徐州钢结构健康监测技术方案

关键词：结构健康监测

详细信息

　　结构健康监测--荷载及作用监测：

　　1.1地震作用监测。

　　通过在塔楼设置两台强震仪获得塔楼的平动地震动输入，以进行地震作用监测。一台强震仪放置于塔楼基础大底板的中央，一台强震仪放置在主体结构顶层的中心，用于自动记录地震在基础以及塔楼顶部的三个分量上的振动。第三台强震仪可放在周边的自由场上。

　　如果该地区自由场上已布置强震仪，且可以根据需求提取得到数据，可以考虑共用自由场的强震仪，这样可以合理利用资源。地震作用监测应与结构的地震响应监测相结合，以建立起有效的荷载-响应关系，以及地震作用后结构的损伤识别及健康性态评gu。

　　1.2 风荷载监测。

　　布置风速监测传感器获得塔楼顶部不同方向的来流风速和风向数据。至少共配备2台风速仪(一台机械式，一台超声式)进行风速的监测。在建筑立面，应考虑沿建筑高度方向均匀设置适当数量的风压测量装置。风荷载监测应与结构的风致响应监测相结合，以建立起有效的荷载-响应关系，实现施工过程的结构应有姿态判别、强风灾害的预警，以及风荷载作用下结构的损伤识别及性态评gu。

　　1.3 温度监测。

　　观测塔楼环境的温度变化，包括日温度变化和季节温度变化。沿建筑物立面高度设置5个测量区，用以测量不同建筑高度的温度分布与变化;并且测点沿建筑的平面四周布置，用以测量不同建筑立面情况下的温度分布与变化。

　　徐州钢结构健康监测技术方案

　　传统的结构设计理论是针对已建成的完整结构，一次性的施加运营阶段的各种可能的荷载，在此基础上完成结构或构件的验算。多数情况下，这种方法未考虑施工过程中结构的安全性以及施工过程中结构变形及内力的发展演变历程。因此，依据XXXX中心主塔楼结构的具体施工方案进行施工过程的模拟分析就显得非常必要。

　　1) 确保施工过程结构的安全可控，为制定合理的结构施工方案提供理论佐证。

　　施工过程中结构的形体构成、边界条件、外部荷载等均在不断的发生变化，与传统结构设计所描述的结构状态不完全一致，甚至差异显著。因此，施工过程的模拟分析成为对传统结构设计的补充，根据模拟分析结果可以评价施工方案，保证施工过程的安全、可控，实现竣工结构满足设计要求的目的。

　　2) 与监测结果相互印证、评gu施工过程中的结构性状。

　　监测关注的是当前结构的实际现状。结构施工过程的模拟分析可以预测结构施工过程中的受力状态和几何形态，该理论分析结果作为标准指明了结构应有的状态，与监测结果进行对比、印证，就可以更全面、准确的ping估结构的当前性状。当结构的实际状态与应有状态出现偏差时，经过偏差分析可以确定预期应调整的方向。

　　3) 预测结构的响应规律，采取工程措施保证竣工结构满足设计要求。

　　塔楼结构在施工过程中会受到各种因素(如温度、风荷载、施工荷载以及混凝土收缩徐变等)的影响，特别是当塔楼建造到一定高度时，这种影响累积的结构位移会给结构初始安装姿态的确定带来困难，即构件的放样、制作将非常复杂。此外，不同区域结构变形的差异会使相关结构产生安装内力，这种安装内力也会为未来运营期的结构带来安全隐患。通过施工过程的模拟分析，预测结构的位形及内力响应规律，在此基础上，采取工程措施使竣工结构的几何形态和内力状况zui大限度地逼近设计要求。

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　　结构健康监测- 结构性能评gu：

　　在上述结构实测分析和结构理论分析的基础上，将不同时期(或不同工况下)的实测结果进行对比，以及将实测分析与理论分析的结果进行对比，可以明确结构工作状态的改变趋势以及当前的结构工作状态。

　　XX中心主塔楼结构工作状态的评gu可以分为构件和结构两个层次。就构件层次而言，重点关注结构主要受力构件关键部位应变传感器测试的数据，将监测的数据输入的数据库之后，还需要根据结构设计分析结果，找到构件在设计荷载作用下的应力水平，或者构件达到极限承载力时的应力水平，以此可以直观实时显示结构的实际状况。由于单根构件或部分构件的失效往往并不会导致整个结构的破坏，为此还有必要对整体结构的实际工作状态进行评gu。就结构层次而言，重点关注结构自振特性的指标，将不同时期实测结果进行对比，明确结构工作状态的变化趋势;将实测结果与更新的有限元模型基础上的模态分析结果进行对比，评定结构实际的工作状态。

　　在上述结构实际工作状态评gu的基础上，就可以进行结构安全评定。结构安全评定分为确定性安全评定和基于可靠度理论的安全评定两种方法。