无锡建筑地震作用监测诊断报告
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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 。无锡建筑地震作用监测诊断报告
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本项目采用1+2型GPS 监测方案，即一个固定站(基站)和二个移动站。当结构施工到相应监测楼层时，在结构刚度中心及角部各布置两个移动站，用来测试结构的整体水平位移。由于结构的运动除了两个方向的水平平动外还可能有绕中心的扭转，根据两个测点的测试结果可以计算出结构的扭转相应。 固定站的安装标准要求很高，需要选择距离移动站600m之内一个开阔场地采用挖坑深埋方式布设固定站，作为移动站的差分参考。如果工地现场的条件不够，可以考虑直接采用当地政府的大地监测网络基准站，通常他们具有更高的安装精度，一般数据的获得需要付费。 移动站安装在结构上之后，结构一直在振动，因此，移动站的零点选择也是比较困难的。零点的可以采用如下步骤实现：振动位移可以通过加速度计和激光位移计，通过振动台给出不同频率和振幅的振动，然后由测到的GPS振动位移与加速度计和激光位移计测到的振动位移相比，从而验证GPS测定振动位移的精度。用同样的方法，通过激光位移计测到的平动位移(平均位移)验证GPS的平均位移精度。 由于本结构高，建筑地面的 GPS 参考站信号会被周围建筑阻挡;因此本项目拟在塔楼开阔场地不动点处布置1个GPS参考站，其与2个GPS流动站组成一个完备的GPS 观测环路，以提高GPS观测的可靠性，GPS在平面的布置点如图 6.5?4。当结构施工到相应监测楼层时，在所监测楼面中心处和外筒各布置一台GPS观测站监测结构的水平方向位移。结构的测试楼层主要为10个加强层。由于结构的运动除了两个水平方向平动外还可能有绕中心的扭转，根据中心点和外筒测量得到的运动可以计算出结构的扭转 。无锡建筑地震作用监测诊断报告 结构健康监测--施工过程风速监测： 为了获得结构在风作用下响应的关键输入作用，进行风速的观测是至关重要的。施工阶段的风速监测不仅可以获得关键大风天气的风荷载的输入，也可以为结构性状的了解与结构响应的分析提供重要的参数。 由于风速是一个复杂的随机过程，对于风速的观测一般需要了解三个方向的风速输入，因此针对风速的监测拟采用三维超声风向风速仪和机械风向风速仪。施工阶段由于结构高度在不断变化之中，因此测点的位置也随之不断变化。在有大风来临时，将测点布置在结构*点。 在施工阶段，为了保证测试数据的度，两种类型的风速仪将考虑安装在施工塔吊的顶部，获取大风条件下主塔楼所在位置的风速、风向、湍流度、阵风因子、湍流积分尺度、湍流功率谱等边界层特性。 大风的监测与其他类型的监测不同，只有大风来临时对风进行实时监测才具有实际意义。因此对于施工阶段的风速监测采取有大风气候时进行观测，并初步以7m/s为风速监测的控制风速标准。 施工期间风速仪采用临时太阳能电池或蓄电池供电，采用相应数据采集设备进行数据的动态采集。风速仪有两种信号输出方式，一种为直接电压输出，另一种为直接输出RS-485数字信号;由于前者需要外部激励电源，因此，本方案采用RS-485 总线传输方式，因这种传输方式*远传输距离可达1200m。因此确定风速仪的设置位置距离数据采集设备的距离不宜过1200m。 设备的安装采用临时风速安装支架，固定在施工*位置处。需要在施工位置*位置处设置预埋件以固定风速安装支架 。
桥梁结构健康监测的现状与发展方向：目前我国桥梁养护单位由于经济条件的制约，桥梁结构健康监测开展并不普遍，仅在徐浦大桥、南京长江第二大桥、润扬大桥等有一定影响的特大桥中采用，并且普遍存在着监测项目种类不足的情况。在监测数据的管理方面，没有一个较为完善的数据存储与管理系统，大量的监测数据得不到妥善的处理与利用。并且，现有的桥梁结构监测和状态评估系统大多属于单一的监测系统或者是单一的管理系统。随着经济的发展和管理部门对结构安全监测认识的进一步提高，桥梁健康监测技术将越来越趋向于普遍化、智能化、实时化、网络化。 普遍化，随着国内大型桥梁的不断建成，管理者对做好桥梁的运营、养护，随时了解桥梁结构的健康状况，及时对桥梁进行安全评价的要求日益迫切，并给与高度重视和经济支撑，使桥梁健康监测系统得以广泛应用。 智能化，通过开发和应用高性能智能传感设备，达到进行自感知、自适应、自诊断、自愈合和智能传输测试的目的。 实时化，能及时掌握桥梁工作状态，消除人工检测的滞后性和低效性。能准确判别桥梁安全性能、使用性能和资金使用效率之间的*化临界点，避免重大事故的出现和资源的浪费。 网络化，桥梁实时监测系统的网络化可以实现监测数据的共享，以便各地*对桥梁状态的评估，更可实现对远离城市桥梁的自动实时监测，实现良好的社会效益和经济效益 。
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 。Kbdc2ql88
结构健康监测- 结构性能评估： 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估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估。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估的基础上，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。
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) 。
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