一種石材幕墻安全性的評估方法
【專利摘要】本發明提供了一種石材幕墻安全性的評估方法。該方法包括：預先計算待測石材幕墻的一階自振頻率；將動態檢測裝置與待測石材幕墻連接，并通過動態檢測裝置測量待測石材幕墻的一階自振頻率；根據計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值，定量地判斷待測石材幕墻的安全程度。應用本發明可以定量地對石材幕墻的安全性進行比較準確的評估。
【專利說明】一種石材幕墻安全性的評估方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及建筑結構安全評估領域，尤其涉及一種石材幕墻安全性的評估方法。
【背景技術】
[0002]石材幕墻通常是指由石板支承結構(例如，鋁橫梁立柱、鋼結構、玻璃肋等等)組成，不承擔主體結構載荷與作用的建筑圍護結構。隨著現代建筑的快速發展，建筑石材幕墻的使用也日益廣泛。由于石材幕墻通常是附著于建筑物的外表面，通過石材幕墻的支撐節點固定在建筑物上，因此石材幕墻的支撐節點的牢固情況成為了石材幕墻安全性評估的關鍵點。
[0003]然而，由于石材幕墻的支撐節點為隱蔽工程，在評估現場不便于拆卸進行檢查，因此現有技術中在對石材幕墻的安全性進行評估時，一般都只能大概地、定性地對石材幕墻的安全性進行經驗性的評價，大致地評估石材幕墻的安全程度，而并不能定量地、準確地對石材幕墻的安全性進行評估。
[0004]綜上可知，由于現有技術中的石材幕墻安全性的評估方法具有如上所述的缺點，因此如何提出一種更好的石材幕墻安全性的評估方法，從而定量地對石材幕墻的安全性進行比較準確的評估，是本領域中亟需解決的問題。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明提供了一種石材幕墻安全性的評估方法，從而可以定量地對石材幕墻的安全性進行比較準確的評估。
[0006]本發明的技術方案具體是這樣實現的:
[0007]一種石材幕墻安全性的評估方法，該方法包括:
[0008]預先計算待測石材幕墻的一階自振頻率；
[0009]將動態檢測裝置與待測石材幕墻連接，并通過動態檢測裝置測量待測石材幕墻的一階自振頻率；
[0010]根據計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值，定量地判斷待測石材幕墻的安全程度。
[0011]較佳的，所述動態檢測裝置包括:
[0012]水平拾振器、加速度節點、無線網關和數據處理裝置。
[0013]較佳的，所述將動態檢測裝置與待測石材幕墻連接，并通過動態檢測裝置測量待測石材幕墻的一階自振頻率包括:
[0014]將水平拾振器固定于待測石材幕墻的中部；
[0015]將水平拾振器與加速度節點與連接，所述加速度節點通過無線網關與數據處理裝置連接；
[0016]使用錘擊裝置多次錘擊待測石材幕墻的表面；加速度節點通過所連接的水平拾振器獲取錘擊時的加速度信息，并將所獲取的加速度信息通過無線網關傳輸給數據處理裝置；
[0017]數據處理裝置根據接收到的加速度信息計算出待測石材幕墻實際的一階自振頻率。
[0018]較佳的，將水平拾振器固定于待測石材幕墻的中部包括:
[0019]將水平拾振器機械固定于L型金屬制件上；
[0020]將L型金屬制件固定于待測石材眷墻的中部。
[0021 ] 較佳的，所述數據處理裝置為便攜式電腦。
[0022]較佳的，所述根據計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值，定量地判斷待測石材幕墻的安全程度包括:
[0023]當計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值小于或等于計算所得的一階自振頻率的第一比值時，所述待測石材幕墻的安全程度為良好；
[0024]當計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值大于計算所得的一階自振頻率的第一比值且小于或等于計算所得的一階自振頻率的第二比值時，所述待測石材幕墻的安全程度為合格；
[0025]當計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值大于計算所得的一階自振頻率的第二比值且小于或等于計算所得的一階自振頻率的第三比值時，所述待測石材幕墻的安全程度為不合格；
[0026]當計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值大于計算所得的一階自振頻率的第三比值時，所述待測石材幕墻的安全程度為差。
[0027]較佳的，所述第一比值為20% ;所述第二比值為30% ;所述第三比值為50%。
[0028]由上述技術方案可見，本發明中由于將首先預先計算待測石材幕墻的一階自振頻率，然后再通過動態檢測裝置測量待測石材幕墻的一階自振頻率，最后再根據計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值，定量地判斷待測石材幕墻的安全程度，從而可以定量地對石材幕墻的安全性進行比較準確的評估；而且，在使用上述的方法時，操作也比較簡單、方便、快捷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為本發明實施例中的石材幕墻安全性的評估方法的流程圖。
