[转帖]结构振动控制与结构健康监测

frogfish · 发表于 2005-11-12 14:42

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探讨：结构振动控制与结构健康监测

最近20年来，国际上与地震工程相关的科学研究发展迅速，在传统理论技术的基础上，又开创了结构抗震控制、抗震性态设计（PBD）和结构健康监测这3个前沿领域。

隔震装置和耗能减震装置的质量，尤其是耐久性，对于整个结构是至关重要的。特别是在结构上起重大作用的隔震装置和耗能减震装置，总有人希望了解它的可靠性，无论从实用的角度和还是从研究的角度，作使用中的在线健康监测都是很有意义的。

而且随着更多隔震建筑和耗能减震建筑的新建，也就有更多更好的机会来考察隔震和耗能减震这项新技术在未来的强震下的实际性能，以更进一步检验这项技术的可行性。另外，通过这些监测仪器可以获得在将来地震时的大量地震记录和相关数据，以供研究和设计使用，可曰“效应不可估量”。

在结构控制领域走在前列的日本和美国的实际情形如何呢？

日本的the BCJ review process在1995年Kobe地震之后曾要求在早期的所有工程中安装监测仪器，但是现在却仅仅只要求在government building上安装监测仪器。美国呢，也是一样，早期工程大多数都装有监测仪器，但是现在也越来越less common了。这原因何在呢？

首先，这监测仪器的安装与否的决策权在谁手中呢？在日本，通常是由设计人员提出建议(recommendation),但最终是由业主决定的。当然有时候建筑开发公司也会为了将来设计建造某种特殊的建筑类型或者结构体系着想而安装一些监测仪器以期获得一些有意义的数据。

其次，健康监测的这笔费用该由谁来买单呢？我想这才是关键，才是大麻烦。是业主呢？还是施工单位？还是建筑开发公司呢？还是由某个公共机构出钱呢？不一而足。在日本，大多数安装有监测仪器的工程中，都是由业主支付这笔费用的，也有25％的工程是建筑开发公司支付的，因为他们想从中获得特定的数据以为他们将来使用。而在美国，则鲜明的反差，几乎所有的seismic instrumentation的安装和维护都是依靠公共基金来支付的，例如the California Strong Motion Instrumentation Program和USGS instrumentation networks等，我想也许这才是最好的选择，否则，谁也不想支付的话，这些监测计划是难以实施的。毕竟这些监测是利国利民的。

另外的相关问题就是，到底该安装哪种类型的instrumentation 呢？

frogfish · 发表于 2005-11-12 14:42

探讨：结构振动控制与结构健康监测－一实例

上面说到振动控制的结构的健康监测是非常有意义的，下面是一个例子。

美国西雅图在SAFECO棒球场作的阻尼器长期监测工作十分有意义。业主和有关设计人员为了能更好的监测所安置的阻尼器系统，设计并使用了在线健康监测，在所有8个阻尼器的部位都安置了位移和应变传感器，在相应的结构部位，安置了加速度计量计。采用了美国DATAQ INSTRUMENTS 公司的信号采集系统，将阻尼器上传感器上采集的信号传给DI-75B采集装置，DI-75B 中内设5B类型信号条件模块，将信号放大并与不相关信号分离。DI-75B和一个无线传递信号的DI-720 装置相连，将信号通过无线电传送到总控制室，以上DI-75B和DI-720均设置在现场的控制盘内。
总控制室可以设在该工程的任何部位，为了更好的观察、监测和对比这一安装了阻尼器工程的结构反应在线数据，特别是在西雅图大风下的反应，在总控制室还安设了加速度计，风速计和风向计。所以这些信号和现场三个盘的信号一起，通过一个以太网络送进中心计算机进行分析。分析的软件是DATAQ INSTRUMENTS 公司提供的：WinDaq Pro。整个监测系统是每天24小时在线监测。每个控制盘和总控制室内都设有5个小时的UPS 断电保护器。从监测系统的计算机就很容易判断结构和阻尼器是否出现异常，发生问题。
值得一提的是，位于太平洋板块附近的西雅图也是地震高发区。在1999年安置了阻尼器后，已经经历了多次中小地震。也采集了很多地震记录。

下图即为：SAFECO棒球场阻尼器的在线健康检测设置示意图

Allen-2000 · 发表于 2005-11-13 13:55

好贴

yl12707791 · 发表于 2005-11-16 11:26

不错，好

zongzhou · 发表于 2005-11-28 16:35

谢谢学习一下。支持楼主

zongzhou · 发表于 2005-12-1 10:25

谢谢了

ruoti · 发表于 2006-3-17 14:08

受益匪浅！

pangtouyu · 发表于 2006-3-17 17:08

学习一下

azureps · 发表于 2006-3-24 21:51

讲的好！

Izaac · 发表于 2006-4-10 23:28

学习！

liyifeifei · 发表于 2006-4-12 13:26

不错的，有利于了解历史

amuking · 发表于 2006-4-14 16:56

简洁明了，好，感谢！

qilong · 发表于 2006-4-27 09:13

好,多多鼓励

knights · 发表于 2006-5-4 10:41

kanla

aplomb · 发表于 2006-7-23 20:50

哪位好人能不能传一本结构健康监测的书看看啊！！

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