一种悬挂结构施工期变形调控监测装置及实施方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，具体公开了一种悬挂结构施工期变形调控监测装置及实施方法。


背景技术：

2.悬挂结构造型优美、结构受力直接简单，受到人们的喜爱而广泛运用。悬挂结构往往由由井筒、吊架或斜拉杆、吊杆和各层楼板构成。其中，通过分散的钢索和吊杆承担屋顶和楼板的重量,充分发挥钢材的力学性能,因而可增大结构跨度和减少材料用量，并可使建筑的形式富于变化。现在，建筑师为追求建筑造型，悬挂结构造型往往非常复杂，各种异型悬挂结构不断出现。在建造过程面临诸多问题：复杂悬挂结构对变形要求严，位形控制精度高，影响层高、幕墙及使用；施工过程复杂，对于采取临时支撑方式的施工方法，需精细控制悬挂结构预变形与，以及施工过程中卸载以及全过程关键构件内力及变形等。但是，由于变形复杂目前悬挂结构施工期预变形精度差，难以精确成形，并且悬挂结构成型后无法调控。


技术实现要素：

3.本发明意在提供一种悬挂结构施工期变形调控监测装置及实施方法，以解决现有悬挂结构成型后无法调控的问题。
4.为了达到上述目的，本发明的基础方案为：
5.一种悬挂结构施工期变形调控监测装置，包括吊杆，所述吊杆的固定端与楼层铰接，吊杆的活动端上开设有同轴线的连接孔，连接孔滑动连接有调节杆，连接孔内壁上开设有导向槽，所述调节杆上固定有与导向槽配合的导向块；所述连接孔底部开设有凹腔，凹腔内转动连接有转轴，所述吊杆、转轴与调节杆同轴线；所述转轴顶部周侧上开设有若干连接槽，连接槽均朝同一方向旋弯曲螺，所述转轴底部固定有传动齿轮；所述调节杆一端固定有若干圆形阵列分布的连接板，连接板端部均固定有伸入对应连接槽的传动杆；所述调节杆的另一端上固定有支撑杆，支撑杆端部与悬挂结构铰接。
6.在本方案中，采用吊杆、调节杆与支撑杆三段式结构，当悬挂结构形变时，通过驱动传动齿轮的转动来带动转轴转动，通过连接槽与传动杆之间的配合，将转轴的转动转化为调节杆沿其轴向上的移动，从而驱动支撑杆，以此达到对变形调控监测装置的整体标长进行轻微的调节，从而调节对悬挂结构的作用力大小，促使悬挂结构回复形变，防止悬挂结构变形导致建筑误差过大，调节结束后仅需限制传动齿轮的转动即可将变形调控监测装置锁住，形成对悬挂结构的稳定支撑。
7.可选地，所述凹腔底部开设有与转轴同轴线的环形槽，环形槽内侧连通设置有若干朝向传动齿轮的凹槽，凹槽内均竖向滑动连接有与传动齿轮卡合的限位块，所述环形槽内竖向滑动连接有环形的限位板，限位板与环形槽之间固定有弹性复位件，且限位板顶部端面均朝背离转轴的方向倾斜，所述限位块均与限位板固定连接；所述凹腔底部转动连接有第一环形板与第二环形板，所述第一环形板周侧开设有若干通槽；所述第二环形板内壁
上固定有伸入通槽内的固定杆，固定杆端部开设有滑槽，滑槽内滑动连接有移动杆，所述滑槽两侧开设有贯穿槽，贯穿槽内均设置有呈v铰接的第一连杆与第二连杆，铰接处设置有扭簧，第一连杆活动端与移动杆铰接，第二连杆端部铰则铰接于固定杆上；所述吊杆上设置有用于驱动第二环形板转动的驱动装置。
8.本方案中，当悬挂结构未发生形变时，通过限位板与传动齿轮的卡和完成对装置整体的锁住，形成对悬挂结构的稳定支撑；当悬挂结构发生向下的形变时，通过驱动装置驱动第二环形板正转，第二环形板转动过程，利用左侧第一连杆、第二连杆的铰接点与通槽侧壁相抵，利用第一环形板的自重以及阻尼挤压第一连杆与第二连杆，促使第一连杆与第二连杆伸直，从而推动移动杆伸出，移动杆伸出的过程向下挤压限位板，限位板则与限位块同步向下滑动，将传动齿轮松开，而此时的移动杆则与传动齿轮卡和，第二环形板通过移动杆与传动齿轮带动转轴正转，此时通过固定杆推动第一环形板同步转动；而转轴正转时通过传动杆与连接槽等结构的配合推动支撑杆将悬挂结构向上顶升，促使悬挂结构回复形变；当悬挂结构回复形变后，关闭驱动装置，第二环形板停止转动，此时第二环形板在惯性的作用下继续转动一定角度后停止，导致两侧的第一连杆与第二连杆未与通槽接触，通过扭簧使第一连杆与第二连杆回复初始状态，从而带动移动杆收回，此时限位板则在弹性复位件的作用下与限位块向上滑槽，限位块再次卡和传动齿轮，将传动齿轮锁住，即将装置整体锁住，再次形成对悬挂结构的稳定支撑。
