一种危旧建筑变形自动报警装置

祝启祥，雷文江

（无锡市政设计研究院有限公司，江苏 无锡 214000）

0 引言

随着现代城市的迅速发展、城镇化的普及，各种建筑层出不穷，在各类新建筑诞生的同时，也有许多建筑正在老化，而老化的建筑便存在着一定的安全性问题。但是这部分老化建筑在生产生活中还存在着各种各样的使用价值或者由于各种原因无法拆除，这就需要对这些老旧建筑进行实时监测并对其安全性进行评估。而市场上常规的监测便是对建筑进行沉降及变形监测，但是沉降及变形监测在耗费大量的人力、物力的同时还无法对建筑形成有效的实时监测与有效报警。

1 建筑的变形监测

建筑的变形监测是对建筑进行测量以确定其空间位置随时间的变化特征。建筑的变形监测分静态变形监测和动态变形监测：静态变形监测通过周期测量得到，动态变形监测通过持续监测得到。建筑的变形监测主要包括水平位移、垂直位移、偏距、倾斜、挠度、弯曲、扭转、震动、裂缝等的测量。

1.1 建筑变形测量的常用方法

建筑变形测量的常用方法有水准测量、GPS监测网、摄影测量等。

水准测量是在建筑上布设垂直位移观测点，然后利用水准仪器对垂直位移观测点进行观测并联测建筑外高等级水准点。

GPS监测网是在建筑上布设变形监测点与建筑周边已有控制点形成监测网，然后在各点上架设GPS接收机，通过GPS实时接收卫星数据来进行建筑变形测量。

摄影测量是在建筑周边选取稳固观测点架设摄影器材对建筑进行周期性拍摄，通过数码照片比对确定建筑的变形。

1.2 常用建筑变形监测方法分析

建筑变形测量常用的方法都存在着各种局限性。水准测量是一种静态变形监测，具有一定的周期性，无法达到实时监测并报警的功效；GPS监测网可以作为动态监测方法，但是由于GPS监测网布设复杂、成本高，无法大范围使用；摄影测量也是动态监测的一种，同样具有成本高、无法大范围使用的缺点。为解决以上问题，在此提出一种成本低廉、具有实时监测自动报警功能的装置。

2 危旧建筑变形自动报警装置

危旧建筑变形自动报警装置包括安装壳体、电源、报警器、连接线、铜球、第一调节杆、第二调节杆、第一触碰挡板和第二触碰挡板。安装壳体的上部设置有电源和报警器，安装壳体的下部设置的固定壳体中有能够左右摆动的连接线，连接线的底端连接有铜球。其中固定壳体为封闭壳体，固定壳体的左右两侧分别设置第一调节杆和第二调节杆。第一调节杆和第二调节杆的端部分别设置有第一触碰挡板和第二触碰挡板，铜球垂悬在第一触碰挡板和第二触碰挡板之间。该发明结构简单、成本低廉、安装便捷，将该发明安置于危旧建筑的墙体上，能够用于监测墙体是否发生变形。当墙体发生严重变形时，由于铅锤原理，铜球触动第一触碰挡板或者第二触碰挡板，整个装置线路连通报警装置而发生报警。

2.1 危旧建筑变形自动报警装置的结构

危旧建筑变形自动报警装置包括安装壳体1、电源2、报警器3、连接线5、铜球6、第一调节杆7、第二调节杆8、第一触碰挡板9和第二触碰挡板10。安装壳体1的上部设置有电源2和报警器3；安装壳体1的下部设置有固定壳体4；固定壳体4的中部设置有能够左右摆动的连接线5；固定壳体4为封闭壳体；连接线5的底端连接有铜球6；固定壳体4的左右两侧分别设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别设置有第一调节杆7和第二调节杆8；第一调节杆7和第二调节杆8的端部分别设置有第一触碰挡板9和第二触碰挡板10；铜球6垂悬在第一触碰挡板9和第二触碰挡板10之间。其中电源2的正极通过线路与报警器3相连接，报警器3通过线路连接在铜球6的连接线5上；电源2的负极通过线路分别与第一触碰挡板9和第二触碰挡板10相连；铜球与第一触碰挡板9或第二触碰挡板10接触时能够形成一个完整的回路。其中第一调节杆7和第二调节杆8分别采用紧固螺钉11固定在固定壳体4的侧壁上。固定壳体4上对应第一触碰挡板9和第二触碰挡板10之间设置有刻度线；同时固定壳体4采用透明材质制成。安装壳体1上设置有水准气泡12。具体结构如图1所示。

图1 危旧建筑变形自动报警装置图

2.2 危旧建筑变形自动报警装置的安装与使用

使用时安装壳体1通过无痕钉水平安装于危旧建筑各拐角处的墙体上，通过安装壳体1上的水准管气泡调节安装壳体1的位置确保水平安装，且保证每面墙至少安装一个该装置。安装后使固定壳体4内的铜球6自由垂落，然后通过第一调节杆7和第二调节杆8设置铜球两侧的第一触碰挡板9、第二触碰挡板10与铜球6之间的距离，使第一触碰挡板9、第二触碰挡板10与铜球6之间的距离保持一致。当建筑倾斜时，整个安装壳体1随之倾斜，但铜球6由于重力作用仍然保持铅垂，当变形严重时铜球6靠近其中一侧的第一触碰挡板9或第二触碰挡板10发生接触现象，同时连通整个装置的回路，使该装置的报警器3通电并实现报警。其中，当建筑的变形量不大时即报警器3未发生警报时还能够通过观察透明固定壳体4内壁上铜球6两侧的刻度来了解建筑变形量。其电路结构图如图2所示。

3 结语

图2 危旧建筑变形自动报警装置电路图

本文所提出的一种危旧建筑变形自动报警装置由于安装于建筑墙体上，当建筑发生变形有倾覆危险时能够实时报警；同时由于其成本低廉、结构简单、生产与维护简便，能够大量应用于城市中各种危旧建筑，为城市危旧建筑的监测提供了一种实时有效而又价格低廉的监测报警装置。

[1]张正禄，等.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2005.