湖南長沙“4·29”特別重大居民自建房倒塌事故牽動億萬人的心，截至2022年5月6日搜救結果公布，10人獲救，53人遇難! 逝者已矣，我們有很多值得反思。倒塌的這棟樓原設計只有六層，后來加高到八層，各個樓層又經過不斷改建，直接嚴重超過設計負荷。作為傳感安全監測的多年工作者，我們認為，那些建設時間比較長、樓層高的建筑，眾多的自建房隱患巨大，人工一一排查工作量太大，而且日曬雨淋、地質運動、人類工程活動都在無時不刻地影響著這些危房的隱患指數，實時、在線的監測勢在必行。
建筑結構開裂與變形是普遍存在的隱患，大部分結構的破壞和倒塌是因樓體變形從裂縫處開始擴展的。房屋的不合理使用、承重墻超負載、溫差導致的混凝土干裂、地基的不均勻沉降等因素都會引起房屋發生傾斜，結構傾斜變形是導致樓房失穩倒塌的主要特征。一旦變形傾斜，內部應力會迅速變化，局部承重結構斷裂失效后會連帶其他部分迅速坍塌。
按常規的監測方法，可以通過布置多點靜力水準儀、裂縫計、傾角傳感器等設備，對房屋進行檢測。但由于人工監測的周期長，布置和設備維護成本高。所以本文提出了在建筑結構變形監測中，簡單有效的多點傾斜監測法。下面針對不同的建筑結構介紹一下基于傾角計的傾斜監測的方法。
?一般建筑物主體位移的傾斜觀測
建筑物主體的傾斜觀測，根據建筑物的高度H，建筑物主體的傾斜度i, 計算建筑物頂部觀測點相對于底部觀測點的偏移值△，即
△=i*H = tan α *H
式中 i——建筑物主體的傾斜度；
H——建筑物的高度（m）；
α——傾斜角（°），可以基于三軸的傾角計分解為俯仰、橫滾、航向三個維度的變化。
傾斜測量主要是測定建筑物主體的偏移值Δ。偏移值Δ的測定按規范采用經緯儀投影法，為下圖ΔA 和ΔB的平方和的根。
建筑物基礎沉降的傾斜觀測
通過建筑物的基礎傾斜觀測量i，再根據兩點間的距離L，可以在線監測出基礎兩端點的沉降量差值Δh，即
△H = L* i
對整體剛度較好的建筑物的傾斜觀測，亦可采用基礎沉降量差值，推算主體偏移值。
比如結合精密水準測量測定建筑物基礎兩端點的沉降量差值Δh，再根據建筑物的寬度L和高度H，推算出該建筑物主體的偏移值ΔD，即
ΔD=Δh/L*H
藍牙傾角計
藍牙傾角計BTS（Bluetooth Tilt Sensor）是敏源傳感基于新的導航級三軸MEMS加速度芯片，是一款新型、智能、適用多種應用場景的微功耗多功能監測儀系統。傾角計集成了藍牙通信系統及低功耗供電系統，可輸出三維的加速度、角度以及溫度等多參數信息。產品尺寸小、成本低，可配合藍牙/4G網關實現多傳感監測點接入，內置電池可連續工作三年，便于安裝、降低了應用成本。廣泛應用于崩塌、建筑工程、輸變電塔、危房、危險物等安全監測領域。
藍牙傾角計
測量范圍：沿X/Y/Z三軸旋轉的角度變化信息，-90～+90o；
傾角精度：±0.1o
傾角分辨率：0.002o；
三軸加速度分辨率：0.1mg；
工作溫度范圍：-40℃～+125℃，帶溫度傳感輸出；
供電：內置電池，10min一次采集，可以連續工作3年；
功耗：內置電池3年壽命；
產品尺寸：64x59x37mm（長x寬x高）；
可配合藍牙/4G網關實現1-32個傳感監測點接入；
網關組網靈活，與網關通信半徑50米；
防水等級：IP68。
實際應用案例
下圖為多點藍牙傾角計監測的應用案例。廣西某武警支隊后山擋土墻有鼓脹、裂縫等形變，為防止崩盤、滑坡等地質災害，根據實際形變隱患點布置了30處藍牙傾角計，如下圖粉色點所示。由于整個安裝區域面積較大，部分監測點有巖體及植被的遮擋，4G藍牙網關在中心處布置了兩臺，如黃色點所示，每臺負責15臺傾角計的監測平臺接入。
每處安裝點用PVC襯板打膨脹螺絲固定
針對規模大的建筑，比如監測點大于5個，我們推薦使用上述的帶4G藍牙網關的藍牙傾角計BTS。如果建筑規模只需要監測1-5個點，則可使用另外一種直接NBIOT上網的更經濟方案：NBTS 傾角計。
NB傾角計
NB傾角計NBTS是一款高精度的姿態測量設備，集供電、數據采集和傳輸等功能于一體。設備包含高精度三軸MEMS重力加速度和溫度傳感，具備閾值觸發功能，功耗低，內置電池，3年免維護，可布控在危巖體、擋土墻、危房、滑坡、電塔等監控隱患點周圍，在線監測崩塌、滑坡、形變、傾斜、沉降等隱患，廣泛應用在地災監測、橋梁、建筑物等安全監測領域。
NB傾角計
傾角測量范圍：沿X/Y/Z三軸旋轉的角度變化信息，-90～+90o；
傾角測量精度：±0.5o????分辨率：0.01o；
加速度測量精度：0.5mg??分辨率±0.1mg；
加速度測量范圍：±16g；
輸出信號：NB-IOT；
采樣間隔：0s～24h???上傳間隔：0s～72h；
工作溫度范圍：-40℃～+125℃，帶溫度傳感輸出；
供電方式：內置電池供電，滿足連續3年正常工作；
產品尺寸：119x119x61mm（長x寬x高）；
產品重量：670g;
防水等級：IP68。
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