[0030]圖2是本發明實施例中的步驟102的一個具體實現方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0031]為使本發明的技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施例，對本發明作進一步詳細的說明。
[0032]圖1為本發明實施例中的石材幕墻安全性的評估方法的流程圖。
[0033]如圖1所示，本發明實施例中的石材幕墻安全性的評估方法包括如下所述步驟:
[0034]步驟101，預先計算待測石材幕墻的一階自振頻率。
[0035]通過相關的研究的可知，在邊界條件一定的情況下，固體的自然振動頻率是一定的，固體的自振頻率隨邊界條件的改變而改變。以四邊粘膠支撐的隱框玻璃為例，四邊支撐的玻璃一階自振頻率與支撐的緊固度呈線性關系，例如，四邊固支玻璃的自振頻率最高，而四邊簡支玻璃的自振頻率最低。由此可知，支撐緊固度越高，則其自振頻率將越高。
[0036]由于可以根據建筑物的圖紙等手段直接獲取待測石材幕墻的整體結構，因此，在本步驟中，可以使用現有技術中的計算裝置直接根據待測石材幕墻的整體結構建立相應的分析模型，對待測石材幕墻的一階自振頻率進行預估，從而預先計算出待測石材幕墻的一階自振頻率。因此，上述計算所得的結果是待測石材幕墻的一階自振頻率的理論設計值，而并不是待測石材幕墻在實際應用時的一階自振頻率的實際值。
[0037]例如，在本發明的較佳實施例中，可以使用設置有Ansys分析計算系統或其它分析計算系統的計算裝置計算出待測石材幕墻的一階自振頻率。其中，所述Ansys分析計算系統是一種大型通用有限元分析計算系統，可用于多類結構的動態和靜態受力分析。
[0038]步驟102，將動態檢測裝置與待測石材幕墻連接，并通過動態檢測裝置測量待測石材幕墻的一階自振頻率。
[0039]在本步驟中，將通過與待測石材幕墻直接連接的檢測裝置對待測石材幕墻進行測量，以獲得待測石材幕墻實際的一階自振頻率。
[0040]在本發明的技術方案中，可以使用多種方式來實現上述的步驟102。以下將以其中的一種實現方式為例，對本發明的技術方案進行介紹。
[0041]較佳的，在本發明的具體實施例中，所述動態檢測裝置可以包括:水平拾振器、力口速度節點、無線網關和數據處理裝置，從而可實現對結構/構件進行模態變化的長期或短期監測，并可測量出結構/構件的一階自振頻率值。
[0042]例如，圖2是本發明實施例中的步驟102的一個具體實現方法的流程示意圖。如圖2所示，在本發明的較佳實施例中，所述步驟102可以通過如下所述的步驟來實現:
[0043]步驟201，將水平拾振器固定于待測石材幕墻的中部。
[0044]較佳的，在本發明的具體實施例中，可以使用結構膠將水平拾振器粘貼于待測石材眷墻的中部。
[0045]另外，在本發明的另一個較佳實施例中，為避免損壞水平拾振器，可先將水平拾振器機械固定(例如，通過螺絲固定)于L型金屬制件上，然后再將L型金屬制件固定于待測石材眷墻的中部。
[0046]步驟202，將水平拾振器與加速度節點與連接，所述加速度節點通過無線網關與數據處理裝置連接。
[0047]較佳的，在本發明的具體實施例中，所述數據處理裝置可以是設置有數據處理系統的計算機(例如，便攜式電腦)。
[0048]步驟203，使用錘擊裝置多次錘擊待測石材幕墻的表面；加速度節點通過所連接的水平拾振器獲取錘擊時的加速度信息，并將所獲取的加速度信息通過無線網關傳輸給數據處理裝置。
[0049]步驟204，數據處理裝置根據接收到的加速度信息計算出待測石材幕墻實際的一階自振頻率。
[0050]為了保障測量結果的準確性，在本發明的較佳實施例中，可以在步驟202中錘擊待測石材幕墻的表面3?4次，從而獲得多次的加速度信息，并在本步驟中計算待測石材幕墻實際的一階自振頻率時，通過對各次所測得的一階自振頻率取平均值的方式來提高測量結果的準確性。
[0051]通過上述的步驟201?204，即可實時地測量出待測石材幕墻的一階自振頻率。
[0052]步驟103，根據計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值，定量地判斷待測石材幕墻的安全程度。
[0053]由于支撐緊固度越高，則其自振頻率將越高，因此支撐牢固的待測石材幕墻的自振頻率將較高，而支撐有松動、或板材有損壞的待測石材幕墻的自振頻率將相對較低。而在上述的步驟101中已經預先計算了待測石材幕墻的一階自振頻率，并在上述的步驟102中又通過檢測裝置實時測量了待測石材幕墻實際的一階自振頻率，因此在本步驟中，即可根據計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值，定量地判斷待測石材幕墻的安全程度。
[0054]較佳的，所述根據計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值，定量地判斷待測石材幕墻的安全程度可以為:，
[0055]當計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值小于或等于計算所得的一階自振頻率的第一比值時，所述待測石材幕墻的安全程度為良好(即待測石材幕墻的安全性較好);
[0056]當計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值大于計算所得的一階自振頻率的第一比值且小于或等于計算所得的一階自振頻率的第二比值時，所述待測石材幕墻的安全程度為合格(即待測石材幕墻的安全性基本合格)；
