專利名稱：智能模板與鋼木組合立柱架體安全監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型建筑材料與傳感技術(shù)在建筑模板施工過程中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
大型模板是建筑施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)，也是決定建筑施工效率與控制建筑成本的重要內(nèi)容。隨著大體量與高層建筑在我國的快速發(fā)展，模板與立柱架體支撐技術(shù)越來越成為建筑方案可行與否的關(guān)鍵，也是建筑施工的核心技術(shù)；另一方面，除了建筑領(lǐng)域之外， 大型模板技術(shù)是軍事、救災(zāi)、倉儲(chǔ)、展臺(tái)、會(huì)議、演出和體育等社會(huì)民生領(lǐng)域中重要的承載結(jié)構(gòu)，具有顯著的社會(huì)意義，發(fā)展多功能模板架體和安全施工控制技術(shù)，推進(jìn)大型模板民生領(lǐng)域的智能化應(yīng)用，是現(xiàn)代模板與支撐架體技術(shù)革新的最大需求，也是各國競相研究高技術(shù)立柱架體支撐材料和智能化模板拼板方法的主要?jiǎng)恿ΑＶ袊鞘澜缒０迮c立柱架體用量最大的國家，其使用領(lǐng)域絕大部分在建筑行業(yè)， 由于傳統(tǒng)模板及其立柱架體支撐屬于臨時(shí)結(jié)構(gòu)，其安全儲(chǔ)備與冗贅余度不高，再加上管理不規(guī)范、施工人員缺少嚴(yán)格培訓(xùn)，導(dǎo)致我國建筑模板事故成為建筑行業(yè)重大惡性事故的主要組成部分，也是造成我國成為世界上建筑事故最多國家的主要原因。根據(jù)聯(lián)合國近五年災(zāi)害事故統(tǒng)計(jì)調(diào)查結(jié)果顯示，中國工程事故年死亡人數(shù)排在世界第一；十一五期間，我國重大工程與建筑事故中，煤炭巷道事故居第一，腳手架和模板倒塌重大事故居第二。由此可見，研發(fā)模板與立柱架體支撐系統(tǒng)的安全控制技術(shù)，對(duì)降低和避免建筑事故，將起到非常關(guān)鍵的作用。縱觀建筑施工過程結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展歷史，僅僅靠人的自律和項(xiàng)目監(jiān)理，是不能從根本上降低施工過程結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)，只有研發(fā)并應(yīng)用新型模板結(jié)構(gòu)和立柱架體支撐材料，結(jié)合現(xiàn)代傳感器技術(shù)，推行智能模板和立柱架體支撐體系，才能從根本上保證施工過程結(jié)構(gòu)的安全。傳統(tǒng)模板立柱架體主要利用鋼管作為主要受力桿件，通過連接節(jié)點(diǎn)，形成直扣式、 碗扣式或者門架等結(jié)構(gòu)形式，支撐主體結(jié)構(gòu)施工過程中的各種荷載，由于模板立柱架體在施工過程中承受時(shí)變荷載，立柱架體本身的節(jié)點(diǎn)由于滑絲脫落等原因，隱含許多不安全因素，同時(shí)傳統(tǒng)模板立柱支撐架體需要消耗大量鋼材，從而推高建筑單位耗鋼量，加大建筑單位面積碳排放量，因此傳統(tǒng)模板技術(shù)是一種高消耗非環(huán)保的粗放式建筑制造模式，發(fā)展低耗低碳的現(xiàn)代模板技術(shù)，替代傳統(tǒng)模板，實(shí)現(xiàn)施工過程集約式和人性化與可控可觀品質(zhì)，已經(jīng)成為建筑施工創(chuàng)新的主要研究方向，也是目前施工過程技改亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為模板提供一種由改性小徑木立柱組成的模板立柱架體支撐智能結(jié)構(gòu)，利用嵌入式監(jiān)測技術(shù)，實(shí)時(shí)采集立柱架體內(nèi)單個(gè)小徑木立柱應(yīng)力與所支撐的模板的變形，形成小徑木立柱架體與模板安全監(jiān)測集成體系，結(jié)合模板智能配板技術(shù)，實(shí)施對(duì)模板結(jié)構(gòu)全過程現(xiàn)場設(shè)計(jì)與安全監(jiān)控。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案其一是將模板架體中的小徑木立柱全部采用改性小徑木，可以節(jié)約大量鋼材，通過對(duì)小徑木的改性，使小徑木具有內(nèi)力自感知的監(jiān)測特性,該特性賦予了小徑木立柱架體支撐結(jié)構(gòu)的自感知功能，通過這一功能，改善并調(diào)控模板立柱架體整體抗力的離散性；其二是對(duì)模板空間位移的實(shí)時(shí)監(jiān)測，利用傾角傳感器，獲取模板的空間相對(duì)位移數(shù)據(jù)，與小徑木立柱架體內(nèi)力監(jiān)測數(shù)據(jù)一起，構(gòu)成智能模板監(jiān)測系統(tǒng)的核心信息；最后是模板智能配板功能，利用圖像識(shí)別技術(shù)，開發(fā)現(xiàn)場模板智能配板軟件，結(jié)合模板與立柱架體的監(jiān)測信息，組成智能模板監(jiān)測系統(tǒng)的核心內(nèi)容，在該套智能監(jiān)測系統(tǒng)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了本專利模板智能化特征，保證了模板體系的安全性和可控性。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明由小徑木立柱改性、小徑木立柱架體智能監(jiān)測、模板智能配板和智能模板體系監(jiān)測技術(shù)組成，下面分別對(duì)其技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行闡述。一、小徑木立柱改性技術(shù)小徑木立柱改性包含小徑木立柱快速脫水和小徑木立柱納米注射強(qiáng)度增強(qiáng)兩個(gè)技術(shù)，下面分別予以概述。I、小徑木立柱快速脫水技術(shù)天然小徑木含水量一般大于40%，小徑木立柱架體在不同載荷環(huán)境需要保持不同的含水率，小徑木快速干燥能夠提高小徑木保水性能和受力穩(wěn)定性。本發(fā)明在專門設(shè)置的烘干機(jī)里進(jìn)行，通過快速旋轉(zhuǎn)，將小徑木立柱水分富集到小徑木立柱端部，利用端部加熱導(dǎo)流裝置，引出小徑木立柱端部水分，脫水后使小徑木立柱含水量達(dá)到18. 5%，相對(duì)誤差不大于3%。將快速干燥后的小徑木立柱進(jìn)行表面涂裝，然后放在通風(fēng)室中進(jìn)行自然通風(fēng)，最后進(jìn)行浸泡實(shí)驗(yàn)，連續(xù)浸泡6個(gè)小時(shí)后，測試小徑木立柱的含水率，當(dāng)含水率的變化低于