9.当悬挂结构发生向上的形变时，通过驱动装置驱动第二环形板反转，第二环形板转动过程，利用右侧第一连杆、第二连杆的铰接点与通槽侧壁相抵，再次利用第一环形板的自重以及阻尼挤压第一连杆与第二连杆，促使第一连杆与第二连杆伸直，从而推动移动杆伸出，将传动齿轮松开的同时移动杆与传动齿轮卡和，第二环形板通过移动杆与传动齿轮等结构带动转轴反转，转轴反转时通过传动杆与连接槽等结构的配合拉动支撑杆将悬挂结构向下拉伸，促使悬挂结构回复形变；当悬挂结构回复形变后，关闭驱动装置，第二环形板停止转动，通过相同的过程再次装置整体锁住，形成对悬挂结构的稳定支撑。
10.可选地，所述吊杆周侧开设有输出槽；所述驱动装置包括外壳，外壳可拆卸连接于输出槽的槽口处，所述外壳内设置有驱动电机，驱动电机输出端上固定有驱动齿轮，所述第二环形板周侧固定有与驱动齿轮啮合的齿圈。
11.可选地，所述移动杆活动端上固定有按压块，且按压块底部端面倾斜设置。通过设置按压块便于移动杆移动时按压限位板，使限位板向下滑动。
12.可选地，所述支撑杆的固定端上设置有第一连接头，所述吊杆的固定端上设置有第二连接头，第一连接头和第二连接头上设有对齐的轴孔，轴孔中同轴转动连接有转动轴。通过第一连接头与转动轴的配合使支撑杆与悬挂结构之间铰接；通过第二连接头与转动轴的配合使支撑杆与楼层之间铰接。
13.可选地，所述支撑杆固定端周侧与第一连接头之间固定有若干抗剪切杆，所述吊杆固定端周侧与第二连接头之间固定有若干相同的抗剪切杆。通过设置抗剪切杆提高第一连接头与第二连接头的抗剪切性，防止变形调控监测装置发生偏转变形，影响装置的支撑稳定性。
14.可选地，所述第一连接头上的轴孔内设置有压力传感器；所述悬挂结构上设置有红外测距仪，红外测距仪位于红外；所述外壳上设置有控制驱动电机正反转动的控制器，所
述压力传感器、红外测距仪均与控制器连接。
15.通过压力传感器测量悬挂结构通过传动轴对第一连接头施加的作用力，当悬挂结构发生形变时，作用力会发生改变；同样的，当悬挂结构发生形变时，悬挂结构到下一楼层之间的间距发生改变，通过监测上述两种数据，能够更加精确的监测悬挂结构是否发生形变。当悬挂结构发生形变时，则控制器启动驱动电机，促使悬挂结构回复形变；当悬挂结构回复形变后，作用力与间距两种数据回复正常后，控制器关闭驱动电机，变形调控监测装置停止调节，再次对悬挂结构形成稳定支撑。
16.一种悬挂结构施工期变形调控监测装置的实施方法，包括如下步骤，
17.s1、安装悬挂结构：由下至上依次安装每个楼层的悬挂结构；
18.s2、安装变形调控监测装置：由上至下依次安装倾斜设置的变形调控监测装置，并将第一连接头内的转动轴与上一层的悬挂结构固定，将第二连接头内的转动轴与楼层固定；
19.s3、采集信息：通过压力传感器监测悬挂结构未变形前悬挂结构通过转轴对安装变形调控监测装置施加的作用力f；通过红外测距仪测量悬挂结构端部与下一楼层之间的间距l；根据悬挂结构适度形变程度，设定正常作用力范围f
±
f1，设定正常间距l
±
l1；
20.s4、对悬挂结构形变进行调控监测：施工期间，悬挂结构发生形变；当压力传感器所监测到的作用力f
′
超出f
±
f1，以及红外测距仪测量的间距l
′
超出l
±
l1时，悬挂结构形变过渡；当f
′
>f f1以及l
′
<l
‑
