水平仪在高楼的建设维护中的作用

2020-03-31 00:00:31

摘要:如今中国百米以上的大楼已有两三千座,而小小的水平仪却在这些大楼的建设及保养过程中起着必不可少的作用

水平仪顾名思义,可以检测所处平面是否水平,并且如果倾斜还可以测出其倾斜的小角度。虽然它看起来并不起眼,其作用却是至关重要的。

 

1、为什么大楼的建设需要水平仪?

 

除非是极少数的个例(如比萨斜塔),大部分的建筑物都对楼层的水平度要求很高。即便在设计中不是水平的部分,其每一个部分倾斜的角度也都是非常严格的。因为建筑涉及到相当精确的力学结构,角度稍有误差就会导致墙体、支柱等受力不均,切向力随时可能会将大楼腰斩,大大影响建筑物的使用寿命。此时水平仪便显得极为重要了。

 

2、水平仪在大楼建成后的作用

 

在大楼建成并投入使用后,水平仪也不会遭受“狡兔死走狗烹”的命运。建筑物时刻在形变着,特别是建设过程中出现的微小误差会随着时间不断被放大,而环境如地震、暴雨甚至是风都会对形变起着催化的作用。如果利用水平仪不断地检测其各平面的角度变化,不仅可以进行适当的调整,增长建筑物的使用寿命,更可以防范于未然,在不可逆转时及时处理掉大楼,避免生命财产的损失。

 

3、气泡水平仪

 

气泡水平仪构造简单,有条式和款式两种。水平仪物如其名,重点就在“水平”二字上,就是水在平静时的面。传说昔日在建金字塔时,工人会在金字塔的地基上凿出一个凹槽并倒入水,通过水面与地面相平确认地基的水平。装在透明管中的“水面”就是气泡,而气泡所在位置就是真正的水平面所在。通过观测气泡位置判断该平面是否水平。在较低的民用建筑中,气泡水平仪还常常在建筑过程中用于检测墙面是否水平。

 

4、电子水平仪

 

电子水平仪的精度极高。当然毫无疑问,其构造也比较复杂。根据原理主要分为两大类:电感式和电容式。二者内部皆有一摆锤。如果所处位置不水平,摆锤就会移动。对电感式而言,摆锤的移动会影响感应线圈的电压变化,此时倾角转化为摆锤位移量再转化为电压量,实现了对微小角度的测量。

 

而电容式的摆锤是悬挂在两电极正中间,如若水平,两边电容相等。若不水平,则摆锤偏移正中间导致两级电容改变。如此,也能测出偏离水平的角度。电子水平仪在高楼大厦的建设及保养过程中必不可少,是大楼生命的保障。

 

除了在建筑领域,水平仪在检测机床安装、测量工件、调整物理实验工具、相机拍摄甚至是地震预测等上都有极为广泛的应用。只要需要水平面的地方,就必然会有水平仪的身影;只要需要用水平面作为参考面的应用,水平仪也不会缺席。

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