O.I %后，即完成小徑木立柱的脫水快干過程。對(duì)脫水后的小徑木立柱進(jìn)行持載，持載時(shí)間為10天，確定脫水后小徑木立柱極限與設(shè)計(jì)荷載和對(duì)應(yīng)的變形，完成對(duì)小徑木立柱的應(yīng)變測試、含水率標(biāo)定、小徑木立柱架體穩(wěn)定性參數(shù)取值及荷載條件的確定。2、小徑木立柱納米注射強(qiáng)度增強(qiáng)技術(shù)小徑木立柱增強(qiáng)技術(shù)是根據(jù)小徑木微觀結(jié)構(gòu)，利用納米顆粒注射裝置，在小徑木細(xì)胞壁之間充填帶電納米顆粒，改善細(xì)胞壁受力后的扭曲性狀，降低細(xì)胞壁交叉角的尖銳程度，從而上提高小徑木立柱的抗壓強(qiáng)度。小徑木立柱納米顆粒充填完成后，對(duì)小徑木立柱抗壓強(qiáng)度、電性測試后，然后再次封裝，根據(jù)小徑木立柱使用環(huán)境，預(yù)留長期納米顆粒注射點(diǎn)，以維持小徑木立柱內(nèi)部細(xì)胞壁間納米顆粒的充盈程度。充填帶電納米顆粒后的小徑木立柱，小徑木立柱隨著荷載的變化,小徑木立柱表現(xiàn)出穩(wěn)定的電壓聯(lián)動(dòng)變化，通過電壓的局部放大，可以監(jiān)測小徑木立柱內(nèi)力分布狀況，因此改性后的小徑木立柱成為內(nèi)力自感知的智能材料,是實(shí)現(xiàn)小徑木立柱架體自適應(yīng)監(jiān)測和智能特征的基礎(chǔ)。二、小徑木立柱架體智能監(jiān)測技術(shù)
小徑木立柱架體智能監(jiān)測是智能模板的重要組成部分，也是保證模板體系安全的關(guān)鍵技術(shù)，是由小徑木立柱智能監(jiān)測技術(shù)和小徑木立柱鋼木組合早拆監(jiān)測技術(shù)兩部分組成。第一部分小徑木立柱智能監(jiān)測技術(shù)包括以下幾部分內(nèi)容I、小徑木立柱受壓電荷分布模型的確定根據(jù)小徑木立柱架體的位置，確定小徑木立柱所受荷分布形式，利用加載與小徑木立柱電壓的關(guān)系,建立小徑木立柱分布電壓與荷載的對(duì)應(yīng)模型,通過對(duì)小徑木電壓的采集，確定小徑木內(nèi)力大小，設(shè)計(jì)小徑木立柱監(jiān)測模型。2、小徑木立柱電壓增益與濾波方式的設(shè)計(jì)利用電荷放大器，對(duì)小徑木立柱胞壁受荷轉(zhuǎn)移電荷進(jìn)行線性放大，形成可傳輸穩(wěn)定電壓，然后對(duì)小徑木立柱電壓信號(hào)進(jìn)行基于模型的濾波處理，壓制噪聲，提高小徑木立柱應(yīng)力采集信號(hào)信噪比，完成小徑木立柱的實(shí)時(shí)計(jì)算和監(jiān)測。3、小徑木立柱架體嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)由于模板結(jié)構(gòu)空間穩(wěn)定性較差，當(dāng)受到?jīng)_擊荷載后，容易發(fā)生失穩(wěn)倒塌，實(shí)時(shí)監(jiān)測由單個(gè)模板立柱組成的模板立柱架體整體安全，是保證模板結(jié)構(gòu)體系安全的關(guān)鍵技術(shù)。本發(fā)明中每根小徑木立柱都是模板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中一個(gè)獨(dú)立的傳感器，為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)測的實(shí)時(shí)性， 本發(fā)明設(shè)計(jì)了小徑木立柱架體嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)以移動(dòng)平板計(jì)算為基礎(chǔ)，可以實(shí)時(shí)和手機(jī)、個(gè)人計(jì)算終端進(jìn)行數(shù)據(jù)互聯(lián)，并以遠(yuǎn)程3G數(shù)據(jù)庫為計(jì)算服務(wù)器，實(shí)時(shí)提交小徑木立柱監(jiān)測結(jié)果和現(xiàn)場立柱修改及應(yīng)急措施，切實(shí)做到小徑木立柱架體的實(shí)時(shí)安全。第二部分小徑木立柱鋼木早拆體系監(jiān)測技術(shù)設(shè)置了小徑木立柱鋼木早拆單元鋼斜撐連接點(diǎn)和鋼斜撐與主愣連接處兩個(gè)結(jié)構(gòu)部位的監(jiān)測點(diǎn)；并對(duì)早拆柱頭上主楞的空間位移進(jìn)行監(jiān)測，利用激光位移計(jì)和傾角傳感器， 監(jiān)測主楞空間變形，實(shí)時(shí)獲取主楞空間三維坐標(biāo)，計(jì)算主楞傾角和相對(duì)位置坐標(biāo)，分析并及時(shí)調(diào)整鋼木早拆單元頂部主楞變形；同時(shí)監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以確保早拆時(shí)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)強(qiáng)度至少達(dá)到50%的最低要求，始終保持早拆單元施工過程的安全。本發(fā)明開發(fā)的嵌入式小徑木立柱架體監(jiān)測計(jì)算模塊，可以獨(dú)立工作，也可以和其它施工過程監(jiān)測模塊結(jié)合，形成一個(gè)有機(jī)的模板監(jiān)測體系，正是這種嵌入獨(dú)立模塊的特點(diǎn)， 保證了小徑木立柱架體監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性和計(jì)算的高效性。三、模板智能配板技術(shù)模板智能配板是提高模板施工效率和快速提供模板解決方案的重要技術(shù)。本發(fā)明運(yùn)用二維圖像識(shí)別技術(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)施工圖進(jìn)行智能識(shí)別和管理，然后根據(jù)角模標(biāo)準(zhǔn)化， 快速給出結(jié)構(gòu)垂直體系和水平體系的模板配板方案；實(shí)現(xiàn)對(duì)各種樓板和墻體的自動(dòng)布板設(shè)計(jì)，完成本發(fā)明智能配板軟件現(xiàn)澆體系的全自動(dòng)配板過程，該技術(shù)不僅提高了模板施工效率，而且大大降低了模板的消耗，并能在較短的時(shí)間內(nèi)，完成工程現(xiàn)場模板隱患的二次配板計(jì)算，保證模板施工及預(yù)案的安全。四、智能模板體系監(jiān)測技術(shù)該系統(tǒng)集成了模板面板變形監(jiān)測子系統(tǒng)、小徑木立柱架體自適應(yīng)智能監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)、小徑木立柱鋼木早拆單元監(jiān)測子系統(tǒng)三個(gè)部分，其功能特征敘述如下第一部分模板面板變形監(jiān)測子系統(tǒng)該子系統(tǒng)中模板面板變形是通過安裝在模板板面下側(cè)的傾角傳感器來實(shí)現(xiàn)的，通過模板板面的傾角，實(shí)時(shí)計(jì)算模板板面的相對(duì)變形，預(yù)測模板變形區(qū)域，提出模板立柱補(bǔ)加支撐方案，合理使用小徑木立柱架體的剩余強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)模板變形的智能過程控制，達(dá)到模板變形主動(dòng)監(jiān)測的目的。