l1时，悬挂结构向下形变过渡，此时控制器控制驱动电机正转；驱动电机正转时驱动第二环形板正转，第二环形板转动过程配合第一环形板，使移动杆伸出，移动杆向下挤压限位板，限位板与限位块向下滑动，将传动齿轮松开，此时的移动杆与传动齿轮卡和，第二环形板通过移动杆与传动齿轮带动转轴正转，转轴正转时通过传动杆与连接槽的配合带动连接板与调节杆朝向支撑杆方向滑动，从而推动支撑杆将悬挂结构向上顶升，促使悬挂结构回复形变；当f
′
回复至f
±
f1范围，以及l
′
回复至l
±
l1范围时，悬挂结构形变回复，此时控制器控制驱动电机关闭，第二环形板停止转动，第二环形板失去第一环形板的配合后，移动杆缩回，限位板与限位块在弹性复位件的作用下向上滑动，再次卡和传动齿轮，将传动齿轮锁住，即将支撑杆锁住；
21.当f
′
<f
‑
f1以及l
′
>l l1时，悬挂结构向上形变过渡，此时控制器控制驱动电机反转；驱动电机正转时驱动第二环形板反转，第二环形板转动过程配合第一环形板，再次使移动杆伸出，移动杆促使传动齿轮松开的同时再次与传动齿轮卡和，第二环形板通过移动杆与传动齿轮带动转轴反转，转轴反转时则推动连接板与调节杆远离向支撑杆方向滑动，从而拉动支撑杆将悬挂结构向下拉伸，促使悬挂结构回复形变；当f
′
回复至f
±
f1范围，以及l
′
回复至l
±
l1范围时，悬挂结构形变回复，此时控制器控制驱动电机关闭，第二环形板停止转动后再次将支撑杆锁住，形成对悬挂结构的稳定支撑。
22.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
23.图1为本发明实施例的结构示意图；
24.图2为本发明实施例的纵向剖视图；
25.图3为图2中a处的放大示意图；
26.图4为图2中b处的放大示意图；
27.图5为本发明实施例中吊杆的横向剖视图。
具体实施方式
28.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
29.说明书附图中的附图标记包括：吊杆1、连接杆2、导向块3、凹腔4、转轴5、连接槽6、传动齿轮7、连接板8、传动杆9、支撑杆10、环形槽11、凹槽12、限位板13、限位块 14、弹性复位件15、第一环形板16、通槽17、第二环形板18、固定杆19、移动杆20、贯穿槽21、第一连杆22、第二连杆23、外壳24、驱动电机25、驱动齿轮26、齿圈27、按压块28、第一连接头29、第二连接头30、抗剪切杆31、转动轴32。
30.实施例
31.如图1、图2、图3、图4与图5所示：
32.一种悬挂结构施工期变形调控监测装置，包括吊杆1，所述吊杆1的固定端与楼层铰接，吊杆1的活动端上开设有同轴线的连接孔，连接孔滑动连接有调节杆，连接孔内壁上开设有导向槽，所述调节杆上固定有与导向槽配合的导向块3；所述连接孔底部开设有凹腔4，凹腔4内转动连接有转轴5，所述吊杆1、转轴5与调节杆同轴线；所述转轴5顶部周侧上开设有若干连接槽6，连接槽6均朝同一方向旋弯曲螺，所述转轴5底部固定有传动齿轮7；所述调节杆一端固定有若干圆形阵列分布的连接板8，连接板8端部均固定有伸入对应连接槽6的传动杆9；所述调节杆的另一端上固定有支撑杆10，支撑杆10端部与悬挂结构铰接。
33.在本方案中，采用吊杆1、调节杆与支撑杆10三段式结构，当悬挂结构形变时，通过驱动传动齿轮7的转动来带动转轴5转动，通过连接槽6与传动杆9之间的配合，将转轴5的转动转化为调节杆沿其轴向上的移动，从而驱动支撑杆10，以此达到对变形调控监测装置的整体标长进行轻微的调节，从而调节对悬挂结构的作用力大小，促使悬挂结构回复形变，防止悬挂结构变形导致建筑误差过大，调节结束后仅需限制传动齿轮7的转动即可将变形调控监测装置锁住，形成对悬挂结构的稳定支撑。
