yīng)變之間的關(guān)系：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述反彎點位置的扭矩值根據(jù)下述公式計算得到：
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述控制點包括設(shè)置在扶手上的A、B、C、D、E五個點；所述A點為第四跨的中點；所述B點為第五跨的中點；所述C點設(shè)置在與第三立柱相交處的扶手上；所述D點設(shè)置在與第四立柱相交處的扶手上；所述E點設(shè)置在與第五立柱相交處的扶手上。
...【技術(shù)特征摘要】
1.既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述隔離體通過在既有建筑連續(xù)扶手欄桿上選取連續(xù)的三個立柱和兩個扶手組成，兩個扶手包括依次設(shè)置的第四跨、第五跨，三個連續(xù)立柱依次為第三立柱、第四立柱、第五立柱，第四跨左側(cè)相連扶手為第三跨，第五跨扶手右側(cè)相連扶手為第六跨；所述隔離體的兩個扶手的隔離處分別為第三跨與第六跨的反彎點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述隔離體的側(cè)面沿扶手/立柱軸線方向布置應(yīng)變片；在施加載荷后根據(jù)公式：計算得到桿件的剪力值；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述欄桿的彈性模量e通過實驗室模擬測定確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的既有建筑連續(xù)扶手欄桿免截斷智能載荷試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述隔離體兩端部外的扶手分別為第三跨與第六跨。<...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林錦滔，張璐，谷繼磊，陳楓，
申請(專利權(quán))人：福建九鼎工程質(zhì)量檢測有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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