第二部分小徑木立柱架體自適應(yīng)智能監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)是由小徑木立柱分段受壓電荷分布模型的確定、小徑木立柱架體嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)、小徑木立柱電壓增益與濾波方式設(shè)計(jì)三個(gè)部分組成的嵌入式小徑木立柱架體智能監(jiān)測性態(tài)跟蹤模塊，該模塊可以獨(dú)立工作，也可以和其它施工過程監(jiān)測功能相結(jié)合，形成一個(gè)自適應(yīng)智能化的模板物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測單元。第三部分小徑木立柱鋼木早拆單元監(jiān)測子系統(tǒng)在本發(fā)明的模板監(jiān)測系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了由小徑木立柱和鋼斜撐組成的鋼木早拆單元監(jiān)測模塊，承擔(dān)監(jiān)測早拆單元節(jié)點(diǎn)變形與應(yīng)力的功能。該監(jiān)測模塊實(shí)時(shí)采集早拆體系全部節(jié)點(diǎn)變形，同時(shí)監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以確保早拆時(shí)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)強(qiáng)度至少達(dá)到最低要求，保證早拆過程的安全，避免現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大裂紋和倒塌。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于(I)利用改性小徑木作為模板支撐立柱，通過納米顆粒注射，使模板支撐架體成為模板結(jié)構(gòu)智能監(jiān)測多傳感器單元，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測小徑木立柱架體受力與變形性態(tài)，避免小徑木立柱失效失穩(wěn)，保證模板體系的安全；(2)小徑木屬于完全可持續(xù)綠色結(jié)構(gòu)材料，用小徑木立柱取代鋼立柱，節(jié)約了大量的鋼材，顯著降低了單位建筑面積耗鋼量，實(shí)現(xiàn)了施工過程的低碳化；(3)鋼木早拆體系的運(yùn)用，提高了模板施工效率，改善了施工環(huán)境，促進(jìn)了建筑施工的人性化；結(jié)合鋼木早拆單元監(jiān)測技術(shù)，全面保證了早拆體系的安全性和施工過程的可控性；(4)模板面板監(jiān)測系統(tǒng)的研制，不僅保證了智能模板施工過程中現(xiàn)澆體系的質(zhì)量， 同時(shí)也使長時(shí)間小徑木立柱架體支撐工況下，小徑木立柱架體與模板整體空間穩(wěn)定性得到有效控制，提高了智能模板體系的智能性和安全系數(shù)；(5)模板智能配板軟件的開發(fā)，使得模板設(shè)計(jì)與隱患修改現(xiàn)場化實(shí)時(shí)化得以實(shí)現(xiàn)， 大大提高了模板的使用和周轉(zhuǎn)效率，進(jìn)一步提升模板的智能特性。上述品質(zhì)使得本發(fā)明技術(shù)擁有良好的市場經(jīng)濟(jì)效益和重要的社會(huì)意義。


圖I小徑木立柱快速干燥技術(shù)原理裝置2小徑木立柱納米顆粒充填技術(shù)原理3小徑木立柱監(jiān)測程序框4小徑木立柱鋼木早拆單元構(gòu)造及監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置5模板智能配板技術(shù)算法流程6智能模板體系施工全過程監(jiān)測流程圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的描述本發(fā)明主要由小徑木立柱改性技術(shù)、小徑
9木立柱架體智能監(jiān)測技術(shù)、模板智能配板技術(shù)和智能模板體系監(jiān)測技術(shù)組成，下面分別對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)闡述。A :小徑木立柱改性技術(shù)小徑木立柱改性主要由兩個(gè)過程完成，第一個(gè)過程是快速脫水；第二個(gè)過程是納米顆粒的注射與充填。(I)小徑木立柱快速脫水小徑木立柱快速脫水干燥在旋轉(zhuǎn)脫水儀中進(jìn)行，旋轉(zhuǎn)機(jī)械最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為 2600RPM(Revolutions Per Minute)，小徑木立柱卡具軸向壓力最大為200KN，在小徑木兩端設(shè)置可移動(dòng)的加熱導(dǎo)流裝置，加熱溫度由小徑木需要的含水率控制，其原理裝置見圖I。快速脫水干燥過程中，首先將小徑木立柱3放入旋轉(zhuǎn)干燥箱4，然后根據(jù)小徑木立柱架體施工環(huán)境，設(shè)定旋轉(zhuǎn)速度，旋轉(zhuǎn)完成后，移動(dòng)加熱導(dǎo)流器2到小徑木立柱3含水量最大的地方，然后將導(dǎo)流器2的管尖插入小徑木細(xì)胞壁內(nèi)，再次旋轉(zhuǎn)，將富集到小徑木立柱3 端部細(xì)胞壁內(nèi)的液體導(dǎo)入到導(dǎo)流室1，導(dǎo)流完成后，計(jì)算小徑木立柱3含水率，當(dāng)滿足后續(xù)納米顆粒貫入要求后，取出小徑木立柱3，用VacSeal密封劑對(duì)小徑木立柱3表面進(jìn)行噴涂封裝，最后再自然晾干，即完成小徑木立柱3的快速脫水過程。圖中5為旋轉(zhuǎn)干燥箱的夾緊器，6為旋轉(zhuǎn)干燥箱的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，7為旋轉(zhuǎn)干燥箱的控制箱。(2)小徑木立柱納米注射強(qiáng)度增強(qiáng)技術(shù)本發(fā)明選擇帶正電納米顆粒，通過顆粒充填裝置，將納米顆粒注射入小徑木角質(zhì)層，使納米顆粒充填在小徑木細(xì)胞壁間，圖2為納米顆粒充填技術(shù)原理圖。小徑木立柱充填帶電納米顆粒為Fe3O4和SiO2的團(tuán)聚混合物,用超聲分散成IOnm 級(jí)顆粒，并通過表面劑將Al和Ca離子吸附在分散開的納米顆粒上。在貫入時(shí)，首先在(每三米長小徑木)小徑木立柱橫向開設(shè)四個(gè)注射點(diǎn)9，然后將輸送管11插入注射點(diǎn)9中，插入深度為小徑木角質(zhì)層中點(diǎn)，測試調(diào)通納米輸送管后，將外套管10套在小徑木立柱3上，再在小徑木立柱3兩端加上吸壓板8，接上負(fù)壓器14，測試正確后，將輸送管11與納米顆粒箱13 連接，納米顆粒箱13與加壓泵12連接并加壓，貫入時(shí)先在小徑木立柱3兩端形成2兆左右負(fù)壓，然后以IOkN左右的壓力向小徑木立柱3貫入正電納米顆粒，直至充盈度滿足設(shè)計(jì)要求，停止納米顆粒的充填。貫入完成的小徑木立柱3用VacSeal密封劑封閉注射口，放置I 2小時(shí)，在試驗(yàn)室測試小徑木立柱3的強(qiáng)度與荷載電壓的分布函數(shù),確定小徑木立柱3體內(nèi)電荷分布與荷載的關(guān)系，標(biāo)定小徑木立柱3壓載電壓動(dòng)態(tài)響應(yīng)函數(shù)，最后完成小徑木立柱3智能感知的定量改性過程。