34.可选地，所述凹腔4底部开设有与转轴5同轴线的环形槽11，环形槽11内侧连通设置有若干朝向传动齿轮7的凹槽12，凹槽12内均竖向滑动连接有与传动齿轮7卡合的限位块 14，所述环形槽11内竖向滑动连接有环形的限位板13，限位板13与环形槽11之间固定有弹性复位件15，且限位板13顶部端面均朝背离转轴5的方向倾斜，所述限位块14均与限位板13固定连接；所述凹腔4底部转动连接有第一环形板16与第二环形板18，所述第一环形板16周侧开设有若干通槽17；所述第二环形板18内壁上固定有伸入通槽17内的固定杆19，固定杆19端部开设有滑槽，滑槽内滑动连接有移动杆20，所述滑槽两侧开设有贯穿槽21，贯穿槽21内均设置有呈v铰接的第一连杆22与第二连杆23，铰接处设置有扭簧，第一连杆 22活动端与移动杆20铰接，第二连杆23端部铰则铰接于固定杆19上；所述吊杆1上设置有用于驱动第二环形板18转动的驱动装置。
35.本方案中，当悬挂结构未发生形变时，通过限位板13与传动齿轮7的卡和完成对装置整体的锁住，形成对悬挂结构的稳定支撑；当悬挂结构发生向下的形变时，通过驱动装置驱动第二环形板18正转，第二环形板18转动过程，利用左侧第一连杆22、第二连杆23的铰接点与通槽17侧壁相抵，利用第一环形板16的自重以及阻尼挤压第一连杆22与第二连杆 23，促使第一连杆22与第二连杆23伸直，从而推动移动杆20伸出，移动杆20伸出的过程向下挤压限位板13，限位板13则与限位块14同步向下滑动，将传动齿轮7松开，而此时的移动杆20则与传动齿轮7卡和，第二环形板18通过移动杆20与传动齿轮7带动转轴5正转，此时通过固定杆19推动第一环形板16同步转动；而转轴5正转时通过传动杆9与连接槽6等结构的配合推动支撑杆10将悬挂结构向上顶升，促使悬挂结构回复形变；当悬挂结构回复形变后，关闭驱动装置，第二环形板18停止转动，此时第二环形板18在惯性的作用下继续转动一定角度后停止，导致两侧的第一连杆22与第二连杆23未与通槽17接触，通过扭簧使第一连杆22与第二连杆23回复初始状态，从而带动移动杆20收回，此时限位板 13则在弹性复位件15的作用下与限位块14向上滑槽，限位块14再次卡和传动齿轮7，将传动齿轮7锁住，即将装置整体锁住，再次形成对悬挂结构的稳定支撑。
36.当悬挂结构发生向上的形变时，通过驱动装置驱动第二环形板18反转，第二环形板18 转动过程，利用右侧第一连杆22、第二连杆23的铰接点与通槽17侧壁相抵，再次利用第一环形板16的自重以及阻尼挤压第一连杆22与第二连杆23，促使第一连杆22与第二连杆23 伸直，从而推动移动杆20伸出，将传动齿轮7松开的同时移动杆20与传动齿轮7卡和，第二环形板18通过移动杆20与传动齿轮7等结构带动转轴5反转，转轴5反转时通过传动杆 9与连接槽6等结构的配合拉动支撑杆10将悬挂结构向下拉伸，促使悬挂结构回复形变；当悬挂结构回复形变后，关闭驱动装置，第二环形板18停止转动，通过相同的过程再次装置整体锁住，形成对悬挂结构的稳定支撑。
37.可选地，所述吊杆1周侧开设有输出槽；所述驱动装置包括外壳24，外壳24可拆卸连接于输出槽的槽口处，所述外壳24内设置有驱动电机25，驱动电机25输出端上固定有驱动齿轮26，所述第二环形板18周侧固定有与驱动齿轮26啮合的齿圈27。
38.可选地，所述移动杆20活动端上固定有按压块28，且按压块28底部端面倾斜设置。通过设置按压块28便于移动杆20移动时按压限位板13，使限位板13向下滑动。
39.可选地，所述支撑杆10的固定端上设置有第一连接头29，所述吊杆1的固定端上设置有第二连接头30，第一连接头29和第二连接头30上设有对齐的轴孔，轴孔中同轴转动连接有转动轴32。通过第一连接头29与转动轴32的配合使支撑杆10与悬挂结构之间铰接；通过第二连接头30与转动轴32的配合使支撑杆10与楼层之间铰接。
