一种地下车站结构安全评价的方法与流程

1.本发明涉及的是地下车站安全领域，特别涉及一种地下车站结构安全评价的方法。


背景技术：

2.近年来，对于地下空间的开发有了越来越高的要求，随着技术的进步，地下车站的规模越来越大，复杂程度越来越高。由于地下环境的密闭性，一旦发生灾害会造成严重的财产损失甚至人员伤亡，因此建立一套有效的地下车站结构安全的评价体系具有十分重要的意义。
3.专利cn106096838a公开了一种基于模糊综合评价模型的建筑火灾安全评估方法及系统。以建筑物火灾安全作为评价目标，根据评价指标的影响因素确定相应的因素集，采用层次分析法确定因素集中各因素的权重，根据各因素的权重采用多因素模糊综合评价模型进行模糊综合评价。
4.专利cn111829593a公开一种超高层建筑全周期健康监测方法。建立超高层建筑的健康评价模型，结合监测系统的监测结果，对超高层建筑进行健康评价，并及时发送预警信号。
5.然而，现有专利只是对地下车站的消防和运营安全进行研究，车站结构安全仅为消防和运营安全的一个评判因素，且并未给出车站安全的详细判断标准和准则，无法对车站安全真实情况进行判断。因此，亟需一种结合相关的规范和车站结构特点，确定车站安全的评价指标，对车站指标进行等级划分，进而实现车站结构从单点-局部-区域-整体的安全性评级的安全评价的方法。


技术实现要素：

6.鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种地下车站结构安全评价的方法。
7.为了解决上述技术问题，本技术实施例公开了如下技术方案：
8.一种地下车站结构安全评价的方法，包括：
9.s100.在地下车站内部预埋或后装健康监测传感器，通过采集仪收集健康监测传感器的监测数据；
10.s200.对监测数据进行分析，按预设第一规则对地下车站的四级指标进行评定，确定地下车站的四级指标对应的安全等级；
11.s300.结合地下车站单点的四级指标的权重值和安全等级，按预设第二规则对地下车站单点结构的三级指标进行评定，得到三级指标的安全等级评估系数；
12.s400.结合地下车站局部结构三级指标的权重值和安全等级，按预设第三规则对地下车站局部结构的二级指标进行评定，得到二级指标的安全等级评估系数；
13.s500.结合地下车站局部结构的二级指标的权重值和安全等级，按预设第四规则
对地下车站区域结构的一级指标进行评定，得到一级指标的安全等级评估系数；
14.s600.结合地下车站区域结构的一级指标的权重值和安全等级，按预设第五规则对车站总体结构的安全等级进行评定，得到一级指标的安全等级评估系数。
15.进一步地，s100中，健康监测传感器，至少包括：混凝土应变计，钢筋应变计，倾角计，测缝计和静力水准仪。
16.进一步地，s200中，按预设第一规则对地下车站的四级指标进行评定，具体包括：地下车站单点的四级指标包括层间位移角、混凝土压应变、钢筋应力、裂缝宽度和受弯构件挠度。
17.进一步地，s200中，混凝土压应变等级划分为：当混凝土压应变值ε为0≤ε＜1.02
‰
、1.02
‰
≤ε＜1.36
‰
、1.36
‰
≤ε＜1.53
‰
、1.53
‰
≤ε＜1.7
‰
和1.7
‰
≤ε时，对应的等级分别为1、2、3、4、5级；裂缝宽度等级划分为：当裂缝宽度b为b＝0、0《b《0.1mm、0.1mm≤b《0.16mm、0.16mm≤b《0.2mm、0.2mm≤b时，对应的等级分别为1、2、3、4、5级；钢筋应力等级划分为：当钢筋应力值为为时，对应的等级分别为1、2、3、4、5级；层间位移角等级划分为：当层间位移角极限值θ为0≤θ＜0.75
‰
、0.75
‰
≤θ＜1
‰
、1
‰
≤θ＜1.125
‰
、1.125
‰
≤θ＜1.25
‰
和1.25
‰
≤θ时，对应的等级分别为1、2、3、4、5级；受弯构件的挠度限值等级划分为：受弯构件的挠度限值y为y＜3l/1250mm、3l/1250mm≤y＜4l/1250mm、4l/1250mm≤y＜9l/2500mm、9l/2500mm≤y＜l/250mm和l/250mm≤y时，对应的等级分别为1、2、3、4、5级。