B、小徑木立柱架體智能監(jiān)測技術(shù)該部分由小徑木立柱智能監(jiān)測技術(shù)和小徑木立柱鋼木組合早拆監(jiān)測技術(shù)兩部分組成，下面分別予以說明。I、小徑木立柱智能監(jiān)測技術(shù)小徑木立柱改性后，小徑木立柱由于充填有帶正電的納米顆粒,小徑木立柱本身成為感知器，根據(jù)獲得的壓載電壓模型，設(shè)計(jì)小徑木立柱動(dòng)態(tài)響應(yīng)函數(shù)，最后形成模板小徑木立柱架體監(jiān)測模式，由于單個(gè)小徑木立柱受壓后電壓變化呈分段非線性特征，小徑木立柱監(jiān)測亦采用分段方式進(jìn)行。在本發(fā)明中，根據(jù)荷載電壓動(dòng)態(tài)曲線，將小徑木立柱分成3段，每段設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的監(jiān)測點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)用一個(gè)電荷敏感基片插入小徑木立柱角質(zhì)層， 然后將基片弓I線接入電荷放大器，最后用無線電壓傳感器，將信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集器，實(shí)現(xiàn)小徑木立柱架體嵌入式智能監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)置，圖3為小徑木立柱監(jiān)測程序框圖。其具體實(shí)施方式
由8個(gè)步驟完成，每個(gè)步驟的功能如下(I)小徑木立柱荷載電壓曲線首先對(duì)改性小徑木立柱制作成標(biāo)準(zhǔn)的原木試驗(yàn)試件，在試驗(yàn)室中對(duì)試件進(jìn)行加壓，最大加壓荷載為小徑木破壞荷載，采用慢速加載，每步荷載維持3個(gè)小時(shí)，然后測量試件端電壓，繪制荷載與電壓關(guān)系曲線，統(tǒng)計(jì)改性小徑木立柱“荷載-電壓”特性曲線，設(shè)定小徑木“荷載-電壓”靈敏系數(shù)，標(biāo)定小徑木立柱“荷載-電壓”監(jiān)測曲線特征參數(shù)。(2)小徑木立柱分段監(jiān)測小徑木立柱是本發(fā)明中鋼木早拆單元的豎向受力構(gòu)件，因此小徑木立柱在智能模板架體中同時(shí)也是早拆單元中的立柱，由于每個(gè)早拆小徑木立柱被鋼斜撐連接點(diǎn)18和早拆柱頭16分成3段，因此本發(fā)明把小徑木立柱3分成了 3段進(jìn)行監(jiān)測，每段具有各自的“荷載-電壓”監(jiān)測曲線和報(bào)警閥值。(3)小徑木立柱監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置小徑木立柱監(jiān)測點(diǎn)的選擇主要是根據(jù)危險(xiǎn)點(diǎn)確定。根據(jù)小徑木立柱荷載分布和變形特點(diǎn)，本發(fā)明專利對(duì)小徑木立柱的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行了分區(qū)，第一監(jiān)測區(qū)為小徑木立柱早拆柱頭16及以上部分，設(shè)置2個(gè)測點(diǎn)，一個(gè)位于早拆柱頭16所在小徑木立柱的區(qū)域，另一個(gè)位于小徑木立柱3頂端上的主楞15上；第二個(gè)監(jiān)測區(qū)為鋼斜撐17與小徑木立柱連接點(diǎn)18 ； 第三個(gè)監(jiān)測區(qū)為鋼斜撐連接點(diǎn)18以下的小徑木立柱桿段區(qū)域，監(jiān)測測點(diǎn)位于小徑木立柱底部基礎(chǔ)20和可調(diào)支座19。(4)小徑木立柱基片設(shè)置小徑木立柱基片用銅電極做成，是感知小徑木立柱在荷載作用下電荷分布遷移的感知器，根據(jù)基片上電壓變化，獲得“荷載-電壓”監(jiān)測曲線，據(jù)此曲線計(jì)算小徑木立柱在服役中所受到的荷載，并預(yù)測小徑木立柱的變形。(5)小徑木立柱電荷放大器本發(fā)明采用后置低噪聲電荷放大器，電荷放大器增益為100，放大器內(nèi)置橢圓濾波器，能夠有效隔離施工場地的雜散電流和電場以及人體靜電對(duì)小徑木立柱感知電壓采集的影響，以保證小徑木立柱工況數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性和監(jiān)測信號(hào)的信噪比。(6)小徑木立柱無線電壓發(fā)射器由于小徑木立柱架體在3 5天內(nèi)需要拆下進(jìn)行周轉(zhuǎn)，為了施工方便，本發(fā)明采用無線電壓采集方式，在每個(gè)側(cè)點(diǎn)上安裝有無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，該模塊將基片采集的電壓信號(hào)用無線的方式，發(fā)射到無線采集終端。(7)小徑木立柱無線采集集成系統(tǒng)無線采集集成系統(tǒng)接收無線電壓發(fā)射器傳來的小徑木立柱受壓后的電壓數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)具有擴(kuò)展端口，采用點(diǎn)式接入，每個(gè)端口可以同步采集64個(gè)獨(dú)立的無線電壓數(shù)據(jù)，因此本發(fā)明集成的小徑木立柱無線采集系統(tǒng)，按同步采集8192個(gè)監(jiān)測點(diǎn)設(shè)計(jì)，對(duì)較大規(guī)模的現(xiàn)澆體系，也能順利完成小徑木立柱架體數(shù)據(jù)的智能采集與監(jiān)測。(8)小徑木立柱監(jiān)測系統(tǒng)
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小徑木立柱監(jiān)測系統(tǒng)采用C語言(Windows平臺(tái))和G (Linux平臺(tái))語言開發(fā),能夠嵌入到移動(dòng)終端和目前流行的大型移動(dòng)計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)將采集到的小徑木立柱架體電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和分析，實(shí)時(shí)給出小徑木立柱架體的工作狀態(tài)，完成實(shí)時(shí)監(jiān)測小徑木立柱架體的功能，同時(shí)該系統(tǒng)將計(jì)算結(jié)果以無線的方式，發(fā)送到指定的數(shù)據(jù)庫和相關(guān)管理人員的移動(dòng)式接收設(shè)備上，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備完全的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)功能，是本發(fā)明智能模板軟件的重要移動(dòng)處理計(jì)算系統(tǒng)。2、小徑木立柱鋼木組合早拆構(gòu)造及監(jiān)測技術(shù)圖4為鋼木早拆單元構(gòu)造，該單元是本發(fā)明中提高模板施工效率的主要部分。