一種危舊建筑變形自動報警裝置

祝啟祥，雷文江

（無錫市政設計研究院有限公司，江蘇 無錫 214000）

0 引言

隨著現(xiàn)代城市的迅速發(fā)展、城鎮(zhèn)化的普及，各種建筑層出不窮，在各類新建筑誕生的同時，也有許多建筑正在老化，而老化的建筑便存在著一定的安全性問題。但是這部分老化建筑在生產生活中還存在著各種各樣的使用價值或者由于各種原因無法拆除，這就需要對這些老舊建筑進行實時監(jiān)測并對其安全性進行評估。而市場上常規(guī)的監(jiān)測便是對建筑進行沉降及變形監(jiān)測，但是沉降及變形監(jiān)測在耗費大量的人力、物力的同時還無法對建筑形成有效的實時監(jiān)測與有效報警。

1 建筑的變形監(jiān)測

建筑的變形監(jiān)測是對建筑進行測量以確定其空間位置隨時間的變化特征。建筑的變形監(jiān)測分靜態(tài)變形監(jiān)測和動態(tài)變形監(jiān)測：靜態(tài)變形監(jiān)測通過周期測量得到，動態(tài)變形監(jiān)測通過持續(xù)監(jiān)測得到。建筑的變形監(jiān)測主要包括水平位移、垂直位移、偏距、傾斜、撓度、彎曲、扭轉、震動、裂縫等的測量。

1.1 建筑變形測量的常用方法

建筑變形測量的常用方法有水準測量、GPS監(jiān)測網(wǎng)、攝影測量等。

水準測量是在建筑上布設垂直位移觀測點，然后利用水準儀器對垂直位移觀測點進行觀測并聯(lián)測建筑外高等級水準點。

GPS監(jiān)測網(wǎng)是在建筑上布設變形監(jiān)測點與建筑周邊已有控制點形成監(jiān)測網(wǎng)，然后在各點上架設GPS接收機，通過GPS實時接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)來進行建筑變形測量。

攝影測量是在建筑周邊選取穩(wěn)固觀測點架設攝影器材對建筑進行周期性拍攝，通過數(shù)碼照片比對確定建筑的變形。

1.2 常用建筑變形監(jiān)測方法分析

建筑變形測量常用的方法都存在著各種局限性。水準測量是一種靜態(tài)變形監(jiān)測，具有一定的周期性，無法達到實時監(jiān)測并報警的功效；GPS監(jiān)測網(wǎng)可以作為動態(tài)監(jiān)測方法，但是由于GPS監(jiān)測網(wǎng)布設復雜、成本高，無法大范圍使用；攝影測量也是動態(tài)監(jiān)測的一種，同樣具有成本高、無法大范圍使用的缺點。為解決以上問題，在此提出一種成本低廉、具有實時監(jiān)測自動報警功能的裝置。

2 危舊建筑變形自動報警裝置

危舊建筑變形自動報警裝置包括安裝殼體、電源、報警器、連接線、銅球、第一調節(jié)桿、第二調節(jié)桿、第一觸碰擋板和第二觸碰擋板。安裝殼體的上部設置有電源和報警器，安裝殼體的下部設置的固定殼體中有能夠左右擺動的連接線，連接線的底端連接有銅球。其中固定殼體為封閉殼體，固定殼體的左右兩側分別設置第一調節(jié)桿和第二調節(jié)桿。第一調節(jié)桿和第二調節(jié)桿的端部分別設置有第一觸碰擋板和第二觸碰擋板，銅球垂懸在第一觸碰擋板和第二觸碰擋板之間。該發(fā)明結構簡單、成本低廉、安裝便捷，將該發(fā)明安置于危舊建筑的墻體上，能夠用于監(jiān)測墻體是否發(fā)生變形。當墻體發(fā)生嚴重變形時，由于鉛錘原理，銅球觸動第一觸碰擋板或者第二觸碰擋板，整個裝置線路連通報警裝置而發(fā)生報警。

2.1 危舊建筑變形自動報警裝置的結構

危舊建筑變形自動報警裝置包括安裝殼體1、電源2、報警器3、連接線5、銅球6、第一調節(jié)桿7、第二調節(jié)桿8、第一觸碰擋板9和第二觸碰擋板10。安裝殼體1的上部設置有電源2和報警器3；安裝殼體1的下部設置有固定殼體4；固定殼體4的中部設置有能夠左右擺動的連接線5；固定殼體4為封閉殼體；連接線5的底端連接有銅球6；固定殼體4的左右兩側分別設置有第一限位孔和第二限位孔；第一限位孔和第二限位孔中分別設置有第一調節(jié)桿7和第二調節(jié)桿8；第一調節(jié)桿7和第二調節(jié)桿8的端部分別設置有第一觸碰擋板9和第二觸碰擋板10；銅球6垂懸在第一觸碰擋板9和第二觸碰擋板10之間。其中電源2的正極通過線路與報警器3相連接，報警器3通過線路連接在銅球6的連接線5上；電源2的負極通過線路分別與第一觸碰擋板9和第二觸碰擋板10相連；銅球與第一觸碰擋板9或第二觸碰擋板10接觸時能夠形成一個完整的回路。其中第一調節(jié)桿7和第二調節(jié)桿8分別采用緊固螺釘11固定在固定殼體4的側壁上。固定殼體4上對應第一觸碰擋板9和第二觸碰擋板10之間設置有刻度線；同時固定殼體4采用透明材質制成。安裝殼體1上設置有水準氣泡12。具體結構如圖1所示。

圖1 危舊建筑變形自動報警裝置圖

2.2 危舊建筑變形自動報警裝置的安裝與使用

使用時安裝殼體1通過無痕釘水平安裝于危舊建筑各拐角處的墻體上，通過安裝殼體1上的水準管氣泡調節(jié)安裝殼體1的位置確保水平安裝，且保證每面墻至少安裝一個該裝置。安裝后使固定殼體4內的銅球6自由垂落，然后通過第一調節(jié)桿7和第二調節(jié)桿8設置銅球兩側的第一觸碰擋板9、第二觸碰擋板10與銅球6之間的距離，使第一觸碰擋板9、第二觸碰擋板10與銅球6之間的距離保持一致。當建筑傾斜時，整個安裝殼體1隨之傾斜，但銅球6由于重力作用仍然保持鉛垂，當變形嚴重時銅球6靠近其中一側的第一觸碰擋板9或第二觸碰擋板10發(fā)生接觸現(xiàn)象，同時連通整個裝置的回路，使該裝置的報警器3通電并實現(xiàn)報警。其中，當建筑的變形量不大時即報警器3未發(fā)生警報時還能夠通過觀察透明固定殼體4內壁上銅球6兩側的刻度來了解建筑變形量。其電路結構圖如圖2所示。

3 結語

圖2 危舊建筑變形自動報警裝置電路圖

本文所提出的一種危舊建筑變形自動報警裝置由于安裝于建筑墻體上，當建筑發(fā)生變形有傾覆危險時能夠實時報警；同時由于其成本低廉、結構簡單、生產與維護簡便，能夠大量應用于城市中各種危舊建筑，為城市危舊建筑的監(jiān)測提供了一種實時有效而又價格低廉的監(jiān)測報警裝置。

[1]張正祿，等.工程測量學[M].武漢：武漢大學出版社，2005.