結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)

結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)技術(shù)是近年來(lái)新出現(xiàn)的一種對(duì)建筑物或構(gòu)筑物進(jìn)行常規(guī)“體檢”和“健康”監(jiān)測(cè)的重要手段,主要方法就是利用智能傳感儀器對(duì)建筑物或構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)管理和趨勢(shì)研判。

結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)


通過(guò)在被監(jiān)測(cè)對(duì)象內(nèi)部或表面預(yù)埋或附加各類(lèi)傳感器組成監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)感知建筑物結(jié)構(gòu)對(duì)自身服役狀態(tài)、外部環(huán)境侵蝕、極端荷載作用、周邊擾動(dòng)入侵等行為響應(yīng)的重要信息,以便對(duì)其損傷破壞、性能退化、運(yùn)營(yíng)效率等健康狀況作出智能評(píng)估和決策,為建筑結(jié)構(gòu)的安全使用、維護(hù)管養(yǎng)和壽命預(yù)測(cè)提供科學(xué)依據(jù)。


結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM,Structure Health Monitoring)是針對(duì)工程結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期服役安全的需求,建立一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)、特征識(shí)別和狀態(tài)評(píng)估的自動(dòng)化系統(tǒng),為結(jié)構(gòu)的管理和養(yǎng)護(hù)提供決策支撐。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)將傳統(tǒng)離線(xiàn)、靜態(tài)、異步的人工檢測(cè)方法,轉(zhuǎn)變?yōu)榱嗽诰€(xiàn)、動(dòng)態(tài)、同步的現(xiàn)代監(jiān)測(cè)技術(shù)。


結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)


簡(jiǎn)而言之,就是監(jiān)控建筑物安全狀態(tài)的一種手段


一套完整的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常包括五個(gè)部分,即傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理子系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)預(yù)警與評(píng)估子系統(tǒng)。

  1. 1.傳感器子系統(tǒng)。傳感器子系統(tǒng)主要由能夠感測(cè)環(huán)境與荷載作用、結(jié)構(gòu)響應(yīng)、結(jié)構(gòu)幾何變形、結(jié)構(gòu)耐久性這四類(lèi)物理量的傳感元件組成,依據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)原理進(jìn)行優(yōu)化布設(shè),實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)整體和局部性能的全面感知。

  2. 2.數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括硬件采集設(shè)備和軟件模塊,以實(shí)時(shí)、定時(shí)、觸發(fā)或混合的模式采集各個(gè)待感測(cè)物理量,其需要對(duì)各種類(lèi)型傳感器信號(hào)進(jìn)行同時(shí)控制、同步采集和高速解調(diào),實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高質(zhì)量獲取。

  3. 3.數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)包括傳輸線(xiàn)纜、交換機(jī)、信號(hào)收發(fā)器和放大器等,以總線(xiàn)型、環(huán)型、星型、樹(shù)型或混合型結(jié)構(gòu)進(jìn)行組網(wǎng),通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的方式將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理子系統(tǒng)。

  4. 4.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理子系統(tǒng)可以由中心數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)管理軟件及硬件等組成,提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)自身信息的存儲(chǔ)、查詢(xún)、調(diào)用和簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)分析功能。

  5. 5.結(jié)構(gòu)預(yù)警與評(píng)估子系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)預(yù)警與評(píng)估子系統(tǒng)主要由高性能計(jì)算機(jī)和專(zhuān)業(yè)分析軟件組成,其功能是對(duì)預(yù)處理過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行力學(xué)分析,包括模型修正、模態(tài)識(shí)別、損傷診斷、狀態(tài)評(píng)估、壽命預(yù)測(cè)、維護(hù)決策等。




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