早拆體系由主楞15、早拆頭16、S45C鋼斜撐17、鋼斜撐連接點(diǎn)18、小徑木立柱3、可調(diào)支座19 和小徑木立柱底部基礎(chǔ)20組成。早拆單元中的鋼斜撐17采用S45C螺紋實(shí)心鋼，一端與小徑木立柱采用螺栓連接， 一端與主榜15掛接。模板荷載由主楞15傳遞給早拆頭16和S45C鋼斜撐17，鋼斜撐的頂端與主楞15 相連，底端在連接點(diǎn)18與小徑木立柱相連。早拆頭16通過鋼斜撐17將荷載傳遞給小徑木立柱3，同時(shí)鋼斜撐也承擔(dān)部分豎向荷載，以提高小徑木強(qiáng)度儲(chǔ)備。鋼斜撐在小徑木立柱上設(shè)置支點(diǎn)，需要對(duì)小徑木立柱進(jìn)行開洞，從而削弱小徑木立柱的有效面積，在洞口周邊形成應(yīng)力集中，導(dǎo)致早拆體系出現(xiàn)危險(xiǎn)點(diǎn)；另外鋼斜撐17與主楞15連接方式為大位移鉸接，連接處產(chǎn)生較大剪力，同時(shí)主楞剪切面厚度較薄，容易導(dǎo)致剪裂，本發(fā)明中的早拆單元監(jiān)測技術(shù)，實(shí)施了對(duì)上述兩個(gè)薄弱結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測的技術(shù)措施。小徑木立柱鋼木早拆單元除了上述監(jiān)測點(diǎn)外，還對(duì)早拆柱頭上主楞15的空間位移進(jìn)行監(jiān)測，利用激光位移計(jì)和傾角傳感器，監(jiān)測主楞空間變形，實(shí)時(shí)獲取主楞空間三維坐標(biāo)，計(jì)算主楞傾角和相對(duì)位置坐標(biāo)，分析并及時(shí)調(diào)整鋼木早拆單元頂部主楞變形，始終保持早拆單元施工過程的安全。C :模板智能配板技術(shù)本發(fā)明開發(fā)了專門針對(duì)小徑木立柱鋼木組合模板的智能配板軟件，利用該軟件， 可以現(xiàn)場對(duì)模板進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算和優(yōu)化配板，極大地便利了模板現(xiàn)場應(yīng)用，提高了模板現(xiàn)場
施工效率。本發(fā)明專利中的模板智能配板，以角模配置作為智能配板算法的判斷依據(jù)，采用二維圖形識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)模板的全自動(dòng)配板。智能配板技術(shù)對(duì)應(yīng)算法，結(jié)合圖5詳細(xì)闡述該算法的核心技術(shù)(I)算法首先通過AUTOCAD繪圖軟件，載入結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)圖，將施工圖所有的線段分成豎直線和水平線兩類；分類標(biāo)準(zhǔn)為a)所有水平直線段的起點(diǎn)必須在左邊，終點(diǎn)在右邊；b)所有豎直直線段的起點(diǎn)必須在下邊，終點(diǎn)在上邊。如果圖形中的線段不滿足上述要求，則重新生成新的直線段代替舊的直線段，新的直線段起點(diǎn)和終點(diǎn)與原直線段相反。(2)按照上面直線段劃分標(biāo)準(zhǔn)，將圖形中的所有直線段進(jìn)行分類，即分成豎直線和水平線；
(3)利用上面分類的直線段，定義墻體四種直角單元，其定義為a) 一條水平直線段的起點(diǎn)和一條豎直直線段的起點(diǎn)重合時(shí)，形成一個(gè)左下方直角；b) 一條水平直線段的起點(diǎn)和一條豎直直線段的終點(diǎn)重合時(shí)，形成一個(gè)左上方直角；c) 一條水平直線段的終點(diǎn)和一條豎直直線段的起點(diǎn)重合時(shí)，形成一個(gè)右下方直角；d) 一條水平直線段的終點(diǎn)和一條豎直直線段的終點(diǎn)重合時(shí)，形成一個(gè)右上方直角；(4)將圖形中所有的直角進(jìn)行分類，即左下方直角集合、右下方直角集合、左上方直角集合和右上方直角集合；(5)判斷直角集合是否為空，如果為空，則對(duì)應(yīng)的直線段上沒有角模，直接配置組合大模板；(6)如果直角集合非空，則根據(jù)直角的空間位置，判斷角模的類型，角模類型分為 單一墻角、十字墻角和丁字墻角三種，根據(jù)墻角類型，形成相應(yīng)的陰角和陽角模，從而完成自動(dòng)生成角模的功能，根據(jù)角模再配置組合大模板，最后完成模板的智能配置。D :智能模板體系監(jiān)測技術(shù)本發(fā)明中的智能模板監(jiān)測體系，由C語言和Android 4. O SDK (Linux內(nèi)核3. 0G) 分別獨(dú)立完成，其主要特點(diǎn)是接收無線數(shù)據(jù)速度快，能夠嵌入到移動(dòng)平臺(tái)，操作方便，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫支撐能力強(qiáng)，具有快速計(jì)算和響應(yīng)能力，系統(tǒng)健壯性好維護(hù)性強(qiáng)，該套系統(tǒng)同時(shí)具備三維圖形和圖像監(jiān)測功能，滿足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的各項(xiàng)要求，是很好的智能模板數(shù)據(jù)圖像監(jiān)測綜合分析軟件。智能模板監(jiān)測系統(tǒng)功能組成見圖6。共有四個(gè)模塊，第一個(gè)模塊主要管理小徑木立柱架體的監(jiān)測數(shù)據(jù)，該模塊以無線方式接收小徑木立柱數(shù)據(jù)，同步現(xiàn)實(shí)計(jì)算結(jié)果；并將小徑木立柱監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給第二個(gè)模塊；第二個(gè)模塊是對(duì)小徑木立柱鋼木早拆單元的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和分析，按現(xiàn)場物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分級(jí)和數(shù)據(jù)的射頻管理；利用第一個(gè)模塊的監(jiān)測數(shù)據(jù)，第二個(gè)模塊能夠快速響應(yīng)早拆單元中的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力和外楞的傾角情況并完成無線網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)程和遠(yuǎn)程交換；監(jiān)測系統(tǒng)的第三個(gè)模塊是模板面板變形監(jiān)測，該功能利用傾角傳感器，對(duì)模板最大撓度點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，保證水平體系變形滿足結(jié)構(gòu)要求；最后一個(gè)模塊是模板智能配板軟件,這個(gè)模塊利用Android 4.0 SDK平臺(tái)將模板智能配板功能嵌入到集成系統(tǒng)中，從而使智能模板系統(tǒng)能夠快速實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場的實(shí)時(shí)配板和修改，并使整個(gè)集成系統(tǒng)具有更好的效率，保證了模板結(jié)構(gòu)安全性與可控性。
