[实用新型]一种结构失稳监测和控制集成化部件

说明书

本实用新型涉及一种结构失稳监测和控制集成化部件，该集成化部件由内管、外套管、传感器和连接件组成，所述内管位于外套管内，所述外套管与内管间存在一定的空隙，为防止外套管发生滑移，所述内管与外套管端部通过连接件铰接或刚接，外套管中部也可以再设置若干个支承板以控制构件失稳形态；所述内管主要承受轴向压力，所述外套管用于约束内管失稳变形，所述传感器位于空隙中部内管外壁，当内管失稳后弯曲变形发展到与外套管内壁接触时，所述传感器发出预警信号。与现有技术相比，本实用新型兼有结构失稳监测功能和控制功能，作为结构健康监测、稳定控制的部件，其功能强大且制作方便，具有很好的工程实用价值。

技术领域

本实用新型涉及结构健康监测及稳定控制领域，尤其是涉及一种结构失稳监测和控制集成化部件。

背景技术

结构健康监测指的是对结构构件进行实时监测并对结构损伤进行识别，其观测值是结构维护的重要依据。近年来，相应的结构健康监测装置也得到了一定的发展，目前，可适用于结构失稳健康监测的装置只考虑发出预警信号，而不能实现控制。GPS、加速度传感器、光纤光栅应变传感器、钢弦应变传感器等只能应用于监测失稳，而不能进一步限制失稳的发生从而实现控制。

2001年，徐芳在《武汉大学学报》(信息科学版)发表的“利用数字摄影测量进行钢结构挠度的变形监测”指出可用数字摄影测量的方法对钢结构挠度进行变形监测，与经典钢架力学分析结果相符，并可及时反映钢结构受力变形状况，达到准实时监测；在此基础上，钢结构健康监测开始不断发展。2009年钱佳茹在《土木工程学报》发表的“北京大学体育馆钢屋盖施工模拟与监测”、2012年王秀丽在《空间结构》发布的“大跨钢结构施工加载健康监测及模拟分析”、2012年李惠在《土木工程学报》发表的“国家游泳中心钢结构施工卸载过程及运营期间应变健康监测及计算模拟分析”等通过在北京大学体育馆钢屋盖、西宁体育馆钢结构屋盖、国家游泳中心合理布置传感器监测结构施工加载过程及运营阶段进行结构健康监测，为以后同类工程的测点布置提供参考和借鉴；2017年，王东炜在《建筑结构》发表的“基于变形分解的四边固支单向与双向薄板界定分析”采用正交分解的方法，通过理论分析论证可以将其中的竖向弯曲变形分量用于钢构件稳定性分析和实时监控。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了提供一种结构失稳监测和控制集成化部件。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种结构失稳监测和控制集成化部件，该集成化部件由内管、外套管、传感器和连接件组成，所述内管位于外套管内，所述外套管与内管间存在一定的空隙，为防止外套管发生滑移，所述内管与外套管端部通过连接件铰接或刚接，所述内管主要承受轴向压力，所述外套管用于约束内管变形，所述传感器位于空隙中部内管外壁，当内管失稳后弯曲变形发展到与外套管内壁接触时，所述传感器发出预警信号。

进一步地，所述外套管中部也可以再设置若干个用以控制内管失稳形态的内支承板。内支承板可以约束内管横向变形从而改变内管失稳形态，提高承载力。

进一步地，所述内管、内支承板、外套管之间除焊缝外为接触连接，且内管在外套管端部能往复滑动。

进一步地，所述空隙不以混凝土填充或其它材料填充，所述内管在压力作用下允许发生一定的弯曲变形。

进一步地，在位于空隙的内管外壁上设置多个传感器，用以更充分地监测内管受力情况。

进一步地，所述内管可以在两端焊接一定长度的内管端部加强段，用以对内管进行加强。

进一步地，所述内管与外套管端部通过固定螺栓与连接件实现连接，或所述内管与外套管端部通过焊接支承板实现连接，防止外套管发生滑移，通过固定螺栓的布置改变端部的连接形式为铰接或刚接。

进一步地，所述内管截面包括但不限于圆形、方形或矩形。