[发明专利]确定机械结构载荷/损坏的方法

说明书

技术领域

本发明涉及确定机械结构载荷和/或因机械结构载荷导致的机械结构损坏或状态的方法。具体地说，本发明涉及确定建筑物载荷和/或建筑物载荷导致的建筑物损坏的方法，并涉及适合此目的的设备。

背景技术

在建筑物承载(例如，地震、风暴、平坦屋顶上的积雪导致的重力载荷)过程中或承载之后监控建筑物结构整体性是重要的工作。除了需要减少个人损失之外，此时还必须考虑使建筑物停用时间最少的方面。此外，城镇的规模不断增大，存在多变的地形特性，导致建筑物载荷的影响例如地震的影响可能从城镇的一部分到另一部分存在显著的不同。在界定地非常狭窄的区域内，具体建筑物的类型和结构可能存在明显的不同。因此，在极端情况下，对于一幢建筑物来说，如果遭受建筑载荷，可能损害严重，而直接毗邻的结构基本上保持毫发无损。

在灾害防护方面，因此产生了极其困难的情形，因为对于优化和协调救援措施来说，在相对庞大的大城市区域发生灾害事件时，没有简单的标准来订立援助措施的优先次序。

发明内容

本发明所立足的目的在于具体说明一种用来确定具体建筑物载荷和/或建筑物损坏的方法和设备，以使可以在相对庞大的大城市区域发生灾害事件时，可以对援助措施订立优先次序。

为实现该目的，根据权利要求1和2，本发明确定了建筑物的载荷和/或建筑物载荷导致的建筑物损坏。此外，根据权利要求7和8，本发明提供了一种方法，用于确定机械结构载荷和/或机械结构载荷导致的机械结构的损坏或状态。此外，根据权利要求9和10，本发明提供了对应的设备。在从属权利要求中可以看出本发明具有优势的改进和发展。

根据本发明用来确定建筑物载荷和/或建筑物载荷导致的建筑物损坏的方法，其特征在于，借助刚性地机械连接到建筑物部分上的光纤旋转传感器测量因建筑物载荷导致的建筑物部分的旋转或建筑物损坏，并且从测量的旋转来推导建筑物载荷/或建筑物损坏。

为了能更精确地确定建筑物载荷/建筑物损坏，可以采用多个旋转传感器，而非单个光纤旋转传感器，因此，可以借助刚性地机械连接到建筑物部分的对应光纤旋转传感器测量因建筑物载荷/建筑物损坏导致的多个建筑物部分的旋转，并且从测量的旋转来推导建筑物载荷/建筑物损坏。换句话说，每个旋转传感器测量其所连接的建筑物部分的旋转。然后从具体建筑物部分确定的旋转的总和来推导建筑物的总体状态，或者可以对于建筑物的每个部分具体确定建筑物载荷/建筑物损坏。因此，例如可以检测建筑物上的扭曲，例如建筑物连续的楼层之间的扭曲。

根据需要，每个旋转传感器都可以具体设计成单轴、双轴或三轴式旋转传感器，就是说每个旋转传感器可以具体设计成测量围绕一个旋转轴、两个旋转轴或三个旋转轴的旋转的传感器。因此，例如，建筑物特别关键的部分可以装备三轴旋转传感器，以便能精确测量，而在建筑物不重要的部分，例如双轴或单轴式旋转传感器就足够了。

在本发明的一种实施例中，旋转传感器紧固到建筑物的侧墙上，以使可以从测量的旋转来推导侧墙和由侧墙支撑的建筑物地板或天花板之间的相对角度。这种相对角度对于评估建筑物载荷/建筑物损坏来说，特别是对地震损坏来说，是一种经过验证的措施。

除了光纤旋转传感器之外，还可以在建筑物上设置加速度传感器或者其他传感器，它们刚性地机械连接到对应的建筑物部分，并通过其测量建筑物载荷/建筑物损坏导致的建筑物部分的平动，而且从所测量的平动可以推导建筑物载荷/建筑物损坏。额外提供这些传感器允许特别精确地确定建筑物载荷/建筑物损坏，因为可以测量运动的全部六个自由度(准确地说，平动的三个自由度和旋转的三个自由度)。

在本发明方法的一个实施例中，从测量的旋转和/或平动来推导建筑物相对于地球自转轴线的取向变化。这种取向变化可以认为是确定建筑物载荷/建筑物损坏特别是地震损坏的可靠测量值。

一般来说，本发明提供一种方法，用来确定机械结构载荷和/或机械结构载荷导致的机械结构损坏或状态。该方法的特征在于，经由刚性地机械连接到结构部分的光纤旋转传感器来测量机械结构载荷/损坏导致的机械结构部分的旋转，并且从测量的旋转来推导机械结构的载荷/损坏/状态。

此外，本发明涉及一种方法，用来确定机械结构载荷和/或机械结构载荷导致的机械结构损坏或状态。该方法的特征在于，经由刚性地机械连接到结构部分的对应光纤旋转传感器来测量机械结构载荷/损坏导致的多个机械结构部分的旋转，并且从测量的旋转来推导机械结构的载荷/损坏/状态。

术语“机械结构”应理解为指的是例如建筑物或建筑物部分(屋顶)、桥梁、隧道、飞行器的机舱或机翼、地面部分(例如，山体的岩石)、管道或交通线路(公路、轨道、铁路)等等。