權(quán)利要求
1.一種智能模板與鋼木組合立柱架體安全監(jiān)控系統(tǒng)，由小徑木立柱改性技術(shù)、小徑木立柱架體智能監(jiān)測技術(shù)、模板智能配板和智能模板體系監(jiān)測技術(shù)組成，其技術(shù)特征是A :小徑木立柱改性技術(shù)，由小徑木立柱快速脫水技術(shù)和小徑木立柱納米注射強(qiáng)度增強(qiáng)技術(shù)兩個(gè)部分組成；B :小徑木立柱架體智能監(jiān)測技術(shù)，由小徑木立柱智能監(jiān)測技術(shù)和小徑木立柱鋼木組合早拆監(jiān)測技術(shù)兩部分組成；(1)小徑木立柱智能監(jiān)測技術(shù)包括以下幾部分內(nèi)容a)小徑木立柱受壓電荷分布模型的確定根據(jù)小徑木立柱架體的位置，確定小徑木立柱所受荷分布形式，利用加載與小徑木立柱電壓的關(guān)系，建立小徑木立柱分布電壓與荷載的對(duì)應(yīng)模型，通過對(duì)小徑木電壓的采集，確定小徑木內(nèi)力大小，設(shè)計(jì)小徑木立柱監(jiān)測模型；b)小徑木立柱電壓增益與濾波方式的設(shè)計(jì)利用電荷放大器，對(duì)小徑木立柱胞壁受荷轉(zhuǎn)移電荷進(jìn)行線性放大，形成可傳輸穩(wěn)定電壓，然后對(duì)小徑木立柱電壓信號(hào)進(jìn)行基于模型的濾波處理，壓制噪聲，提高小徑木立柱應(yīng)力采集信號(hào)信噪比，完成小徑木立柱的實(shí)時(shí)計(jì)算和監(jiān)測；c)小徑木立柱架體嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)每根小徑木立柱都是模板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中一個(gè)獨(dú)立的傳感器，為實(shí)現(xiàn)監(jiān)測的實(shí)時(shí)性，設(shè)計(jì)了小徑木立柱架體嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)以移動(dòng)平板計(jì)算為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)和手機(jī)、個(gè)人計(jì)算終端進(jìn)行數(shù)據(jù)互聯(lián)，并以遠(yuǎn)程3G數(shù)據(jù)庫為計(jì)算服務(wù)器，實(shí)時(shí)提交小徑木立柱監(jiān)測結(jié)果和現(xiàn)場立柱修改及應(yīng)急措施；(2)小徑木立柱鋼木組合早拆監(jiān)測技術(shù)設(shè)置了小徑木立柱鋼木早拆單元鋼斜撐連接點(diǎn)和鋼斜撐與主愣連接處兩個(gè)結(jié)構(gòu)部位的監(jiān)測點(diǎn)；并對(duì)早拆柱頭上主楞的空間位移進(jìn)行監(jiān)測，利用激光位移計(jì)和傾角傳感器，監(jiān)測主楞空間變形，實(shí)時(shí)獲取主楞空間三維坐標(biāo)，計(jì)算主楞傾角和相對(duì)位置坐標(biāo)，分析并及時(shí)調(diào)整鋼木早拆單元頂部主楞變形；同時(shí)監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以確保早拆時(shí)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)強(qiáng)度至少達(dá)到50%的最低要求，始終保持早拆單元施工過程的安全；C :模板智能配板技術(shù)，運(yùn)用二維圖像識(shí)別技術(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)施工圖進(jìn)行智能識(shí)別和管理，然后根據(jù)角模標(biāo)準(zhǔn)化，快速給出結(jié)構(gòu)垂直體系和水平體系的模板配板方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種樓板和墻體的自動(dòng)布板設(shè)計(jì)，完成本發(fā)明智能配板軟件現(xiàn)澆體系的全自動(dòng)配板過程；D :智能模板體系監(jiān)測技術(shù)，該技術(shù)系統(tǒng)集成了模板面板變形監(jiān)測子系統(tǒng)、小徑木立柱架體自適應(yīng)智能監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)、小徑木立柱鋼木早拆單元監(jiān)測三個(gè)部分子系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是(I)所述的A :小徑木立柱改性技術(shù)中的快速脫水技術(shù)的過程是小徑木立柱脫水是在烘干機(jī)里進(jìn)行，通過快速旋轉(zhuǎn)，將小徑木立柱水分富集到小徑木立柱端部，利用端部加熱導(dǎo)流裝置，引出小徑木立柱端部水分，脫水后使小徑木立柱含水量達(dá)到18. 5%，相對(duì)誤差不大于3 % ；將快速干燥后的小徑木立柱進(jìn)行表面涂裝，然后放在通風(fēng)室中進(jìn)行自然通風(fēng)，最后進(jìn)行浸泡實(shí)驗(yàn)，連續(xù)浸泡6個(gè)小時(shí)后，測試小徑木立柱的含水率，當(dāng)含水率的變化低于O. 1% 后，即完成小徑木立柱的脫水快干過程；對(duì)脫水后的小徑木立柱進(jìn)行持載，持載時(shí)間為10天，確定脫水后小徑木立柱極限與設(shè)計(jì)荷載和對(duì)應(yīng)的變形，完成對(duì)小徑木立柱的應(yīng)變測試、含水率標(biāo)定、小徑木立柱架體穩(wěn)定性參數(shù)取值及荷載條件的確定；(2)所述A :小徑木立柱改性技術(shù)中的小徑木立柱納米注射強(qiáng)度增強(qiáng)技術(shù)是根據(jù)小徑木微觀結(jié)構(gòu)，利用納米顆粒注射裝置，在小徑木細(xì)胞壁之間充填帶電納米顆粒，改善細(xì)胞壁受力后的扭曲性狀，降低細(xì)胞壁交叉角的尖銳程度，從而上提高小徑木立柱的抗壓強(qiáng)度；小徑木立柱納米顆粒充填完成后，對(duì)小徑木立柱抗壓強(qiáng)度、電性測試后，然后再次封裝，根據(jù)小徑木立柱使用環(huán)境，預(yù)留長期納米顆粒注射點(diǎn)，以維持小徑木立柱內(nèi)部細(xì)胞壁間納米顆粒的充盈程度；充填帶電納米顆粒后的小徑木立柱，小徑木立柱隨著荷載的變化，小徑木立柱表現(xiàn)出穩(wěn)定的電壓聯(lián)動(dòng)變化，通過電壓的局部放大，可以監(jiān)測小徑木立柱內(nèi)力分布狀況。