结构健康监测- 结构模态分析：
结构动力特性不仅与结构当前的工作状态有着密切的直接联系，而且也是进行结构模型修正的重要参考因素。结构自振频率、振型和阻尼比可以针对动力响应实测数据(加速度、速度以及位移传感器实测得到的振动信号)进行频谱分析获得。由于传感器测试的数据往往包含了周边环境噪声的成分，同时结构属于频率密集型结构，在此背景下，直接针对动力响应实测数据进行频谱分析，确保由此方法获得的结构模态特征参数的准确性就显得比较困难。
为此，除了采用FFT变换和功率谱法分析结构的频谱特性之外，还采用小波变换和Hilbert-Huang变换来分析结构的时频特征，小波变换和Hilbert-Huang变换可以从结构的振动信号中分离出较密集的结构自振频率。此外，由于噪声的影响，使每一次测试得到的结构频率和振型均存在一定的差别，为此，我们采用统计分析的方法确定结构的频率和振型的概率分布。
另外，由于安装过程在结构内部引起的自平衡的初始安装应力，温度变化在超静定结构内部引起的温度应力等都会导致结构动力特性的变化。考虑初始安装应力的实际影响，通过施工过程的跟踪监测可以获知竣工结构内部的安装应力分布特征及规律，在此基础上基于动力响应实测数据的结构模态分析结果很可能与结构理论计算得到的结果不一致，由此进行的有限元模型修正可以保证计算模型能更真实的反映结构的实际工作状态。考虑温度变化的实际影响，在不同温度场下测试分析获得结构的自振频率，找到温度对结构频率影响的规律，从而在对有限元模型进行修正时，剔除温度的影响。
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在施工阶段，位移监测楼层施工完成时需对变形进行测量。在进行加强层施工时，变形数据观测间隔不应少于5天。结构封顶至所有上部荷载施加完毕，变形观测间隔不应少于1个月。
施工期间基本原则是不布线或尽量少布线。测试时根据需要采用独立监测系统，数据线直接接入测点旁的电脑中。一层测区一台电脑，一个楼层若有多个测点，可根据情况确定一台或多台电脑，数据线不跨越楼层。若采用总监测系统，加速度仪设在子站所在楼层，布线通过数据线槽一并接入子站，然后统一传递到总站。
GPS接收机和GPS参考站安装在安全和有保护装置的位置并进行避雷保护。GPS天线的位置应当仔细选择，避免由于电缆、障碍物等引起多路径影响。施工阶段，由于施工平台可能会GPS信号，因此需对GPS流动站加装信号接收天线放大器，以保证接据的可靠性和准确性。GPS天线与数据采集系统之间是波特率为115200的光缆来进行传输。施工期间基本原则是不布线或尽量少布线。测试时根据需要采用独立监测系统，光缆直接接入测点旁的电脑中。
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高层建筑自振频率低，即自振周期长，通过利用高灵敏度的传感器、放大器及记录设备，借助于随机信号数据处理的技术，量测环境激励(风荷载)结构物的响应，并分析确定结构物的动力特性。
对XX中心这样的超高层建筑结构，其在动力荷载作用下的振动加速度峰值分布呈现上大下小的趋势，考虑舒适性监测要求，加速度测点将布置在结构的中上部。以结构参数识别为目的的加速度传感器布置原则为：依据对结构特性影响zui大的振型布设，尽量布设在振型峰值点，避开节点，基于传感器zui优布设理论选择测点。
因为超高层建筑结构的第yi振型的极值点正是结构的顶部，因此，以结构舒适度为目的的布点原则和以结构参数识别为目的的布点原则可以统一到以结构参数识别为目的的布点原则。基于传感器zui优布设理论，为了反应主塔楼在施工阶段与运营阶段不同状态下结构的X向平动、Y向平动、扭转的周期、振型及阻尼比，主塔楼上的加速度传感器布置在10个加强层上，每层布置4个测点。
