西安桥梁结构健康监测诊断报告
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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 。西安桥梁结构健康监测诊断报告
通际质量检测是*从事房屋检测、结构监测、工程检测和评估鉴定的第三方检测机构,具有资质认可的CMA、CNAS等相关证书,拥有以博士、硕士领衔的*检测技术团队。公司下设房屋质量检测站、结构监测中心、工程检测部和评估鉴定部等部门,30+位工程师为你量身打造的检测方案,帮你节省近20%的检测费用 。
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XXXX中心位于XX滨江商务核心区域,地理位置优越,是新一轮城市发展的重点区域。XXXX中心由1栋主塔楼、1栋办公辅楼、1栋公寓辅楼及裙楼组成。其中,主塔楼建筑面积约为40万平方米,高度过606米以上,地上125层,地下6层,是一幢集办公、酒店、公寓等多功能于一体的高层建筑,一个塔冠和穹拱位于塔楼顶部,凸显塔楼的建筑风格。建成后的XXXX中心将是华中*高楼,成为XX市的标志性建筑。 为了有效地承担水平力(风荷载和地震荷载),XXXX中心主塔楼采用核心筒+外伸桁架+(外周)巨型框架结构体系(如图1.1-1所示),包括强大的组合剪力墙、微倾的巨型SRC组合柱和曲线型的环带桁架,形成了多道设防的布置特征。结构构件的位置和几何形状都经过了精心地优化以满足强度、刚度和稳定性的要求,同时与建筑设计达到*的结合。 为实现XXXX中心大厦全生命周期不同阶段的结构性能监测,结构健康监测系统包括施工阶段监测系统及使用阶段监测系统。施工阶段性能监测系统的设计充分考虑了与使用阶段性能监测系统的相关性,各类传感器的布置在满足施工监测系统的要求下兼顾了结构使用阶段性能监测系统的要求。 结构健康监测系统的建立参考以下资料: 《岩土工程勘察规范》 (GB50021-2001,2009年版); 《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010); 《工程测量规范》 (GB50026-2007); 《建筑变形测量规范》 (JGJ8-2007); 《全球定位系统(GPS)测量规范》 (GB/T 18314-2009); 《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001); 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012); 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003); 《公共建筑结构监测技术规范》(征求意见稿); 施工包单位的施工组织计划; 甲方提供的图纸及其他相关资料 。西安桥梁结构健康监测诊断报告XXXX中心主塔楼结构健康监测主要包括两个阶段工作:施工过程的监测和运营阶段监测。监测内容主要包括:地震作用监测、风荷载监测、位移监测、加速度监测、温度监测、应变监测、标高监测、倾斜监测和沉降监测。 本项目设计的结构监测系统将实现如下功能目标: 1.能够对结构使用过程中的风速、风向、气温、湿度、气压等状态进行实时同步监测; 2.能够对结构使用过程中结构关键构件局部应变、结构楼层加速度响应、结构顶部风致位移状态进行实时监测; 3.能够对结构使用过程中的地震动及结构的局部风压进行实时同步监测; 4.可以对结构进行动力特性监测和状态识别,得到结构自振频率、振型、阻尼比等; 5.能够对结构在强风过程中的工作状态进行同步监测记录,并实时显示; 6.能够对结构使用过程中的应力界、振动幅值界进行报警; 7.能够对结构出现较大的动力特性改变进行报警; 8.能够实现结构响应状况连续稳定的监测; 9.具备数据挖掘功能,可对大量数据集进行寻找和分析,提取和校验数据、创建与调试模型、对数据模型进行数据查询以及维护数据挖掘模型的有效性; 10.中心数据库的数据管理功能(存储、打印、显示等) 。