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的A:小徑木立柱改性技術(shù)中的小徑木立柱納米注射強(qiáng)度增強(qiáng)技術(shù)中所充填的帶電納米顆粒為Fe3O4和SiO2的團(tuán)聚混合物，用超聲分散成IOnm級(jí)顆粒，并通過表面劑將Al和Ca離子吸附在分散開的納米顆粒上；在貫入時(shí)，首先在(每三米長小徑木)小徑木立柱橫向開設(shè)四個(gè)注射點(diǎn)9，然后將輸送管11插入注射點(diǎn)9中，插入深度為小徑木角質(zhì)層中點(diǎn)，測試調(diào)通納米輸送管后，將外套管10套在小徑木立柱3上，再在小徑木立柱3兩端加上吸壓板8，接上負(fù)壓器14，測試正確后，將輸送管11與納米顆粒箱13連接，納米顆粒箱13與加壓泵12連接并加壓，貫入時(shí)先在小徑木立柱3兩端形成2兆左右負(fù)壓，然后以IOkN左右的壓力向小徑木立柱3貫入正電納米顆粒，直至充盈度滿足設(shè)計(jì)要求；貫入完成的小徑木立柱3用VacSeal密封劑封閉注射口，放置I 2小時(shí)，在試驗(yàn)室測試小徑木立柱3的強(qiáng)度與荷載電壓的分布函數(shù)，確定小徑木立柱3體內(nèi)電荷分布與荷載的關(guān)系，標(biāo)定小徑木立柱3壓載電壓動(dòng)態(tài)響應(yīng)函數(shù)，最后完成小徑木立柱智能感知的定量改性過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的B:小徑木立柱架體智能監(jiān)測技術(shù)中的(I)小徑木立柱智能監(jiān)測技術(shù)具體實(shí)施步驟如下根據(jù)獲得的壓載電壓模型，確定小徑木立柱架體監(jiān)測模式，根據(jù)荷載電壓動(dòng)態(tài)曲線，將小徑木立柱分成3段，每段設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的監(jiān)測點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)用一個(gè)電荷敏感基片插入小徑木立柱角質(zhì)層，然后將基片引線接入電荷放大器，最后用無線電壓傳感器，將信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集器，實(shí)現(xiàn)小徑木立柱架體嵌入式智能監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)置，其具體實(shí)施方式
由8 個(gè)步驟完成(1)小徑木立柱荷載電壓曲線在試驗(yàn)室中對(duì)試件進(jìn)行加壓，最大加壓荷載為小徑木破壞荷載，采用慢速加載，每步荷載維持3個(gè)小時(shí)，然后測量試件端電壓，繪制荷載與電壓關(guān)系曲線，統(tǒng)計(jì)改性小徑木立柱 “荷載-電壓”特性曲線，設(shè)定小徑木“荷載-電壓”靈敏系數(shù)，標(biāo)定小徑木立柱“荷載-電壓”監(jiān)測曲線特征參數(shù)；(2)小徑木立柱分段監(jiān)測由于每個(gè)早拆小徑木立柱被鋼斜撐連接點(diǎn)18和早拆柱頭16分成3段，因此把小徑木立柱3分成了 3段進(jìn)行監(jiān)測，每段具有各自的“荷載-電壓”監(jiān)測曲線和報(bào)警閥值；(3)小徑木立柱監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置根據(jù)危險(xiǎn)點(diǎn)確定，對(duì)小徑木立柱的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行了分區(qū)，第一監(jiān)測區(qū)為小徑木立柱早拆柱頭16及以上部分，設(shè)置2個(gè)測點(diǎn)，一個(gè)位于早拆柱頭16所在小徑木立柱的區(qū)域，另一個(gè)位于小徑木立柱3頂端上的主楞15上；第二個(gè)監(jiān)測區(qū)為鋼斜撐17與小徑木立柱連接點(diǎn)18 ； 第三個(gè)監(jiān)測區(qū)為鋼斜撐連接點(diǎn)18以下的小徑木立柱桿段區(qū)域，監(jiān)測測點(diǎn)位于小徑木立柱底部基礎(chǔ)20和可調(diào)支座19 ；(4)小徑木立柱基片設(shè)置小徑木立柱基片用銅電極做成，根據(jù)基片上電壓變化，獲得“荷載-電壓”監(jiān)測曲線，據(jù)此曲線計(jì)算小徑木立柱在服役中所受到的荷載，并預(yù)測小徑木立柱的變形；(5)小徑木立柱電荷放大器本發(fā)明米用后置低噪聲電荷放大器，電荷放大器增益為100,放大器內(nèi)置橢圓濾波器；(6)小徑木立柱無線電壓發(fā)射器采用無線電壓采集方式，在每個(gè)側(cè)點(diǎn)上安裝有無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，該模塊將基片采集的電壓信號(hào)用無線的方式，發(fā)射到無線采集終端；(7)小徑木立柱無線采集集成系統(tǒng)接收無線電壓發(fā)射器傳來的小徑木立柱受壓后的電壓數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)具有擴(kuò)展端口，采用點(diǎn)式接入，每個(gè)端口可以同步采集64個(gè)獨(dú)立的無線電壓數(shù)據(jù)；(8)小徑木立柱監(jiān)測系統(tǒng)采用C語言(Windows平臺(tái))和G (Linux平臺(tái))語言開發(fā)，能夠嵌入到移動(dòng)終端和目前流行的大型移動(dòng)計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)將采集到的小徑木立柱架體電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和分析，實(shí)時(shí)給出小徑木立柱架體的工作狀態(tài)，完成實(shí)時(shí)監(jiān)測小徑木立柱架體的功能，同時(shí)該系統(tǒng)將計(jì)算結(jié)果以無線的方式，發(fā)送到指定的數(shù)據(jù)庫和相關(guān)管理人員的移動(dòng)式接收設(shè)備上，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備完全的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的B:小徑木立柱架體智能監(jiān)測技術(shù)中的(2)小徑木立柱鋼木組合早拆監(jiān)測技術(shù)的早拆單元中的鋼斜撐17采用S45C螺紋實(shí)心鋼，一端與小徑木立柱采用螺栓連接，一端與主楞15掛接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的C:模板智能配板技術(shù)其對(duì)應(yīng)的算法為(1)算法首先通過AUTOCAD繪圖軟件，載入結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)圖，將施工圖所有的線段分成豎直線和水平線兩類；分類標(biāo)準(zhǔn)為a)所有水平直線段的起點(diǎn)必須在左邊，終點(diǎn)在右邊，b)所有豎直直線段的起點(diǎn)必須在下邊，終點(diǎn)在上邊，如果圖形中的線段不滿足上述要求，則重新生成新的直線段代替舊的直線段，新的直線段起點(diǎn)和終點(diǎn)與原直線段相反；(2)按照上面直線段劃分標(biāo)準(zhǔn)，將圖形中的所有直線段進(jìn)行分類，即分成豎直線和水平線.