[0057]當計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值大于計算所得的一階自振頻率的第二比值且小于或等于計算所得的一階自振頻率的第三比值時，所述待測石材幕墻的安全程度為不合格(即待測石材幕墻的安全性基本不合格)；
[0058]當計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值大于計算所得的一階自振頻率的第三比值時，所述待測石材幕墻的安全程度為差(即待測石材幕墻的安全性較差)。
[0059]較佳的，在本發明的具體實施例中，所述第一比值為20% ;所述第二比值為30% ;所述第三比值為50%。
[0060]例如，在一個具體實施例中，待測石材幕墻的結構為四點支撐，待測石材幕墻的長為1230mm，寬(高)為450mm，厚度為20mm，彈性模量為80GPa，泊松比為0.125，單位質量為54.4Kg/m2。因此，在步驟101中，可以通過計算得到該待測石材幕墻的一階自振頻率的理論值為69.3Hz。然后通過步驟102，使用動態檢測裝置測量得到待測石材幕墻的一階自振頻率的實際值為55.7Hz。由于一階自振頻率的理論值與實際值的差值為13.6Hz，且該差值小于一階自振頻率的理論值的20%，因此，該待測石材幕墻的安全程度為良好。
[0061]綜上所述，在本發明的技術方案中，由于首先預先計算待測石材幕墻的一階自振頻率，然后再通過動態檢測裝置測量待測石材幕墻的一階自振頻率，最后再根據計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值，定量地判斷待測石材幕墻的安全程度，從而可以定量地對石材幕墻的安全性進行比較準確的評估；而且，在使用上述的方法時，操作也比較簡單、方便、快捷。
[0062]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的范圍之內。
【權利要求】
1.一種石材幕墻安全性的評估方法，其特征在于，該方法包括: 預先計算待測石材幕墻的一階自振頻率； 將動態檢測裝置與待測石材幕墻連接，并通過動態檢測裝置測量待測石材幕墻的一階自振頻率； 根據計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值，定量地判斷待測石材幕墻的安全程度。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述動態檢測裝置包括: 水平拾振器、加速度節點、無線網關和數據處理裝置。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述將動態檢測裝置與待測石材幕墻連接，并通過動態檢測裝置測量待測石材幕墻的一階自振頻率包括: 將水平拾振器固定于待測石材幕墻的中部； 將水平拾振器與加速度節點與連接，所述加速度節點通過無線網關與數據處理裝置連接； 使用錘擊裝置多次錘擊待測石材幕墻的表面；加速度節點通過所連接的水平拾振器獲取錘擊時的加速度信息，并將所獲取的加速度信息通過無線網關傳輸給數據處理裝置；數據處理裝置根據接收到的加速度信息計算出待測石材幕墻實際的一階自振頻率。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，將水平拾振器固定于待測石材幕墻的中部包括: 將水平拾振器機械固定于I型金屬制件上； 將I型金屬制件固定于待測石材幕墻的中部。
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于: 所述數據處理裝置為便攜式電腦。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值，定量地判斷待測石材幕墻的安全程度包括: 當計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值小于或等于計算所得的一階自振頻率的第一比值時，所述待測石材幕墻的安全程度為良好； 當計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值大于計算所得的一階自振頻率的第一比值且小于或等于計算所得的一階自振頻率的第二比值時，所述待測石材幕墻的安全程度為合格； 當計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值大于計算所得的一階自振頻率的第二比值且小于或等于計算所得的一階自振頻率的第三比值時，所述待測石材幕墻的安全程度為不合格； 當計算所得的一階自振頻率和測量的一階自振頻率之間的差值大于計算所得的一階自振頻率的第三比值時，所述待測石材幕墻的安全程度為差。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于: 所述第一比值為20% ； 所述第二比值為30% ； 所述第三比值為50%。
【文檔編號】G01H17/00GK104422513SQ201310398986
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月5日 優先權日:2013年9月5日
【發明者】王永煥, 譚志催, 徐海翔, 楊建國, 吳利權, 張會東, 趙鋒 申請人:中冶建筑研究總院有限公司
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