结构健康监测--施工过程温度、湿度及气压监测: 对于高建筑结构,由于日照变化、季节变化、空调因素等将可能使某些构件产生很大的温度应力,为了准确的把握结构构件的温度变化以及由此产生的结构内力效应,需要在构件上布置温度传感器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。温度计的设置及数量应能够反映塔楼高度方向和塔楼周边的温度主要分布情况。 1.1 测点布置。 温湿压一体变送器需要按照考虑季节温差、日照温差、应变补偿等原则进行布设。拟采取测点布置原则如下: 1) 沿建筑物立面高度第14、36、56、87、118层设置温度、湿度及气压测量区。共计5个测量层,用以测量不同建筑高度的温度变化。 2) 建筑物各立面分别设置温度、湿度及气压测量点,用以测量不同日照情况下的温度、湿度及气压变化。巨柱的室内与室外表面分别各布置一个温度、湿度及气压测点,用于测量巨柱的温度变化。核心筒中部布置一个温度、湿度及气压测点,用于测量核心筒的温度、湿度及气压变化。 3) 综上,共需布置温度、湿度及气压测量点104个。 1.2 监测时间和监测频率。 某温度、湿度及气压测量层施工完毕后,即开始针对该层温度、湿度及气压测点进行不间断的温度、湿度及气压测量,测量频率定为5天/次。 1.3 监测系统布置. 温度、湿度及气压测量系统为传感器—子站—站的数据传输形式。共设置5个温度测量层,分别为第14层、第36层,第56层,第87层以及第118层。温、湿度及气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屏蔽电缆 。
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*的振型布设,尽量布设在振型峰值点,避开节点,基于传感器*布设理论选择测点。 因为高层建筑结构的*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*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,体的加速度传感器数量为40个 。Kbdc2ql88
结构健康监测指的是针对工程结构的损伤识别及其特征化的策略和过程。结构损伤指的是结构材料参数及其几何特征的改变。结构健康监测过程涉及使用周期性采样的传感器阵列获取结构响应,损伤敏感指标的提取,损伤敏感指标的统计分析以确定当前结构健康状况等过程。 建立相应的健康监测系统对保证结构在施工过程以及运营期间的安全、适用具有重大作用: 1) 即时了解结构施工过程中的结构性状,实现对项目过程的有效控制; 2) 监测全寿命周期内的结构性状,发现荷载及结构响应的异常和结构损伤,确保结构的运营安全; 3) 预警极端灾害事件,评判灾害事件造成的损伤程度及部位,为业主进行灾害应急管理提供决策依据; 4) 为结构运营阶段的检查和维护方案提供信息和依据; 5) 实测获得的地震和结构动力响应将指导未来的高层建筑设计,也为高层建筑结构新技术的研究提供重要参考 。
结构健康监测--结构响应监测 1.1 位移监测。 结构位移监测拟在塔楼主体结构的中心布置二个全球定位系统(GPS)。用于监测主体结构在风荷载以及可能产生的地震作用下的水平位移*值。沿塔楼高度方向,在关键楼层处布置倾角仪,用于监测房屋中心点处的水平位移,因此应布置在核心筒连续的竖向墙体上。同时结合加速度仪的布置,可以得到结构整体的实时响应,实时掌握结构的整体性状。 1.2 加速度监测。 结构动力特性是反映结构性状的一个*重要、*直接的性能指标。在关键楼层布置加速度仪不仅可以获得结构的自振周期、频率以及阻尼,而且可以实时记录结构在风荷载、地震荷载作用下结构的反应。对于高层建筑,前5阶反应及前15阶模态是*为重要的。因此,动力响应传感器数量及布置应能获取使用阶段状态下结构的前五阶X向平动、Y向平动和前三阶扭转,不少于15阶模态的周期、振型和阻尼比。 1.3 应力应变监测。 测量塔楼关键构件的应变,关键构件包括: 1) 伸臂桁架和环带桁架的关键部位的上弦、下弦和斜腹杆; 2) 典型层巨柱的钢骨、钢筋和混凝土,交叉斜撑与巨柱相连的应力复杂部位; 3) 典型层核心筒的角部暗柱、核心筒内埋钢板和混凝土的关键部位; 4) 典型层的角部暗柱钢骨、墙身钢筋和混凝土; 5) 巨柱间的交叉斜撑; 6) 特殊楼层的水平桁架、梁; 7) 穹拱及塔冠钢结构 。
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