18.进一步地，s300中，按预设第二规则对地下车站单点结构的三级指标进行评定，地下车站单点结构为边墙、纵梁、立柱和楼板，其中，边墙和立柱的评价指标的标度权重为：层间位移角:混凝土压应变:钢筋应力:裂缝宽度＝0.4000:0.2187:0.2187:0.1617；楼板和纵梁的评价指标的标度权重为：受弯构件挠度:混凝土压应变:钢筋应力:裂缝宽度＝0.4000:0.2187:0.2187:0.1617。
19.进一步地，s400中，按预设第三规则对地下车站局部结构的二级指标进行评定，地下车站局部结构为办公层、设备层、站台层和站厅层，其中，办公层、设备层、站台层和站厅层的评价指标的标度权重为立柱：边墙：楼板：纵梁＝0.2187:0.4:0.1617:0.2187。
20.进一步地，s500中，按预设第四规则对地下车站区域结构的一级指标进行评定，地下车站区域结构为始发段、标准段和合建段；其中，始发段的评价指标的标度权重为设备层：办公层＝0.5:0.5；标准段的评价指标的标度权重为站台层：站厅层＝0.5:0.5；合建段的的评价指标的标度权重为设备层：办公层＝0.5:0.5。
21.进一步地，s600中，按预设第五规则对车站总体结构的安全等级进行评定，车站总体结构的评价指标的标度权重为始发段：合建段：标准段＝0.365:0.365:0.270。
22.进一步地，车站总体结构的评价的规则为：当评估分值f为1.0≤f＜1.5、1.5≤f＜2.5、2.5≤f＜3.5、3.5≤f＜4.5、4.5≤f＜5时，地下车站结构安全等级分别为1、2、3、4、5级；对应的地下车站结构健康状态为安全状态、注意状态、预警状态、报警状态和抢险状态。
23.进一步地，当车站内部发生意外事故时，评估分值f需要乘以评估分值调整系数，
当火灾持续时间t《0.2小时或爆炸当量tnt《0.2kg时，评估分值调整系数为1；当火灾持续时间0.2≤t《0.5小时或爆炸当量0.2≤tnt《0.5时，评估分值调整系数为1.1；当火灾持续时间0.5≤t《1.0小时或爆炸当量0.5≤tnt《1时，评估分值调整系数为1.2；当火灾持续时间1.0≤t《2.0小时或爆炸当量1.0≤tnt《2.0时，评估分值调整系数为1.3；当火灾持续时间2≤t小时或爆炸当量2≤tnt时，评估分值调整系数为1.5。
24.本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
25.本发明公开的一种地下车站结构安全评价的方法，包括：在地下车站内部预埋或后装健康监测传感器，通过采集仪收集健康监测传感器的监测数据；对监测数据进行分析，按预设第一规则对地下车站的四级指标进行评定，确定地下车站的四级指标对应的安全等级；结合地下车站单点的四级指标的权重值和安全等级，按预设第二规则对地下车站单点结构的三级指标进行评定，得到三级指标的安全等级评估系数；结合地下车站局部结构三级指标的权重值和安全等级，按预设第三规则对地下车站局部结构的二级指标进行评定，得到二级指标的安全等级评估系数；结合地下车站局部结构的二级指标的权重值和安全等级，按预设第四规则对地下车站区域结构的一级指标进行评定，得到一级指标的安全等级评估系数；结合地下车站区域结构的一级指标的权重值和安全等级，按预设第五规则对车站总体结构的安全等级进行评定，得到一级指标的安全等级评估系数。本发明采用层次分析法评价车站结构的健康状态，建立四级评价体系，实现地下车站结构从单点-局部-区域-整体的安全性评级。其具有操作简单，评价可靠等特点。本发明选取的评价指标包含混凝土、钢筋受力和结构变形，能真实的反应结构受力状态。本发明选取的评价指标等级划分依据国家相关规范和研究确定，最终的评价结果合理的反应结构的服役状态。
26.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
27.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