(3)利用上面分類的直線段，定義墻體四種直角單元，其定義為a)一條水平直線段的起點(diǎn)和一條豎直直線段的起點(diǎn)重合時(shí)，形成一個(gè)左下方直角，b)一條水平直線段的起點(diǎn)和一條豎直直線段的終點(diǎn)重合時(shí)，形成一個(gè)左上方直角，c)一條水平直線段的終點(diǎn)和一條豎直直線段的起點(diǎn)重合時(shí)，形成一個(gè)右下方直角，d)一條水平直線段的終點(diǎn)和一條豎直直線段的終點(diǎn)重合時(shí)，形成一個(gè)右上方直角；(4)將圖形中所有的直角進(jìn)行分類，即左下方直角集合、右下方直角集合、左上方直角集合和右上方直角集合；(5)判斷直角集合是否為空，如果為空，則對(duì)應(yīng)的直線段上沒有角模，直接配置組合大模板；(6)如果直角集合非空，則根據(jù)直角的空間位置，判斷角模的類型，角模類型分為單一墻角、十字墻角和丁字墻角三種，根據(jù)墻角類型，形成相應(yīng)的陰角和陽角模，從而完成自動(dòng)生成角模的功能，根據(jù)角模再配置組合大模板，最后完成模板的智能配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的D:智能模板體系監(jiān)測技術(shù)的，(1)模板面板變形監(jiān)測子系統(tǒng)該子系統(tǒng)中模板面板變形是通過安裝在模板板面下側(cè)的傾角傳感器來實(shí)現(xiàn)的，通過模板板面的傾角，實(shí)時(shí)計(jì)算模板板面的相對(duì)變形，預(yù)測模板變形區(qū)域，提出模板立柱補(bǔ)加支撐方案，合理使用小徑木立柱架體的剩余強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)模板變形的智能過程控制，達(dá)到模板變形主動(dòng)監(jiān)測的目的；(2)小徑木立柱架體自適應(yīng)智能監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)是由小徑木立柱分段受壓電荷分布模型的確定、小徑木立柱架體嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)、小徑木立柱電壓增益與濾波方式設(shè)計(jì)三個(gè)部分組成的嵌入式小徑木立柱架體智能監(jiān)測性態(tài)跟蹤模塊，該模塊可以獨(dú)立工作，也可以和其它施工過程監(jiān)測功能相結(jié)合，形成一個(gè)自適應(yīng)智能化的模板物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測單元；(3)小徑木立柱鋼木早拆體系監(jiān)測子系統(tǒng)在本發(fā)明的模板監(jiān)測系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了由小徑木立柱和鋼斜撐組成的鋼木早拆單元監(jiān)測模塊，承擔(dān)監(jiān)測早拆單元節(jié)點(diǎn)變形與應(yīng)力，該監(jiān)測模塊實(shí)時(shí)采集早拆體系全部節(jié)點(diǎn)變形，同時(shí)監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以確保早拆時(shí)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)強(qiáng)度至少達(dá)到最低要求，保證早拆過程的安全。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或7所述的安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的D:智能模板體系監(jiān)測系統(tǒng)，主要由四個(gè)模塊組成，第一個(gè)模塊主要管理小徑木立柱架體的監(jiān)測數(shù)據(jù)，該模塊以無線方式接收小徑木立柱數(shù)據(jù)，同步現(xiàn)實(shí)計(jì)算結(jié)果；并將小徑木立柱監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給第二個(gè)模塊；第二個(gè)模塊是對(duì)小徑木立柱鋼木早拆單元的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和分析，按現(xiàn)場物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分級(jí)和數(shù)據(jù)的射頻管理；利用第一個(gè)模塊的監(jiān)測數(shù)據(jù)，第二個(gè)模塊能夠快速響應(yīng)早拆單元中的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力和外楞的傾角情況并完成無線網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)程和遠(yuǎn)程交換； 第三個(gè)模塊是模板面板變形監(jiān)測，該功能利用傾角傳感器，對(duì)模板最大撓度點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，保證水平體系變形滿足結(jié)構(gòu)要求；第四個(gè)模塊是模板智能配板軟件，這個(gè)模塊利用Android 4.0 SDK平臺(tái)將模板智能配板功能嵌入到集成系統(tǒng)中，從而使智能模板系統(tǒng)能夠快速實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場的實(shí)時(shí)配板和修改，并使整個(gè)集成系統(tǒng)具有更好的效率，保證了模板結(jié)構(gòu)安全性與可控性。
全文摘要
智能模板與鋼木組合立柱架體安全監(jiān)控系統(tǒng)，涉及一種新型建筑材料與傳感技術(shù)在建筑模板施工中的應(yīng)用。本發(fā)明由小徑木立柱改性、小徑木立柱架體智能監(jiān)測、模板智能配板和模板體系監(jiān)測四項(xiàng)技術(shù)組成。是將模板架體中的小徑木立柱全部采用改性小徑木，并使小徑木具有內(nèi)力自感知的監(jiān)測特性，通過這一功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)模板空間位移的實(shí)時(shí)監(jiān)測，利用圖像識(shí)別技術(shù)，結(jié)合模板與立柱架體的監(jiān)測信息，組成智能模板監(jiān)測系統(tǒng)的核心內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明模板智能化特征，保證了模板體系的安全性和可控性。本發(fā)明實(shí)施可以節(jié)約大量鋼材，避免小徑木立柱失效失穩(wěn)，提施工效率，改善施工環(huán)境，擁有良好的市場經(jīng)濟(jì)效益和重要的社會(huì)意義。
文檔編號(hào)E04G9/00GK102587640SQ20121005523
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者何林, 孫冷帝, 張厚, 文橋, 楊俊濤, 王玉輝, 王紹郡, 田玉濱, 耿建勛, 袁健 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué), 黑龍江省建設(shè)集團(tuán)有限公司