为了使每个楼层位置测量得到的结构振动加速度能够真正代表楼层的振动，将传感器的测点选择在结构楼层平面的中心点。在该位置点，沿结构两个正交方向的振动主轴布置两个QZ2013 型力平衡加速度计，总体的加速度传感器数量为40个。
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。
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国际上，尤其是日本、美国和徳国，健康监测系統在土木工程中用相対较多，已经扩展到大型混凝土工程、高层建筑等复杂系统的监测。纵观土木工程结构安全性ping估、健康监测及诊断的发展水平，至少有以下几个尚待解決的问题：
(1)缺少通用的损伤量化指标：在基于振动的故障诊断和预测中，要求不论信号的来源和频段，经过信号处理后，原始状态的信号(健康状态)和损伤后的信号(损伤状态)应有明显的差异。即识别出的信号特征能够准确地表示出健康状态和损伤状态。因此，应该设计一种损损尺度，将结构损伤与否和损伤的程度简单地分级量化;
(2)高成本和信号处理的不准确性：诊断系统的两个主要问题是：高成本和信号处理的不准确性。第yi个问题随着元线网络和通讯的发展已不那么突出，第二个问是现在都假定璪音信号为不变的高斯分布而感兴趣的信号都有确定的频率，实际上并非如此，感兴趣的信号频率范围很宽，而且是在一个非理想的变化环境中得到的，如何解决这个问题将成为未来发展的重点。
结构健康监测系统涉及许多不同研究领域(如结构、计算机、通讯等)，需要解決多方面的问题(如寻找传器感zui优测点、先进的模态识别方法、先进的系统识别方法、误差分析等)，健康监测主要目的是监测累积损伤-自动识别损伤是结构健康监测系统的核心技术之一，也是当代国际的研究热点。目前的健康监测系统尚不具备损伤识别能力，而真正的健康监测系统必须具备自识别损伤的能力。桥梁监测系统涉及结构、计算机、通讯等多个领域，需要多学科的研究。世界上许多新建的大跨桥都安装有监测系统，桥梁监测系統反映了一个国家的结构试验技术和桥梁管理的综合实力，是国际上的前沿热点研究领域，目前正迅速发展。健康诊断作为土木基础设施系统管理的一部分，越来越受到人们的重视。
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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。
结构健康监测--施工过程风压监测
结构上的风荷载，最终以风压的形式作用在结构上，因此针对风压的监测具有重要的意义。施工期间由于玻璃幕墙结构没有完全施工完毕，因此风压的监测只针对已经完工的玻璃幕墙部分进行。
1.1 测点布置
施工期间由于玻璃幕墙结构没有完全施工完毕，因此风压的监测只针对已经完工的玻璃幕墙部分进行。风压的测点布置，拟选择具有代表性的3层，分别为36层、66层、118层。平面布置则每层布置不少于12个测点，合计不少于36个测点。
1.2 监测时间和监测频率
在相应测点布置位置处施工完成后，遇大风天气进行监测。并初步以7m/s为风速监测的控制风速标准。
1.3 监测系统布置
风压监测系统由压力探头、微差压传感器、数据采集设备组成。风压传感器的信号类型为直接电压输出，其有效传输距离可达1000m，因此，可以直接接入数据采集卡。其信号传输介质为普通单芯电缆。
1.4 传感器安装
超高层建筑风压属于微压范畴，且具有脉动风压的特征。因此，压力传感器宜选用微压量程、具有可测正负压的压力传感器。微差压传感器安装在玻璃幕墙内侧。但是其传感器探头必须垂直于玻璃幕墙面安装在外侧，探头与微差压传感器通过具有抗老化的软管连接，同时微差压传感器的另一个探头则布置在室内。因此必须在探头安装专用保护罩，保护罩底部开有前腔排水孔以避免前腔水压的影响。信号及电源线采用4芯扁排线，背压腔参考压力管采用1.8mm医用硬塑胶管，整个传输线可无阻碍地通过幕墙窗的密封垫进入室内。