28.图1为本发明实施例1中，一种地下车站结构安全评价的方法的流程图；
29.图2为本发明实施例1中，一种地下车站结构安全评价的方法的评价层次结构图。
具体实施方式
30.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
31.为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种地下车站结构安全评价的方法。
32.实施例1
33.本实施例公开的一种地下车站结构安全评价的方法，包括：
34.s100.在地下车站内部预埋或后装健康监测传感器，通过采集仪收集健康监测传感器的监测数据；
35.在本实施例中，s100中，健康监测传感器，至少包括：混凝土应变计，钢筋应变计，倾角计，测缝计和静力水准仪。通过混凝土应变计，钢筋应变计，倾角计，测缝计和静力水准仪测量层间位移角、混凝土压应变、钢筋应力、裂缝宽度和受弯构件挠度。
36.s200.对监测数据进行分析，按预设第一规则对地下车站的四级指标进行评定，确定地下车站的四级指标对应的安全等级；
37.具体的，如图2，地下车站四级指标包括层间位移角、混凝土压应变、钢筋应力、裂缝宽度和受弯构件挠度。其中，混凝土压应变等级划分为：当混凝土压应变值ε为0≤ε＜1.02
‰
、1.02
‰
≤ε＜1.36
‰
、1.36
‰
≤ε＜1.53
‰
、1.53
‰
≤ε＜1.7
‰
和1.7
‰
≤ε时，对应的等级分别为1、2、3、4、5级；裂缝宽度等级划分为：当裂缝宽度b为b＝0、0《b《0.1mm、0.1mm≤b《0.16mm、0.16mm≤b《0.2mm、0.2mm≤b时，对应的等级分别为1、2、3、4、5级；钢筋应力等级划分为：当钢筋应力值为为时，对应的等级分别为1、2、3、4、5级；层间位移角等级划分为：当层间位移角极限值θ为0≤θ＜0.75
‰
、0.75
‰
≤θ＜1
‰
、1
‰
≤θ＜1.125
‰
、1.125
‰
≤θ＜1.25
‰
和1.25
‰
≤θ时，对应的等级分别为1、2、3、4、5级；受弯构件的挠度限值等级划分为：受弯构件的挠度限值y为y＜3l/1250mm、3l/1250mm≤y＜4l/1250mm、4l/1250mm≤y＜9l/2500mm、9l/2500mm≤y＜l/250mm和l/250mm≤y时，对应的等级分别为1、2、3、4、5级。通过健康监测传感器采集数据确定层间位移角、混凝土压应变、钢筋应力、裂缝宽度和受弯构件挠度等级。
38.s300.结合地下车站单点的四级指标的权重值和安全等级，按预设第二规则对地下车站单点结构的三级指标进行评定，得到三级指标的安全等级评估系数；
39.具体的，按预设第二规则对地下车站单点结构的三级指标进行评定，地下车站单点结构为边墙、纵梁、立柱和楼板，其中，边墙和立柱的评价指标的标度权重为：层间位移角:混凝土压应变:钢筋应力:裂缝宽度＝0.4000:0.2187:0.2187:0.1617；楼板和纵梁的评价指标的标度权重为：受弯构件挠度:混凝土压应变:钢筋应力:裂缝宽度＝0.4000:0.2187:0.2187:0.1617。
40.s400.结合地下车站局部结构三级指标的权重值和安全等级，按预设第三规则对地下车站局部结构的二级指标进行评定，得到二级指标的安全等级评估系数；
41.具体的，如图2，按预设第三规则对地下车站局部结构的二级指标进行评定，地下车站局部结构为办公层、设备层、站台层和站厅层，其中，办公层、设备层、站台层和站厅层的评价指标的标度权重为立柱：边墙：楼板：纵梁＝0.2187:0.4:0.1617:0.2187。
42.s500.结合地下车站局部结构的二级指标的权重值和安全等级，按预设第四规则对地下车站区域结构的一级指标进行评定，得到一级指标的安全等级评估系数；
43.具体的，如图2，按预设第四规则对地下车站区域结构的一级指标进行评定，地下车站区域结构为始发段、标准段和合建段；其中，始发段的评价指标的标度权重为设备层：办公层＝0.5:0.5；标准段的评价指标的标度权重为站台层：站厅层＝0.5:0.5；合建段的评价指标的标度权重为设备层：办公层＝0.5:0.5。
