一种圆拱型连栋温室骨架结构变形监测方法及装置

摘要

本发明公开一种圆拱型连栋温室骨架结构变形监测方法和装置。该方法首先确定在不同雪荷载作用下产生最大变形的构件和变形位置，然后在所述位置处安装传感器监测变形情况，该方法只对破坏点位置处构件的变形量进行监测，减少了传感器的使用数量，简化了传感器的布置方式；该装置包括传感器、数据处理模块、数据传输模块、电源模块，能够将监测到的构件变形量数据和对比获得的温室骨架结构安全等级，实时传送到温室管理人员的远程数据接收终端上。

主权项

一种圆拱型连栋温室骨架结构变形监测方法，首先确定在不同雪荷载作用下产生最大变形的构件和变形位置，然后在所述位置处安装传感器监测变形情况，其特征在于，所述确定在不同雪荷载作用下产生最大变形的构件和变形位置的具体步骤为：1)确定温室骨架钢结构的整体几何参数，包括跨度L、跨数n、开间宽度D、开间数m、温室屋脊高度H₁、屋顶高度H₂、拱架的曲率半径R；2)确定温室骨架钢结构各个构件的截面尺寸参数和材料属性参数；3)确定温室建设地点的最大雪载荷标准值S₀；4)建立三维简化计算模型；所述步骤4)三维简化计算模型的构建步骤为：4‑1)建立空间直角坐标系，坐标系三个不同轴线方向分别互相垂直于另外两个轴线构成的平面，三个坐标轴分别设定为X轴、Y轴和Z轴；4‑2)在建立的空间直角坐标系中按照1:1的比例建立温室骨架钢结构的简化计算模型，不同几何形状的构件简化为三维空间直角坐标系中的线段或者圆弧；所述步骤4‑2)中构件的简化方式为：立柱等效为一条线段其高度等效为温室屋脊的高度H₁，横梁等效为一条线段其长度等效为温室的跨度L，纵梁等效为一条线段其长度等效为温室的开间宽度D，天沟等效为一条线段其长度等效为温室的开间宽度D与开间数m的乘积即L₁＝D×m，拉杆等效为一条线段其长度等效为温室屋顶高度H₂与屋脊高度H₁的差即H₃＝H₂‑H₁，温室拱杆等效为一段圆弧其弧长L₂的等效长度由下面的公式计算得到:式中：R为拱架的曲率半径，L为温室的跨度；4‑3)将各个构件用计算获得的等效线段或者等效圆弧替代，在建立的空间直角坐标系中各个等效线段和圆弧的位置关系按照温室骨架的实际情况排列；5)对建立的简化计算模型施加载荷S₁＝S₀×u_i，其中：S₁为实际作用在温室屋顶的计算雪载荷，KN/m²；u_i为屋顶积雪分布系数，i＝1，i＝2；6)将计算雪荷载S₁向天沟、纵梁、和拱架上等效转化，将面荷载转化为作用在各个公共端点的等效力和等效力矩；将等效力和等效力矩构成一个空间力系，计算各个线段和圆弧的内应力和产生的变形；7)确定在相同荷载作用下，产生变形最大的构件和最大变形所在的位置和对应的变形量。