系统背景

近年来,当人们的房屋结构主要为楼房结构以及楼层高度逐渐提高的前提下,对建筑物结构的安全性监测逐渐成为人们的研究热点。房屋建筑结构在施工过程中会因施工材料特性、施工方法和构件结构设计等原因出现一定误差,需要通过变形监测等手段进行检验和修正;房屋长时间使用的过程中,也会因气候或构件缺陷、材料老化等原因导致微小变形的出现,需要通过变形监测的手段予以发现并提前预防危险的发生。但房屋建筑结构即使出现变形,其变形幅度也十分微小,非专业检测手段根本难以发现,这就对房屋建筑结构变形监测工作造成了极大的困扰。因此,监测和诊断超房屋结构的健康状况,及时发现结构损伤,对可能出现的危险进行预测,评估服役结构的安全性、可靠性、耐久性和适用性具有非常重要的现实意义。


危房在线监测系统结构示意图

危房监测参数

    房屋因其建筑年代久远,建筑材料经过长期老化性能衰减,不合理使用拆改承重构件等因素,导致整体性差,结构松散,一旦受外力如震动、地基沉降影响,将对安全使用造成巨大隐患,因此对于鉴定为 C\D 级的危房,一般建议对房屋沉降倾斜变形裂缝应变、视频进行实时在线监测。

正常房屋演变为危房一般都会经历从量变到质变的过程阶段,当房屋变形发展到了一定的阶段时,可通过测量房屋的变形监测参数,设定各参数的监控指标,达到及时预警的作用。其监测内容一般包括变形监测(沉降监测、倾斜监测裂缝监测),结构应变监测,视频监测,具体监测参数如下:

Ø房屋的沉降变形监测

Ø房屋的倾斜变形监测

Ø房屋的裂缝监测

Ø房屋的应变监测

Ø房屋的视频监测


危房在线监测系统拓扑图

建筑沉降监测要求

    建筑沉降监测需要测定建筑及地基的沉降量、沉降差及沉降速度,沉降监测点的布设需要全面反映建筑及地基变形特征,并顾及地质情况及建筑结构特点。点位宜选择下列位置:

1、建筑的四角、核心筒的四角、大转角处及沿外墙每10~20m处或每隔2~3根柱基上;

2、高低层建筑、新旧建筑、纵横墙等交接处的两侧;

3、建筑裂缝、后浇带和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处;

4、对于宽度大于等于15m或小于15m而地质复杂及膨胀土地区的建筑,需要在承重内隔墙中部设内墙点,并在室内地面中心及四周设地面点;

5、邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜(沟)处;

6、框架结构建筑的每个或部分柱基上或沿纵横轴线上;


建筑主体倾斜监测要求

建筑主体倾斜监测需要测定建筑顶部观测点相对于底部固定点或上层相对于下层监测点的倾斜度、倾斜方向及倾斜速率。主体倾斜监测点的布设需要符合下列要求:

1、当监测点设在建筑外部时,监测点的点位应选在与倾斜方向的方向线上;

2、对于整体倾斜,监测点应布设在建筑主体竖直线上;


建筑水平位移监测要求

    建筑水平位移监测点应选在需要测定建筑水平位移及水平位移速度,水平位移监测点的布设需要全面反映建筑变形特征,并顾及地质情况及建筑结构特点。点位宜选择下列位置:

1、建筑的四角、核心筒的四角、大转角处;


建筑裂缝监测要求

建筑裂缝监测应测定建筑上的裂缝分布位置和裂缝的走向、长度、宽度及其变化情况。监测中应符合以下规定:

1、监测裂缝两侧两点位移的变化时,可用结构裂缝传感器,包括电子式智能位移传感器,传感器的量程应大于裂缝预警的宽度,传感器测量方向应与裂缝走向垂直;

2、已发生开裂结构,应监测裂缝的宽度变化;


建筑视频监测要求

   布设需要全面反映建筑重要部位的网络摄像机,通过现场摄像头实时拍摄并快速传输至控制室的显示屏幕上,能够直观的显现建筑的整体等情况。


监测选用设备

监测项目

监测设备
沉降监测静力水准仪/GNSS
倾斜监测倾角仪/GNSS
裂缝监测智能裂缝计
应力应变监测表面应变计
视频监测枪式摄像机

中心软件系统

危房监测预警中心及分中心平台软件主要由危房监测预警平台系统运行环境系统,实时监测数据接收及汇集平台,危房监测预警管理系统(基于WEBGIS)三部分构成,具体内容如下:

 危房监测监测预警平台系统软件运行环境系统:

Ø 数据库软件 SQL SERVER2005企业版

Ø 操作系统 Linux /Windows Server 2008 中文标准版或以上版本

危房实时监测数据接收及汇集平台系统

Ø 通信模块

Ø 控制模块

Ø 数据模块

Ø 管理模块

危房监测预警管理系统(基于WEBGIS)

Ø 电子地图处理模块

Ø 危房综合数据库

Ø 实时查询展示模块

Ø 数据分析模块

Ø 预警模块

   Ø 系统管理模块

危房在线监测预警系统的意义

基于物联网的危房在线监测预警系统,将从根本上解决危房监测数据采集困难、相关机构人手少、业务压力大等诸多因素,提高了对重点隐患点的监测和监控能力,同时也提高了对危房突发事件的应对能力。

1、全方位的监测系统。利用先进的物联网技术,将各种环境要素进行全面、全方位的监测监控,监测监控现场的数据及时地采集到后台,大大提高了监测监控的实时性。

2、标准、统一的数据转换平台。利用数据抽取、数据导入、数据清洗等数据处理技术,将各种不统一的监测数据集中按照标准转换到数据中心,统一的、标准的数据提高了数据的利用效率。

3、直观、形象的展示平台。监测、监控数据与GIS的紧密结合,隐患区域和监测数据可以更加直观和形象地进行展示。同时,利用质量预测系统,可形象的在GIS上进行预测演练,动态的查看影响范围。


边坡安全监测预警系统
基坑在线监测预警系统

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危房在线监测预警系统