一种建筑结构温度实时传感和监测方法

摘要

本发明涉及一种在建筑物遭遇火灾或高温时用于建筑结构温度实时传感和监测的方法。该方法是将建筑物建筑结构内的钢筋、与钢筋材料不同的另一种金属导体及数据采集装置组成一闭合回路，将数据采集装置放置于建筑物内或附近的安全位置。建筑物火灾后，从数据采集装置中得到火灾过程中建筑物被监测部分的温度和时间过程信息。该方法在建筑物遭遇火灾或高温时能够对建筑结构的温度进行实时传感和监测，获得的温度信息准确可靠，可为建筑物的加固和维修提供可靠依据；该方法操作方便，成本低，适合在楼房、仓库、桥梁等建筑工程上推广应用。

说明书

                        技术领域

本发明涉及一种在建筑物遭遇火灾或高温时用于建筑结构温度实时传感和监测的方法。

                        背景技术

火灾给人类带来的危害是众所周知的。在常见的各类火灾中，发生次数最多的当数建筑物火灾。近年来，随着我国经济的发展，建筑物火灾问题日益突出。根据目前我国的实际情况，对于过火建筑，尤其是高层和超高层建筑，还必须加以保留并恢复建筑物原有的使用功能。为了确保恢复后的建筑物的安全性，就必须对过火后的建筑结构的损伤进行科学可靠的检测和鉴定。我国在普通混凝土结构的有关规范中规定了一些常规的结构鉴定方法，但其不适用于过火后的建筑结构鉴定。

火灾后钢筋混凝土结构检测主要包括火灾损伤混凝土抗压强度、钢筋力学性能变化和火灾时钢筋混凝土温度的测定。目前对火灾时钢筋混凝土温度的测定一般是根据火灾燃烧时间、残留物烧损特征、结构外观特征、结构烧损厚度等来推定，但用此方法推导出来的建筑结构火灾时的温度不准确，其误差甚至达到±300℃；而用超声法、扫描电镜和X射线衍射对材料进行物理化学分析的方法来测定，其操作复杂，成本太高，同时无法取得温度的时间过程信息。并且这些方法都是在火灾之后才去取得数据和信息的，在灭火中及灭火后对火灾现场的破坏将直接影响测定的可靠度。

                    发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种建筑结构温度实时传感和监测方法，以较准确地测定建筑结构在火灾过程中温度的实时数据。

本发明所述的建筑结构温度实时监测方法是：

a、将与建筑物的建筑结构内钢筋材料相异的金属导体A的一端与建筑物需要温度监测部分的建筑结构内的钢筋连接，金属导体A的另一端与数据采集装置连接；

b、将建筑物的建筑结构内的钢筋作为金属导体与数据采集装置连接；

c、形成一包含金属导体A、钢筋和数据采集装置的闭合回路；

d、将所述的数据采集装置放置于建筑物内或附近的安全位置；

e、建筑物火灾后，从数据采集装置中得到火灾过程中建筑物被监测部分的温度和时间过程信息。

本发明所述的建筑结构温度实时传感和监测方法是利用了金属的热电效应原理，因为在两种不同金属导体构成的闭合回路中，若两不同金属导体连接的两端结点的温度不同，则在闭合回路中将产生一定数值的电动势，其大小决定于金属导体的材料性质和结点的温度，将该电压信号用连接在该闭合回路中的数据采集装置采集，同时实时记录时间，将电压信号和时间信息处理并保存下来，火灾后通过数据采集装置的数据传输接口外传，便得到结点处的温度和时间过程信息。

数据采集装置具有自动休眠功能，建筑物火灾时，当建筑物被测部位达到规定阀值时，数据采集装置被自动唤醒，以一定的扫描速度循环采集各被测部位的温度和时间过程信息。

本发明所述的建筑结构温度实时传感和监测方法由于是将金属导体及数据采集装置在建筑物施工过程中便设置下来，故在建筑物发生火灾时能够对建筑结构的温度进行实时传感和监测；并且由于是利用了金属的热电效应原理，其获得的温度信息准确可靠，可为建筑物的加固和维修提供可靠依据；该方法利用了建筑物内固有的钢筋作为传感件，简化了金属传感线在建筑物内的设置，降低了成本且操作方便，适合在楼房、仓库、桥梁等建筑工程上推广应用。

                          附图说明

现结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明所述建筑结构温度实时传感和监测方法的一种示意图

                         具体实施方式

以一四层楼的楼房为例，对该楼房每一层楼的梁进行监测。

在该楼房施工过程中，将与该楼房混凝土立柱内钢筋材料相同的金属导体B的一端与该楼房第一层楼混凝土立柱内的钢筋C焊接，金属导体B的另一端与数据采集装置N连接；将四根铜导体A1、A2、A3、A4的一端分别与该楼房第一层、第二层、第三层和第四层楼需要监测的梁内的钢筋D1、D2、D3、D4受力关键部位焊接，并将四根铜导体A1、A2、A3、A4的其余部分埋入混凝土中，一直延伸到楼底地面，再埋入地表下使其另一端与数据采集装置N连接；将梁和立柱内的钢筋焊接连通；将所述的数据采集装置N放置于建筑物附近的地表面下，与其连接的金属导体B亦埋入地表面下，则数据采集装置N便处于对每层楼梁的温度的实时监测状态。若该楼房第四层着火，当铜导线A4与钢筋D4焊接点的温度升到一定值时，数据采集装置N开始工作，以一定的扫描速度循环采集梁内各焊接点钢筋的温度和时间信息，将各铜导体A1、A2、A3、A4分别与钢筋、金属导体B及数据采集装置N构成的各闭合回路中的电压信号和时间信息采集、处理、保存，火灾后通过数据采集装置的数据传输接口外传，便得到火灾过程中建筑物被监测部分的温度和时间过程信息。

若该楼房四层同时着火，则数据采集装置N以同样的方式采集一至四层楼被监测部分的温度和时间过程信息。