40.可选地，所述支撑杆10固定端周侧与第一连接头29之间固定有若干抗剪切杆31，所述吊杆1固定端周侧与第二连接头30之间固定有若干相同的抗剪切杆31。通过设置抗剪切杆 31提高第一连接头29与第二连接头30的抗剪切性，防止变形调控监测装置发生偏转变形，影响装置的支撑稳定性。
41.可选地，所述第一连接头29上的轴孔内设置有压力传感器；所述悬挂结构上设置有红外测距仪，红外测距仪位于红外；所述外壳24上设置有控制驱动电机25正反转动的控制器，所述压力传感器、红外测距仪均与控制器连接。
42.通过压力传感器测量悬挂结构通过传动轴对第一连接头29施加的作用力，当悬挂
结构发生形变时，作用力会发生改变；同样的，当悬挂结构发生形变时，悬挂结构到下一楼层之间的间距发生改变，通过监测上述两种数据，能够更加精确的监测悬挂结构是否发生形变。当悬挂结构发生形变时，则控制器启动驱动电机25，促使悬挂结构回复形变；当悬挂结构回复形变后，作用力与间距两种数据回复正常后，控制器关闭驱动电机25，变形调控监测装置停止调节，再次对悬挂结构形成稳定支撑。
43.一种悬挂结构施工期变形调控监测装置的实施方法，包括如下步骤，
44.s1、安装悬挂结构：由下至上依次安装每个楼层的悬挂结构；
45.s2、安装变形调控监测装置：由上至下依次安装倾斜设置的变形调控监测装置，并将第一连接头29内的转动轴32与上一层的悬挂结构固定，将第二连接头30内的转动轴32与楼层固定；
46.s3、采集信息：通过压力传感器监测悬挂结构未变形前悬挂结构通过转轴5对安装变形调控监测装置施加的作用力f；通过红外测距仪测量悬挂结构端部与下一楼层之间的间距l；根据悬挂结构适度形变程度，设定正常作用力范围f
±
f1，设定正常间距l
±
l1；
47.s4、对悬挂结构形变进行调控监测：施工期间，悬挂结构发生形变；当压力传感器所监测到的作用力f
′
超出f
±
f1，以及红外测距仪测量的间距l
′
超出l
±
l1时，悬挂结构形变过渡；当f
′
>f f1以及l
′
<l
‑
l1时，悬挂结构向下形变过渡，此时控制器控制驱动电机25正转；驱动电机25正转时驱动第二环形板18正转，第二环形板18转动过程配合第一环形板 16，使移动杆20伸出，移动杆20向下挤压限位板13，限位板13与限位块14向下滑动，将传动齿轮7松开，此时的移动杆20与传动齿轮7卡和，第二环形板18通过移动杆20与传动齿轮7带动转轴5正转，转轴5正转时通过传动杆9与连接槽6的配合带动连接板8与调节杆朝向支撑杆10方向滑动，从而推动支撑杆10将悬挂结构向上顶升，促使悬挂结构回复形变；当f
′
回复至f
±
f1范围，以及l
′
回复至l
±
l1范围时，悬挂结构形变回复，此时控制器控制驱动电机25关闭，第二环形板18停止转动，第二环形板18失去第一环形板16的配合后，移动杆20缩回，限位板13与限位块14在弹性复位件15的作用下向上滑动，再次卡和传动齿轮7，将传动齿轮7锁住，即将支撑杆10锁住；
48.当f
′
<f
‑
f1以及l
′
>l l1时，悬挂结构向上形变过渡，此时控制器控制驱动电机25反转；驱动电机25正转时驱动第二环形板18反转，第二环形板18转动过程配合第一环形板16，再次使移动杆20伸出，移动杆20促使传动齿轮7松开的同时再次与传动齿轮7卡和，第二环形板18通过移动杆20与传动齿轮7带动转轴5反转，转轴5反转时则推动连接板8 与调节杆远离向支撑杆10方向滑动，从而拉动支撑杆10将悬挂结构向下拉伸，促使悬挂结构回复形变；当f
′
回复至f
±
f1范围，以及l
′
回复至l
±
l1范围时，悬挂结构形变回复，此时控制器控制驱动电机25关闭，第二环形板18停止转动后再次将支撑杆10锁住，形成对悬挂结构的稳定支撑。
49.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。