44.s600.结合地下车站区域结构的一级指标的权重值和安全等级，按预设第五规则对车站总体结构的安全等级进行评定，得到一级指标的安全等级评估系数。
45.具体的，如图2，按预设第五规则对车站总体结构的安全等级进行评定，车站总体
结构的评价指标的标度权重为始发段：合建段：标准段＝0.365:0.365:0.270。
46.当得到地下车站总体结构的评价值后，通过地下车站总体结构的评价值对低下车站健康状态进行评价，具体为：当评估分值f为1.0≤f＜1.5、1.5≤f＜2.5、2.5≤f＜3.5、3.5≤f＜4.5、4.5≤f＜5时，地下车站结构安全等级分别为1、2、3、4、5级；对应的地下车站结构健康状态为安全状态、注意状态、预警状态、报警状态和抢险状态。
47.在一些优选实施例中，当车站内部发生意外事故，如爆炸和火灾时，评估分值f需要乘以评估分值调整系数，当火灾持续时间t《0.2小时或爆炸当量tnt《0.2kg时，评估分值调整系数为1；当火灾持续时间0.2≤t《0.5小时或爆炸当量0.2≤tnt《0.5时，评估分值调整系数为1.1；当火灾持续时间0.5≤t《1.0小时或爆炸当量0.5≤tnt《1时，评估分值调整系数为1.2；当火灾持续时间1.0≤t《2.0小时或爆炸当量1.0≤tnt《2.0时，评估分值调整系数为1.3；当火灾持续时间2≤t小时或爆炸当量2≤tnt时，评估分值调整系数为1.5。
48.本实施例公开的一种地下车站结构安全评价的方法，包括：在地下车站内部预埋或后装健康监测传感器，通过采集仪收集健康监测传感器的监测数据；对监测数据进行分析，按预设第一规则对地下车站的四级指标进行评定，确定地下车站的四级指标对应的安全等级；结合地下车站单点的四级指标的权重值和安全等级，按预设第二规则对地下车站单点结构的三级指标进行评定，得到三级指标的安全等级评估系数；结合地下车站局部结构三级指标的权重值和安全等级，按预设第三规则对地下车站局部结构的二级指标进行评定，得到二级指标的安全等级评估系数；结合地下车站局部结构的二级指标的权重值和安全等级，按预设第四规则对地下车站区域结构的一级指标进行评定，得到一级指标的安全等级评估系数；结合地下车站区域结构的一级指标的权重值和安全等级，按预设第五规则对车站总体结构的安全等级进行评定，得到一级指标的安全等级评估系数。本发明采用层次分析法评价车站结构的健康状态，建立四级评价体系，实现地下车站结构从单点-局部-区域-整体的安全性评级。其具有操作简单，评价可靠等特点。本发明选取的评价指标包含混凝土、钢筋受力和结构变形，能真实的反应结构受力状态。本发明选取的评价指标等级划分依据国家相关规范和研究确定，最终的评价结果合理的反应结构的服役状态。
49.应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
50.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
51.本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现
所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
52.结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、cd-rom或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。该asic可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
53.对于软件实现，本技术中描述的技术可用执行本技术所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
54.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。